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젤라티나제-자극 전략에 의한 구강 편평 세포 암종에서 종양 표적 MRI 조영제로 옴니스캔 로딩 나노입자 사용

초록

본 연구에서는 젤라티나제-자극 나노입자(NPs)와 옴니스캔(Omn)으로 종양표적 MRI 조영제를 이중유화법으로 제조하였다. Omn-NPs의 크기, 분포, 형태, 안정성, 약물 로딩 및 캡슐화 효율을 특성화했습니다. 젤라티나제(콜라게나제 IV)에 대한 반응으로 나노입자의 거시적 및 미시적 형태학적 변화가 관찰되었습니다. Omn-NPs를 조영제로 사용한 MR 영상은 Omn을 대조군으로 하는 구강 편평 세포 암종 모델에서 평가되었습니다. 우리는 Omn-NP가 젤라티나제에 의해 형질전환되었다는 분명한 증거를 발견했으며 T1 강조 MRI 시퀀스의 신호는 종양 대 배경 비율이 Omn보다 Omn-NP에서 유의하게 더 높다는 것을 보여주었습니다. 주입 후 피크 시점은 Omn보다 Omn-NP가 훨씬 늦었습니다. 이 연구는 Omn-NPs가 비교적 간단하고 보편적인 전략을 기반으로 하여 특이성이 개선되고 순환 시간이 연장된 MRI 조영제로서 큰 가능성을 가지고 있음을 보여줍니다.

소개

구강 편평 세포 암종(OSCC)은 구강 및 악안면 영역에서 가장 흔한 악성 종양입니다. OSCC의 특수한 위치 때문에 수술적 치료는 필연적으로 구강안면부의 기능과 심미성에 영향을 미친다. OSCC를 조기에 정확하게 진단하면 보다 개별적이고 적절한 외과적 치료가 가능하므로 치료 후 이환율이 낮아지고 환자의 예후가 좋아집니다. 질병의 치료 계획에 영향을 미치는 정확한 진단과 병기는 영상 기술의 사용이 필요합니다[1].

MRI는 이온화 방사선이 없는 비침습적 영상 기법입니다. 연조직의 고해상도 및 3차원 이미지를 제공하는 데 활용될 수 있습니다. 다중 매개변수 MRI는 임상 시험에서 테스트되었으며 종양 위치 파악에 유용한 것으로 입증되었습니다[2]. 다양한 화합물이 MRI 조영제로 평가되었지만 가돌리늄(Gd) 복합체는 계속 가장 널리 사용되며 현재 임상에서 적용되는 모든 제제를 본질적으로 차지합니다[3]. 그러나 기존의 Gd 기반 MRI 조영제는 종양 특이적이지 않고 종양의 정확한 검출 및 특성화를 제공할 수 없습니다. 이들 약제의 대부분은 크기가 작기 때문에 혈관 내 및 간질 공간에 분포할 수 있고 신장 여과를 통해 빠르게 배출된다[3]. 종양 조직의 특이성을 개선하고 MRI 조영제의 혈류 순환 시간을 연장하기 위해 연구자들은 가변적인 새로운 MRI 조영제를 설계하고 합성하려고 시도했습니다[4,5,6,7,8].

최근에는 많은 methoxy-poly(ethylene glycol)(mPEG) 및/또는 polycaprolactone(PCL) 관련 나노 입자(NP)가 설계 및 연구되었습니다[9,10,11]. 이러한 나노입자는 약물 전달에 사용되었으며, 약물 용해도를 돕고 순환 시간을 연장하고 향상된 투과성 및 체류 효과를 통해 종양으로의 흡수를 향상시켜 치료 과정을 개선했습니다. mPEG와 PCL은 미국 식품의약국에서 승인한 공중합체로 면역원성, 항원성, 독성이 매우 낮아 의료용으로 많이 연구되고 있다[12]. 나노입자가 의료, 환경, 화학공학 분야에서 사용될 때 생체적합성과 생분해성은 중요한 특성으로 알려져 있다[13, 14]. 이전 연구에서 우리는 mPEG와 PCL 사이에 삽입된 종양 특이적 젤라티나제 절단 가능한 펩타이드를 사용하여 mPEG 및 PCL을 기반으로 하는 젤라티나제 자극 약물 전달 시스템을 개발했습니다[12]. 이 나노입자에 도세탁셀, miR-200c 등의 치료제를 로딩했다. 시험관 내 및 생체 내 연구는 약물이 종양 조직에 특이적으로 전달될 수 있음을 보여주었습니다[15]. 우리의 NP는 비교적 단순한 종양 표적 전략을 기반으로 합니다. EPR(Enhanced Permeability and Retention) 효과는 나노입자를 종양 조직에 축적할 수 있습니다. 종양에서 널리 발현되는 젤라티나제(매트릭스 메탈로프로테아제-2/9 MMP2/9, 콜라게나제 IV)는 NP를 분리하고 로드된 약물을 방출합니다. 능동 타겟팅 전략과 달리 당사의 NP는 보다 간단하고 보편적인 다양한 치료 및 진단 약물을 로드할 가능성이 있습니다.

이 연구에서 우리는 종양 표적화, 생체 적합성 및 생분해성 MRI 조영제를 확립하는 목표를 달성하기 위해 널리 사용되는 MRI 조영제[16]인 Omn과 동일한 유형의 NP를 로드했습니다. MRI 조영제로서의 Omn-NPs의 효과는 Omn 단독을 대조군으로 하여 인간 구강 편평 세포 암종의 이종이식 모델에서 평가되었습니다.

자료 및 방법

자료

메톡시-폴리에틸렌글리콜-NHS(mPEG-NHS, Mn 5000)는 Beijing Jiankai Technology Co(Beijing, China)에서 구입했습니다. 젤라티나제 절단 가능한 펩타이드(서열:H2N-PVGLIG-COOH)는 Shanghai HD Biosciences Co(Shanghai, China)에 의해 합성되었습니다. Omniscan(Gadodiamide Injection)은 GE Healthcare(Ireland)에서 구입했습니다. Collagenases IV는 Sigma(미국)에서 구입했습니다.

Omn-Loaded Gelatinases-Stimuli NPs 합성

젤라티나제-절단성 공중합체 mPEG-Pep-PCL과 펩타이드가 없는 mPEG-PCL은 이전 연구에서와 동일하게 개환 공중합에 의해 합성되었습니다[17]. Omn-NP는 이중 에멀젼 용매 증발 기술에 의해 제형화되었습니다. 간단히 말해서, 10 mg의 mPEG-Pep-PCL 공중합체를 1 mL 디클로로메탄(DCM)에 용해시켰다. 그런 다음, 각각 0.1 mL, 0.2 mL 및 0.3 mL Omn을 첨가했습니다. 이 혼합물을 초음파 처리(XL2000, Misonix, Farmingdale, NY, USA)에 의해 3%(w/v) 수성 폴리비닐 알코올(PVA) 용액 3 mL에 60초 동안 유화시켜 오일/물(o/w) 에멀젼을 얻었다. . 그런 다음 이 에멀젼을 60초 동안 초음파 처리 PVA에 의해 0.5%(w/v)를 함유하는 5 mL 수용액에 유화시켰다. 형성된 w/o/w 에멀젼을 유기 용매가 증발할 때까지 흄 후드에서 실온에서 부드럽게 교반하였다. 생성된 용액을 여과하여 혼입되지 않은 약물을 제거하였다. 블랭크-NP는 Omn을 추가하지 않고 기재된 것과 동일한 방식으로 제조하였다. Omn-loaded mPEG-PCL NP(Con-Omn-NPs)는 10 mg의 mPEG-PCL 코폴리머와 0.2 mL Omn으로 동일한 단계를 따라 합성되었습니다.

입자 크기 측정 및 NP의 형태 검사

Omn-NP 및 블랭크-NP의 입자 크기 및 안정성은 동적 광산란(DLS)(Brookhaven Instruments Corporation, USA)에 의해 측정되었다. Omn-NP 및 블랭크-NP는 실온에서 유지되었습니다. Omn-NPs의 안정성을 평가하기 위해 2 일마다 DLS로 입자 크기를 결정했습니다(총 6 일 동안). 값은 단일 샘플에 대한 3회 반복 측정의 평균이었습니다. 투과전자현미경(TEM)(JEM-100S, JEOL, Japan)을 이용하여 Omn-NP와 blank-NP의 형태를 조사하였다. 적절하게 희석된 나노입자 현탁액 한 방울을 니트로셀룰로오스 막으로 덮인 구리 그리드에 놓고 실온에서 공기 건조시켰다. 샘플은 관찰 전에 인텅스텐산나트륨 용액 1%(w/v)로 음성 염색되었습니다.

약물 로딩 콘텐츠 및 캡슐화 효율성

가돌리늄 이온의 농도를 계산하여 Omn-NPs의 약물 로딩 함량 및 캡슐화 효율을 분석하였다. Omn-NPs 1 밀리리터를 진한 질산으로 분할한 다음 혼합물을 묽은 질산으로 희석했습니다. 샘플은 Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry(ICP-AES, Optima 5300DV, PerkinElmer, USA)로 테스트되었습니다.

$$ \mathrm{Drug}\ \mathrm{loading}\ \mathrm{content}\%=\frac{\mathrm{Wight}\ \mathrm{of}\ \mathrm{the}\ \mathrm{drug}\ \ mathrm{in}\ \mathrm{nanoparticals}}{\mathrm{Weight}\ \mathrm{of}\ \mathrm{the}\ \mathrm{nanoparticals}} $$$$ \mathrm{Encapsulation}\ \mathrm{효율 }\%=\frac{\mathrm{무게}\ \mathrm{of}\ \mathrm{the}\ \mathrm{약물}\ \mathrm{in}\ \mathrm{나노입자}}{\mathrm{무게}\ \mathrm{of}\ \mathrm{the}\ \mathrm{수유}\ \mathrm{약물}} $$

콜라게나제에 대한 NP의 거시적 변화 및 미시적 형태학적 변화

Omn-loaded mPEG-PCL NP(Con-Omn-NPs) 및 mPEG-Pep-PCL NPs(Omn-NPs)는 콜라게나제 IV(0.34 mg/mL)를 포함하는 Hank 용액과 함께 37 °C에서 24 시간 동안 배양되었습니다. 용액 투명도의 변화를 육안으로 관찰했습니다.

Con-Omn-NPs 및 Omn-NPs(콜라게나아제와 함께 또는 콜라게나아제 없이 배양)의 현미경적 형태 평가를 TEM을 사용하여 수행했습니다. TEM의 경우 NP 현탁액 한 방울을 니트로셀룰로오스 막으로 덮인 구리 그리드에 놓고 관찰하기 전에 공기 건조했습니다.

V에서 이트로 C 엘룰러 U 테이크

인간 구강 편평 세포 암종주(HSC3)는 상하이 제9 병원에서 친절하게 제공되었습니다. 종양 세포를 24웰 플레이트에 5 × 10 5 밀도로 시딩했습니다. 웰당 세포 및 24 시간 동안 배양. 그런 다음 Coumarin-6이 로딩된 mPEG-Pep-PCL NP(coumarin-6에 의해 계산된 12.5μg/mL)를 배양 배지에 첨가하고 37°C에서 0.5 및 1시간 동안 배양했습니다. 배양된 배지를 빨아내고 PBS로 3회 세척하였다. 세포를 무수 에탄올(웰당 1 mL)로 20분 동안 고정한 다음 PBS로 3회 세척했습니다. 세포는 면역형광 세포화학 및 공초점 레이저 스캐닝 현미경(LSM710, Carl Zeiss MicroImaging GmbH, Berlin, Germany)으로 관찰하였다. 여기 및 방출 파장은 coumarin-6의 경우 460 nm였습니다.

동물

모든 동물 실험은 미국 국립 보건원(NIH 간행물 No.85-23, 1985년 개정)에서 발행한 실험 동물의 관리 및 사용에 대한 지침을 완전히 준수하여 수행되었으며 윤리 검토 위원회의 승인을 받았습니다. 난징대학교 의과대학 난징치과병원 동물연구. BALB/c 마우스(5–6 주, 18–22 g)는 Nanjing University의 Model Animal Research Center에서 구입했습니다. 체중 및 피부 상태를 포함한 동물 건강을 매주 2회 모니터링했습니다. 실험 중 동물의 이동성 감소와 체중 감소인 궤양은 관찰되지 않았습니다.

OSCC 모델 확립

종양 세포는 5% CO를 함유하는 가습 분위기에서 37℃에서 10% FBS(fetal bovine serum), 100 U/mL 페니실린 및 100 mg/mL 스트렙토마이신이 포함된 Dulbecco의 변형된 독수리 배지(DMEM)에서 배양되었습니다. 2 그리고 95% 공기. 인간 OSCC의 이종이식 모델을 확립하기 위해 인간 OSCC 세포 HSC3(1 × 10 6 50μL 인산완충식염수(PBS)의 세포를 누드 마우스의 오른쪽 겨드랑이에 피하 접종했습니다(그룹당 3마리). 우리는 캘리퍼스로 종양 크기를 격일로 측정했습니다. 종양 직경이 약 0.4–0.5 cm였을 때, 마우스는 생체 내 MR 영상 실험을 위한 준비가 되었습니다.

조영제로 Omn-NP 및 Omn을 사용한 생체 내 MRI 연구

생체 내 연구를 위해 마우스를 두 그룹(A 및 B)으로 나누었습니다. 그룹 A의 마우스에는 꼬리 정맥을 통해 Omn-NP가 주입되었고 그룹 B의 마우스에는 로드된 NP와 동일한 농도의 Omn이 주입되었습니다. 두 그룹 모두 Bruker Biospin 7.0 T MRI 스캐너(Bruker BioSpin, Ettlingen, Germany)를 사용하여 스캔했습니다. 매개변수는 다음과 같이 설정되었습니다:시야(FOV), 3.5 × 2.5 cm; 슬라이스 두께, 0.8 mm; TR, 745.2 ms; TE, 7.5 ms. T1 가중 스핀 에코 시퀀스를 사용하여 마우스의 축 조각을 획득했습니다. 두 개의 조영제를 정맥내 투여하기 전과 후 다른 시점에서 이미지를 얻었습니다.

종양 및 정상 조직에서 MMP2/9의 발현

생체 내 MRI 검사 후, OSCC 마우스 모델의 종양 조직, 심장, 간, 비장, 폐, 신장 및 근육 조직이 MMP2 및 MMP9에 대한 면역조직화학(IHC) 염색을 위해 선택되었습니다. 모든 조직을 해부하고 10% 중성 완충 포르말린에 고정하고 일상적으로 파라핀으로 가공하고 5 μm 두께로 절편하였다. MMP2/9의 반정량적 발현(-, +, ++)에 대한 IHC 검사는 광학현미경을 이용하여 수행하였다.

통계 분석

통계 분석은 학생의 t를 사용하여 수행되었습니다. 테스트. 데이터는 평균 ± SD 및 p 값으로 나열되었습니다. <0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었습니다.

결과 및 토론

mPEG-Pep-PCL 나노입자의 특성

1 H NMR(CDCl3 ) mPEG-Pep-PCL 공중합체의 스펙트럼은 펩티드가 mPEG와 성공적으로 접합되었고 mPEG-Pep 접합체가 PCL과 성공적으로 접합되었음을 확인했습니다(그림 1a). mPEG-Pep-PCL 공중합체에서 친수성 블록 대 소수성 블록(mPEG/PCL)의 몰비는 -CH2-CH2-O( 3.65 ppm) 1 의 mPEG 세그먼트 H NMR 측정.

<그림><그림>

1 H CDCl3에서 PEG-Pep-PCL의 핵 자기 공명 스펙트럼(300 MHz, 25μC). 블랭크 NP 및 Omn-로딩된 NP(0.1 mL, 0.2 mL, 0.3 mL)의 직경 및 다분산 지수. Omn-loaded NP의 안정성(0.1 mL, 0.2 mL, 0.3 mL). d 블랭크 NP 및 Omn 로딩 NP의 TEM 현미경 사진. 오차 막대는 세 가지 개별 측정의 표준 편차를 나타냅니다.

입자 크기 및 NP의 안정성

입자 크기와 다분산 지수(PDI)는 DLS에 의해 결정되었습니다(그림 1b). 3개의 Omn-NP 간에 입자 크기의 유의미한 차이는 발견되지 않았습니다(p> 0.05), Omn-NP와 blank-NP 사이에 상당한 차이가 발견되었지만(p <0.05). PDI의 경우 이러한 Omn-NP 간에 유의한 차이가 발견되지 않았습니다(p> 0.05), 그러나 Omn-NP와 blank-NP 사이에는 상당한 차이가 있었습니다(p <0.05).

Omn-NP의 안정성을 위해 세 가지 Omn-NP 모두에서 침전이 없었고 크기의 명백한 변화가 관찰되었으며(그림 1c), 이는 Omn-NP가 안정적임을 나타냅니다.

NP의 형태학적 연구

빈 NP와 Omn-NP의 TEM 현미경 사진이 그림 1d에 나와 있습니다. 블랭크 NP와 Omn-NP 모두에서 타원형 모양을 관찰할 수 있었고 Omn-NP는 크기가 다르기 때문에 블랭크 NP보다 훨씬 작습니다. 또한, NP의 Omn은 NP에서 어두운 미립자로 나타나는 명확하게 구별될 수 있었습니다. 이 Omn 미립자는 NP 내에서 흩어져 관찰될 수 있었습니다.

약물 로딩 콘텐츠 및 캡슐화 효율성

3개의 Omn-NPs의 약물 로딩 함량 및 캡슐화 효율을 표 1에 나타내었다. 그 결과 0.3 mL Omn이 가장 높은 약물 로딩을 갖지만 캡슐화 효율이 상당히 낮았고, 0.1 mL Omn이 가장 높은 캡슐화 효율을 갖고 상대적으로 근접한 것으로 나타났다. 0.2 mL 및 0.3 mL Omn으로 약물 로딩. 약물 로딩 및 캡슐화 효율을 모두 고려하여 0.1 mL Omn-NPs가 최종 생체 내 MRI 연구에 사용되었습니다. 낮은 캡슐화 효율은 또한 반응 시스템에서 우리가 추가한 Omn이 NP에 충분함을 나타냅니다.

<그림>

콜라게나제 IV에 대한 Omn-NP 및 Con-Omn-NP의 거시적 및 미시적 형태 변화

젤라티나제(collagenase IV)에 대한 NP의 절단을 확인하기 위해 2 mg/mL 콜라게나제 IV를 포함하는 Hank 용액과 배양 후 Omn-NP와 Con-Omn-NP의 거시적 및 미시적 형태 변화를 평가했습니다. A1과 B1은 콜라게나제 IV와 함께 배양 전후에 투명한 Con-Omn-NPs 용액을 보여주었고, A2와 B2는 배양 전후에 TEM을 이용한 Con-Omn-NPs의 현미경적 형태에 변화가 없음을 보여주었다. C1 및 D1은 콜라게나제 IV와 함께 인큐베이션 전후에 Omn-NP의 용액을 보여주었다. D1은 24 h 후에 Omn-NP 용액에서 침전이 발생함에 따라 액체가 탁해짐을 보여주었다. D2는 콜라게나제 IV에 대한 반응으로 Omn-NPs의 TEM 이미지를 보여주었으며, NPs의 구조가 분해되었습니다(그림 2). 이 결과는 우리의 NP가 젤라티나제-자극임을 나타냅니다. 펩타이드의 절단은 NP를 분해하고 로드된 약물이 방출될 것입니다. 그리고 펩타이드를 절단하여 적재된 약물을 방출하는 기능은 약물 방출과 우리의 이전 연구에서도 입증되었습니다[12, 18].

<그림><그림>

a1 , a2 , b1 , b2 , c1 , c2 , d1 , d2 콜라게나제 IV와 배양 후 Omn-로딩된 mPEG-PCL NP(Con-Omn-NPs) 및 Omn-로딩된 mPEG-Pep-PCL NP(Omn-NPs)의 거시적 및 미시적 형태 변화

체외 세포 흡수 연구

coumarin-6-loaded NP의 세포 흡수는 그림 3에 나와 있습니다. coumarin-6의 녹색 형광은 HSC3 세포의 세포질에서 나타났으며, 이는 coumarin-6이 NP와 함께 세포질에 들어갔다는 것을 시사합니다. 쿠마린-6은 원래 NP에 갇혀 있었기 때문에 NP가 세포막 장벽을 효과적으로 침투하고 세포내이입을 통해 세포질에 분포할 수 있음을 나타냅니다.

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아, 나 나노 입자의 시험관 내 HSC3 세포 흡수 연구. coumarin-6-loaded NP와 배양 후 HSC3 세포의 공초점 현미경 이미지

Omn-NP 및 Omn을 조영제로 사용하는 생체 내 MR 이미징

0.025 mmol/kg(Gd 3+ 의 용량으로 Omn-NPs 및 Omn을 정맥내 투여하기 전에 이미지를 획득했습니다. ) 2 그룹 중. 그런 다음 주사 후 5분, 15분, 30분, 60분, 90분, 120분, 150분, 180분에 조영 후 이미지를 얻었습니다(그림 4a). 종양에서 배경으로의 신호(TBR) ) 비율을 계산하여 Omn과 비교하여 Omn-Nps를 사용하여 평가를 위한 정량적 지표로 사용했습니다. 그 결과 Omn-NPs의 최대 TBR은 2.23 ± 0.10 및 Omn의 경우 1.48 ± 0.01이었고 피크까지의 시간은 Omn-NPs의 경우 30분, Omn의 경우 5분이었고 신호 강화 지속 시간은 Omn-NPs의 경우 180분 Omn의 경우 NP 및 30 min(그림 4b). 두 그룹 간에 최대 TBR 및 머무름 시간에 상당한 차이가 있었습니다(p <0.05). 우리의 Omn-NP는 약물 로딩이 상대적으로 낮았지만 Omn 단독에 비해 우수한 향상된 생체 내 MR 영상이 입증되었습니다. 이것은 또한 우리의 Omn-NP가 젤라티나제 자극 및 종양 특이적임을 증명했습니다.

<그림><그림>

, b T1 강조 시퀀스로 획득한 표시된 종양 위치에서 인간 OSCC의 이종이식 모델의 종양 대 배경 비율의 축 MRI 이미지 및 선 차트. 오차 막대는 세 가지 개별 측정의 표준 편차를 나타냅니다.

최근 단광자방출단층촬영[19], 양전자방출단층촬영(PET)[20], 광학영상[21]과 같은 첨단 영상기술이 OSCC 진단에 사용되었음에도 불구하고 MRI는 여전히 가장 널리 사용되고 신뢰할 수 있는 방법이다. TNM 암 병기 결정 시스템에 따라 두경부 종양의 병기를 결정하는 도구[1]와 가돌리늄 킬레이트는 여전히 가장 널리 사용되는 MRI 조영제[22]입니다.

특히 MRI 조영제에 대한 종양 표적화의 목표를 달성하기 위해 능동 및 수동 표적화 전략이 사용되었다[2, 23, 24]. 능동 표적[12]은 암 진단에서 큰 초점 영역이 되었습니다. 앱타머[25], 펩티드[8], 항체[6], 엽산[26]과 같은 표적 리간드는 종양 세포 또는 혈관계에 의해 과발현되는 특정 수용체에 결합하기 위해 거대분자 및 초분자 다량체 Gd 복합체에 접합됩니다. 그러나 이들 거대분자 및 초분자의 생체적합성 및 생분해성 특성은 명확하지 않으며, 이들의 비생분해성은 임상 적용을 방해한다. 그러나 당사의 Omn-NP는 PEG, PCL, gelatinase-cleavage peptide, Omn으로 구성됩니다. PEG와 PCL은 생체적합성 및 생분해성이 우수하며, Omn은 임상적으로 널리 사용되는 MRI 조영제입니다. 따라서 우리의 Omn-NPs는 우수한 생물학적 안전성을 가질 것으로 기대됩니다.

친수성 mPEG를 사용한 폴리머 변형은 혈액 순환을 연장하고 종양에서 NP의 축적을 증가시킬 수 있습니다. PEG화는 혈청 단백질 부착을 감소시키고 은폐 표면을 생성하여 세망내피 시스템에 의한 흡수를 피함으로써 순환 시간을 연장할 수 있습니다[12, 17]. 캡슐화된 약물의 농도는 종양 부위에서 특히 증가했으며 이 연구에서 유의하게 연장된 향상 지속 시간이 관찰되었습니다. 따라서 TBR의 피크 시점은 훨씬 늦었고 이미징 대기 시간은 Omn 그룹보다 Omn-NP 그룹에서 훨씬 더 길었습니다.

또한 개선된 특이성과 연장된 강화 지속 시간은 가돌리늄 이온의 주입량을 최소화하여 가돌리늄 기반 조영제의 설계에서 우려되는 신인성 전신 섬유증의 위험을 줄입니다[27, 28].

MMP2 및 MMP9에 대한 IHC 염색

장기 및 종양조직에서 정상조직의 MMP2, MMP9에 대한 IHC 염색 결과를 Fig. ( ). 종양 조직에서 세포 혈장과 세포외 기질은 눈에 띄게 갈색으로 염색되어 더 높은 수준의 MMP2/9 발현을 나타냅니다.

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, b 인간 구강 편평 세포 암종의 이종이식 마우스 모델의 정상 및 종양 조직에서 MMP2 및 MMP9에 대한 IHC 염색

MMP(matrix metalloproteinase) 계열은 암 침습 및 전이에서 핵심적인 역할을 하며, 콜라게나제 IV 및 젤라티나제 A/B로도 알려진 MMP2/9는 가장 중요한 암 관련 MMP인 것으로 보고되었습니다. 연구에 따르면 젤라티나제 발현과 OSCC를 포함한 많은 종양의 좋지 않은 결과 사이의 상관관계가 밝혀졌습니다[29, 30]. MMP2/9의 높은 발현도 우리 연구에서 관찰되었습니다. MMP로 인해 MMP는 널리 발현되고 암과 밀접한 관련이 있기 때문에 의심할 여지 없이 중요한 항암 표적입니다. 따라서 우리의 Omn-NP는 거의 모든 종양에 사용할 수 있습니다. 단순성과 보편성은 임상 적용 가능성이 뛰어납니다.

결론

이 연구에서 우리는 현재 임상에서 사용되는 조영제의 결함을 보완하기 위해 새로운 종양 표적 MRI 조영제 전달 시스템을 설계하고 합성했습니다. OSCC 마우스 모델에서 Omn보다 Omn-NP에서 더 높은 MRI T1 종양 대 배경 비율과 연장된 혈액 순환 시간이 발견되었습니다. 이 연구는 Omn-NP가 종양 조직의 특이성을 개선하고 순환 시간을 연장하는 종양 특이적 MRI 조영제로서의 가능성을 가지고 있음을 보여줍니다. PEG와 PCL의 우수한 생체적합성과 생분해성을 고려할 때 Omn은 임상적으로 널리 사용되는 MRI 조영제로서 임상적 응용 가능성이 높다. 또한 더 나은 감도를 위해 NP에서 Omn의 약물 로딩 함량과 캡슐화 효율성을 높이는 데 더 많은 노력을 기울일 것입니다.

데이터 및 자료의 가용성

이 연구의 결과를 뒷받침하는 데이터는 요청 시 교신저자에게 제공됩니다.

약어

NP:

나노입자

전체:

옴니스캔

OSCC:

구강 편평 세포 암종

MMP:

매트릭스 금속단백분해효소

하나님:

가돌리늄

mPEG:

메톡시폴리(에틸렌글리콜)

PCL:

폴리(ε-카프로락톤)

강력:

펩타이드

Omn-NP:

Omniscan 로드 mPEG-Pep-PCL NPs

Con-Omn-NPs:

Omniscan 로드 mPEG-PCL NPs

MRI:

자기공명영상

EPR:

향상된 투과성 및 유지력

DCM:

디클로로메탄

PVA:

폴리비닐알코올

DLS:

동적 광산란

PDI:

다분산 지수

TEM:

투과 전자 현미경

ICP-AES:

유도 결합 플라즈마-원자 방출 분광법

DMEM:

Dulbecco의 수정된 Eagle 배지

FBS:

태아 소 혈청

IHC:

면역조직화학물질

PBS:

인산염 완충 식염수


나노물질

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