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압타머로 변형된 메조포러스 실리카 나노입자를 기반으로 하는 효율적인 세포 표적 약물 전달 시스템

초록

치료 효능을 향상시키기 위해 화학 요법 약물을 종양 세포에 효율적이고 선택적으로 전달하는 방법은 여전히 ​​어려운 문제로 남아 있습니다. 우리는 여기에서 압타머 Sgc8의 종양 표적화 능력에 의존하여 표적화된 백혈병 세포에 독소루비신(Dox)을 전달하는 압타머 변형 메조포러스 실리카 나노입자를 기반으로 하는 효율적인 세포 표적 약물 전달 시스템(Sgc8-MSN/Dox)을 구축합니다. 방식으로 치료 효과를 높이고 독성을 줄입니다. 이 연구에서 Sgc8-MSN/Dox는 지속적인 Dox 방출을 보였고 CCRF-CEM 인간 급성 T 림프구 백혈병 세포를 표적으로 하고 효율적으로 사멸시켜 암 치료제로서의 가능성을 시사했습니다.

소개

급성 림프구성 백혈병(ALL)은 인간의 건강을 심각하게 위협하는 이질적인 악성 종양입니다[1,2,3]. 미국에서는 매년 약 6000건의 급성 림프모구성 백혈병이 진단되며, 특히 어린이와 청소년에서 발생합니다. ALL은 어린이에게 가장 흔한 암이며 20세 이전에 암으로 사망하는 가장 흔한 원인입니다[4].

화학방사선 요법과 골수 조혈모세포 이식은 ALL에 대한 표준 치료법입니다. 방사선 요법은 상당한 전신 부작용과 관련이 있으며 최적의 노출 부위가 불분명합니다. 골수 조혈모세포 이식은 비용, 환자 연령 및 기증자 골수의 부족으로 인해 종종 실현 가능하지 않습니다. 화학 요법은 원거리 병소를 제거하여 재발을 예방하는 데 효과적일 수 있지만 대부분의 항종양 약물의 일부만이 순환을 통해 종양에 도달합니다. 그 결과 정상 세포에 비해 병든 세포에 대한 약물 생체 이용률이 낮고 선택성이 낮아 심각한 부작용 및 약물 내성의 위험이 증가합니다.

나노 약물 전달 시스템은 종양 미세 환경의 특정 조건에 의해 촉발되는 약물 방출을 포함하여 약물 자체보다 훨씬 더 효과적이고 표적화된 항종양 약물 전달을 제공할 수 있습니다[5, 6]. 이러한 시스템 중에서 메조포러스 실리카 나노입자(MSN)는 크고 수정 가능한 표면으로 인해 주목받고 있습니다. 다양한 양 및 유형의 약물을 운반할 수 있는 조절 가능한 공극 부피; 및 우수한 생체 적합성 [7, 8]. 기능적 반응 그룹을 사용한 표면 변형은 특정 조건에서 약물을 방출하는 MSN의 생성을 허용하는 반면 표적 분자를 사용한 변형은 MSN이 원하는 조직에 선택적으로 약물을 전달하도록 합니다[9, 10].

MSN과 호환되는 표적 분자의 한 유형은 표적에 특이적이고 단단히 결합하는 "화학적 항체"로 작용하는 단일 가닥 DNA 또는 RNA인 앱타머입니다. 압타머는 단일클론항체에 비해 크기가 작고 조제 및 변형이 용이하며 조직에 더 잘 침투하며 독성과 면역원성이 낮습니다. 따라서 aptamer는 종양 탐지 및 표적 화학 요법에 널리 사용됩니다 [11,12,13]. SELEX 방법은 CEM 인간 급성 T 림프구 백혈병 세포에 특이적으로 결합하는 압타머인 Sgc8을 식별하는 데 사용되었습니다[14, 15]. Sgc8은 CEM 세포막에서 단백질 티로신 키나제-7(PTK-7)을 인식합니다. 화학요법 약물 및 특정 나노물질에 Sgc8을 추가하면 백혈병 세포의 표적화 및 사멸을 개선할 수 있습니다[16, 17].

우리는 백혈병 진단뿐만 아니라 항백혈병 약물의 표적 전달에 유용한 것으로 입증된 고감도 및 특이도로 백혈병 세포를 검출하기 위한 Sgc8 앱타머 변형 형광 실리카 나노 입자 시스템(Sgc8-FSNPs)을 설계했습니다[18 ]. 이 작업을 기반으로 본 연구에서는 Sgc8로 장식된 MSN에 독소루비신(Dox)을 캡슐화했습니다(그림 1). 생성된 Sgc8-MSN/Dox는 약물 전달을 위한 좋은 형태와 크기를 보였고, 나노입자는 배양된 백혈병 세포에 선택적으로 흡수되어 종양 세포를 효과적으로 죽였습니다. 이 연구의 목적은 압타머로 변형된 메조 다공성 실리카 나노입자가 종양의 진단을 표적으로 할 뿐만 아니라 약물을 탑재하여 종양을 죽일 수 있음을 밝혀 종양을 표적으로 하는 진단학에 대한 아이디어를 제공하는 것입니다.

<그림>

효율적인 세포 표적 약물 전달 시스템을 위한 Sgc8 압타머 변형 메조포러스 실리카 나노입자의 개략도. CEM 세포, CCRF-CEM 인간 급성 T 림프구 백혈병 세포; 독소, 독소루비신; MSN, 개질된 실리카 나노입자; PTK-7, 단백질 티로신 키나제-7

실험 자료 및 방법

시약 및 재료

독소루비신 염산염(Dox)은 Beijing Huafeng United Technology(Beijing, China)에서 구입했습니다. 분석 등급 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 및 3-트리에톡시실릴프로필아민(APTES)은 Shanghai Chemical Reagent Factory I(중국 상하이)에서, 세틸-트리메틸암모늄 브로마이드(CTAB, 99% 순도)는 Shanghai Jizhi Biochemical Technology(중국 상하이)에서 구입했습니다. . 다른 모든 시약은 분석 등급이었습니다. 카르복실 변형 Sgc8 앱타머(5'-ATCTAACTGCCGCCGCGGGAAAATGTACGGTTAG(T)10 -COOH-3')[16]Shanghai Bioengineering(중국 상하이)에서 합성했습니다.

세포주

다음 세포주는 중국 과학 아카데미의 세포 은행(중국 상하이)에서 구입했습니다. 인간 급성 T 림프구 백혈병 세포주 CCRF-CEM, 라모스 인간 버킷 림프종 B 세포주, L02 인간 정상 간 세포주 및 293T인간 배아 신장 세포주. 모든 세포주는 37 °C, 5% CO2에서 배양되었습니다. 10% 소 태아 혈청(FBS, Hyclone) 및 페니실린-스트렙토마이신(Gibco, Grand Island, NY, USA)이 보충된 DMEM에서.

Sgc8-MSN/Dox 준비

MSN은 0.50 g CTAB를 240 mL의 초순수에 용해하고 1.75 ml의 2 M NaOH 용액을 첨가하고 오일 배스에서 80 °C로 가열하여 설명된 대로 제조되었습니다. 강하게 교반하면서 2.50mL의 TEOS를 천천히 적가하고 혼합물을 백색 침전물이 얻어질 때까지 2시간 동안 계속 교반하였다. 혼합물을 10,000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 상층액을 제거하고 침전물을 초순수와 무수에탄올로 교대로 3회 세척한 후 침전물을 60°C의 진공오븐에서 밤새 건조시켜 MSN을 얻었다.

Sgc8-MSN/Dox는 0.2365g MSN을 3구 플라스크에 23.65mL의 무수 에탄올과 혼합하고 710μL APTES를 적가하고 24시간 동안 환류하여 얻었다. 혼합물을 메탄올-HCl 용액(4:1)과 탈이온수로 교대로 3회 세척한 다음 건조하여 MSNs-NH2를 생성했습니다. . 상온에서 MSNs-NH2물질을 10mL 원심분리관에 넣고 적당량의 PBS(phosphate-buffered saline)에 분산시킨 후 Dox(5 mg/mL)를 적가하고 1시간 동안 교반하였다. 24 시간. 마지막으로 carboxyl-modified Sgc8 aptamer (100 nM/mL)를 첨가하고 혼합물을 1 시간 동안 교반하고 원심분리하고 PBS로 무색이 될 때까지 세척하여 Sgc8-MSN/Dox를 얻었다.

Sgc8-MSN/Dox의 특성

나노입자의 X선 회절 패턴(XRD)은 XRD D4 회절계(Bruker Inc., Germany)로 측정하였다. N2 흡탈착 등온선은 비표면적 및 기공 크기 분석기(TriStar 3000, GA Inc., USA)로 측정하였다. BET 표면적은 BET 플롯에서 계산되었습니다. BJH법에 의해 등온선의 흡착 가지로부터 기공 크기 분포를 추정하였다. 입자 크기와 정전기 전위는 Nano S 동적 광산란 분석기(Malvern Instruments, UK)를 사용하여 측정되었습니다. 각 샘플에 대해 3회 측정하고 평균을 냈습니다. 입자 크기와 형태는 100 kV의 전자빔 가속 전압에서 투과 전자 현미경(H-7650, Tokyo, Japan)으로 평가되었습니다. 한편, MSN 표면에 대한 Sgc8 앱타머의 접합은 FT-IR 분광법(Nicolet-5700, USA)으로 평가하였다. 압타머로 변형된 MSN/Dox의 효율을 알아보기 위해 Sgc8-MSN/Dox 조제 과정에서 세척 상청액을 채취하여 260 nm에서 자외선 흡수값을 측정한 후 표준곡선법을 이용하여 양을 구하였다. 언바운드 압타머. 따라서 압타머의 변형량은 추가된 총량에서 언바운드량을 빼서 계산할 수 있다.

Sgc8-MSN/Dox의 Dox 릴리스

Sgc8-MSN/Dox에서 Dox의 방출은 체외에서 측정되었습니다. 다음과 같이. Sgc8-MSN/Dox(10 mg)를 37 °C에서 pH 5.0 또는 7.4의 완충액 10 mL에 용해하고 100 rpm에서 진탕했습니다. 미리 결정된 시간에 샘플을 제거하고 5000 rpm에서 10분 동안 원심분리하고 상층액을 482nm에서 Thermo Scientific Microplate Reader(81 Wyman Street, Waltham, USA)에 설명된 대로 분광광도법을 사용하여 Dox에 대해 분석했습니다.

Sgc8-MSN/Dox의 타겟팅 능력

CEM 또는 Ramos 셀(3 × 10 6 ) PBS 중 15mL 원심분리 튜브에 첨가하고 Sgc8-MSN/Dox 또는 MSN/Dox(압타머 농도, 200 nM)와 혼합했습니다. 튜브를 37°C에서 20-30분 동안 배양한 후 원심분리하여 세포를 수집하고 PBS로 3회 세척하고 4% 파라포름알데히드로 30분 동안 고정한 다음 PBS로 3회 세척했습니다. 세포를 1 mg/ml DAPI와 함께 5분 동안 인큐베이션하고 PBS로 3회 세척하고 원심분리했습니다. 세포 펠렛을 PBS에 재현탁하고 형광 공초점 현미경((Nikon DS-Ri1; Tokyo, Japan)에 의한 분석을 위해 슬라이드에 놓았다.

별도의 실험에서 CEM 및 Ramos 셀(3 × 10 5 ) 대수 성장 단계에서 50 μL의 PBS, 45 μL의 결합 완충액[5 mM MgCl2, 4.5 g/L 포도당 및 1 mg/ml 소 혈청 알부민(BSA)이 보충된 PBS] 및 10 μL의 혼합물에 재현탁되었습니다. 200 nM의 앱타머 농도에서 표시된 물질을 함유하는 FBS[1 mg/ml 소혈청 알부민(BSA)이 보충된 PBS]. 혼합물을 암실에서 4 °C에서 30분 동안 진탕했습니다. 세포를 세척 완충액으로 세척하고, 1000 rpm에서 5분 동안 원심분리한 다음, 추가로 3회 세척하였다. 마지막으로, 세포를 500μL의 세척 완충액에 재현탁하고 유세포 분석법(Beckman Coulter Epics X L; Beckman Coulter, Inc., Brea, CA, USA)으로 분석했습니다.

MSN의 세포독성

Dox 또는 aptamer가 없는 MSN의 세포독성은 MTT 방법을 사용하여 평가되었습니다. 대수 성장기의 CEM, Ramos, 293T 및 L-02 세포를 96웰 플레이트에 첨가했습니다(1.5 × 10 4 /잘). MSN(100 μL)을 각 웰에 첨가하고 플레이트를 5% CO2에서 배양했습니다. 24 또는 48 시간 동안 37 °C에서 배양기. MTT(20 μL)를 각 웰에 첨가하고, 플레이트를 37 °C에서 추가로 30분 동안 배양한 다음, 플레이트를 1500 rpm에서 10분 동안 원심분리하고, 배양 상청액을 버렸다. DMSO(200 μL)를 각 웰에 첨가하고 플레이트를 암실에서 10분 동안 흔든 다음 자동화된 마이크로플레이트 판독기를 사용하여 570 nm에서 광학 밀도(OD)를 측정했습니다. 각 샘플은 6회 반복 테스트되었으며 결과는 평균 ± SD로 표시되었습니다.

Sgc8-MSN/Dox에 의한 세포 살해

96웰 플레이트의 CEM, Ramos, 293T 및 L-02 세포(1 × 10 5 웰당 세포)를 1, 5, 10, 15 또는 20 μg/mL의 Dox 농도에서 유리 Dox, MSN/Dox 또는 Sgc8-MSN/Dox와 함께 24시간 동안 인큐베이션했습니다. Sgc8-MSN/Dox가 앱타머 수용체를 통해 CEM 세포를 죽이도록 실제로 표적화되었음을 추가로 확인하기 위해 먼저 충분한 Sgc8 앱타머를 CEM 세포와 함께 2시간 동안 배양한 다음 20 μg/의 Dox 농도에서 sgc8-MSN/Dox와 함께 배양합니다. 24 h 동안 ml. "MSN의 세포독성" 섹션에 설명된 대로 MTT 분석을 사용하여 생존력을 비교했습니다.

통계 분석

결과는 Student's t를 사용하여 통계적으로 분석되었습니다. 최소 유의차 검정을 사용한 분산 검정 및 단방향 분석. 모든 분석은 GraphPad Prism 6.02(GraphPad Software, San Diego, CA, USA)로 수행되었습니다.

결과 및 토론

Sgc8-MSN/Dox의 특성

X선 회절 데이터는 합성된 나노입자가 X 범위에서 육각형 메조포어의 전형적인 회절 피크를 가지고 있음을 보여주며(그림 2a), 이는 MSN의 구조를 확인시켜줍니다. MSN의 비표면적, 기공 크기 분포 및 메조다공성 매개변수를 추가로 연구하기 위해 MSN에 대한 질소 흡탈착 테스트를 수행했습니다. MSN의 N2 흡탈착 등온선(그림 2b)은 유형 IV 등온선 특성을 나타내어 메조포러스 특성을 나타냅니다. BET 모델에 의해 계산된 표면적은 1389m 2 입니다. /G. BJH 곡선은 입자의 기공 크기 분포가 좁음을 보여줍니다(그림 2b, 삽입). 기공 크기는 5.23 nm이고 기공 부피는 2.51 cm 3 입니다. /G. 큰 비표면적 및 기공 부피 및 풍부한 메조 기공은 더 강한 약물 로딩 용량을 가질 수 있게 하고 우수한 약물 담체로서의 잠재력을 갖는다. 전자현미경은 Sgc8-MSN/Dox가 구형 또는 타원형으로 분산성이 좋고 크기가 균일함을 보여주었다(그림 3a). PBS에서 MSN/Dox의 평균 제타 전위는 -26.53 mV였으며, 이는 Sgc8-MSN/Dox에서 -33.87 mV로 감소했으며(그림 3b), 이는 Sgc8 앱타머의 음전하를 반영합니다[20]. 메조포러스 실리콘 표면에 기공 채널이 관찰되었다. PBS에서 MSN/Dox는 98.35nm의 평균 수화 입자 크기를 나타내었고, 이는 Sgc8 앱타머를 연결하여 Sgc8-MSN/Dox를 만든 후 103.24nm로 증가했습니다(그림 3c, d). Sgc8-MSN/Dox의 성공적인 접합을 추가로 확인하기 위해 FT-IR 분광법 분석을 수행했습니다. 적외선 스펙트럼은 그림 3e에 나와 있습니다. 피크 3400 cm −1 , 1100 cm −1 및 500 cm −1 실리카의 특징적인 피크입니다. 피크 약 2400 cm −1 CTAB 템플릿 에이전트의 정점입니다. 피크 약 1600 cm −1 NH2입니다. 정점. 피크는 약 1700 cm −1 에 나타납니다. MSN에 로드된 Dox의 클러스터 베이스의 C =0 본드 스트레칭 특성 피크로 간주됩니다. 1650 cm −1 의 새로운 피크 이는 Sgc8과 NH2-MSN/Dox의 반응에 의해 생성된 쉬프 염기(-C=N-) 때문입니다. 이러한 증거는 Sgc8-MSN/Dox 약물 전달 시스템이 성공적으로 준비되었음을 증명합니다. 압타머로 변형된 Sgc8-MSN/Dox의 효율을 알아보기 위해 자외선 분광광도계를 사용하여 260 nm에서 압타머의 흡광도 밀도(OD)를 측정하고, OD 값의 변화를 기반으로 나노입자 효율에 대한 압타머 변형을 계산했습니다. 나노입자 표면에 압타머 변형 전과 후. 압타머 용액과 상등액의 자외선 흡수(UV-Vis) 스펙트럼은 그림 3e에 나와 있습니다. 계산에 따르면 Sgc8-MSN/Dox에 대한 Sgc8 앱타머 변형량은 약 6.87 nmol mg –1 Sgc8-MSN/독스.

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XRD 및 b MSN의 질소 흡착 등온선; (삽입) MSN의 기공 부피 및 기공 크기 분포 플롯

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나노 물질의 특성화. Sgc8-MSN/Dox의 전자 현미경 사진. 나노 입자의 잠재적 다이어그램. c의 입자 크기 분포 MSN/Dox 및 d Sgc8-MSN/독스. 나노물질의 FT-IR 스펙트럼:a MSN, b MSN/Dox 및 c Sgc8-MSN/독스. a의 UV-Vis 스펙트럼 Sgc8 앱타머 솔루션, b Sgc8-MSN/Dox 준비 과정에서 상층액 세척

Sgc8-MSN/Dox 시험관 내 Dox 출시

MSN/Dox 및 Sgc8-MSN/Dox는 pH 7.4에서 약물 화물을 천천히 방출했습니다. 약물의 50% 이상이 96 h 이내에 방출되었습니다(그림 4). 이것은 MSN이 96시간 지속되는 느린 약물 방출을 지원할 수 있음을 나타냅니다. 이는 약물이 메조포러스 실리콘의 내부 채널 전체에 퍼지기 때문일 수 있습니다. 방출은 pH 5.0에서 훨씬 더 빨랐으며 방출 속도는 48 h까지 60%에 도달하고 96 h까지> 80%에 도달했습니다. Dox 방출 곡선은 Sgc8-MSN/Dox 및 MSN/Dox에 대해 거의 동일하여 앱타머 결찰이 나노입자 구조에 영향을 미치지 않음을 시사합니다. 산성 pH에서 더 큰 방출은 종양 세포가 약산성 환경에 있고 Sgc8로 코팅된 나노 입자가 엔도솜으로 내재화되기 때문에 유용합니다[15]. 우리의 결과는 메조포러스 실리콘이 산성 환경에서 약물 방출을 가속화할 수 있다는 아이디어를 뒷받침합니다[21, 22].

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pH 5.0 또는 7.4에서 시험관 내 Sgc8-MSN/Dox 및 MSN/Dox에서 독소루비신 방출

Sgc8-MSN/Dox 시험관 내 백혈병 세포 표적화

우리는 표적 세포로서 CEM T 림프구 백혈병 세포와 비표적 세포로서 라모스 B 림프종 세포에 의한 나노입자 흡수를 조사하였다. 유세포 분석에 기초하여, 비표적 세포는 Sgc8-MSN/Dox와 유사한 정도로 MSN/Dox를 내재화한 반면, 표적 세포는 MSN/Dox보다 훨씬 더 큰 정도로 앱타머로 코팅된 나노입자를 내재화했습니다(그림 5a). 이러한 결과와 일치하게, 형광 공초점 현미경은 Sgc8-MSN/Dox에 노출된 CEM 세포 내에서 강한 Dox 형광(적색)을 나타내었지만 동일한 방식으로 처리된 Ramos 세포 내에서는 그렇지 않았습니다(그림 5b). 이러한 결과는 백혈병 세포를 표적으로 하는 Sgc8 앱타머의 확립된 능력을 반영합니다[20]. Sgc8은 CEM 세포의 표면에서 PTK-7을 인식하여 [18] 나노 입자를 표면으로 끌어들이고 이에 의해 흡수를 더 효율적으로 만듭니다 [23]. 우리의 결과는 Sgc8-MSN/Dox가 1차 및 2차 부위에서 또는 순환 중인 PTK-7 발현 암세포를 표적으로 삼아 전이 제어에 유용할 수 있음을 시사합니다. 다른 표적화 특이성을 가진 다른 압타머로 MSN 접근 방식을 확장하는 것이 가능할 수도 있습니다[24, 25].

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a를 사용하여 분석된 Sgc8-MSN/Dox에 의한 백혈병 세포의 시험관 내 표적화 유세포 분석 및 b 형광현미경. CCRF-CEM 및 Romas 세포를 MSN/Dox 또는 Sgc8-MSN/Dox와 함께 배양한 다음 DAPI(파란색)로 염색했습니다. Dox는 빨간색으로 나타났습니다. 스케일 바, 100 μm

MSN의 세포독성

나노 약물 전달 시스템에 대한 생물학적 안전성의 중요성을 감안할 때[25], 우리는 먼저 CEM, Ramos, 293T 및 L-02 세포에 대한 비어 있는 MSN의 독성을 조사했습니다. 모든 세포주의 생존율은 최대 100 μg/mL MSN과 함께 48시간 배양 후에도 90% 이상으로 유지되었습니다(그림 6). 이것은 MSN이 거의 무시할 수 있는 세포 독성을 나타냄을 시사합니다.

<그림>

MSN의 시험관내 세포독성. CEM, b 라모스, c 293T 및 d L-02 세포에 표시된 농도의 MSN을 처리하고 세포 생존율을 측정했습니다

다음으로 우리는 표적 종양 세포(CEM 세포)와 비표적 세포(Ramos, 293T 및 L-02 세포)를 죽이는 Sgc8-MSN/Dox의 능력을 조사했습니다. 세포를 다양한 농도의 유리 Dox, MSN/Dox 또는 Sgc8-MSN/Dox와 함께 24시간 동안 배양한 다음 MTT 분석을 사용하여 생존력을 평가했습니다. 표적 CEM 세포에 대해 유리 Dox는 두 MSN 제형보다 약간 더 큰 독성을 보인 반면, Sgc8-MSN/Dox는 동일한 약물 농도에서 MSN/Dox보다 훨씬 더 독성이 있었습니다(그림 7). Ramos, 293T 및 L-02 세포에 대해 유리 Dox는 Sgc8의 유무에 관계없이 유사한 독성을 나타내는 MSN 제제보다 유의하게 더 큰 독성을 나타냈습니다. Sgc8-MSN/Dox가 앱타머 수용체 PTK-7을 통해 CEM 세포를 죽이도록 실제로 표적화되었음을 추가로 확인하기 위해 먼저 충분한 Sgc8 앱타머를 CEM 세포와 함께 2시간 동안 배양하여 결합 부위를 차단한 다음 Sgc8과 공동 배양합니다. -MSN/독스. MTT 분석은 유리 앱타머가 CEM 세포에 독성이 없음을 보여주었으며 충분한 Sgc8 앱타머가 결합 부위를 차단한 후 Sgc8-MSN/Dox가 유리 Sgc8-MSN/Dox 그룹보다 훨씬 적은 독성을 나타냈다(그림 7e). 이러한 결과는 앱타머가 약물 전달을 표적화하고 표적 세포의 사멸을 향상시키는 능력을 강조합니다. 이러한 표적화는 비표적 세포에 의한 약물 흡수를 감소시키는 데 도움이 될 뿐만 아니라 더 낮은 용량의 사용을 허용할 수 있습니다. 두 가지 효과 모두 독성 부작용의 위험을 줄일 수 있습니다[26].

<그림>

a를 죽이는 무료 DOX, MSN/Dox 및 Sgc8-MSN/Dox의 능력 CEM 셀, b 라모스 세포, c 293T 세포 및 d L-02 세포. 유리 압타머의 CEM 세포 사멸 능력, 차단(CEM 세포는 먼저 충분한 Sgc8을 2시간 동안 배양한 다음 sgc8-MSN/Dox와 함께 배양), Sgc8-MSN/Dox

앱타머는 약물 및 다양한 거대분자 또는 나노운반체를 종양 세포에 전달하기 위한 안내 분자로 사용될 수 있으며, 때로는 앱타머도 치료제로 작용할 수 있습니다. 예를 들어 AS1411 앱타머는 뉴클레올린에 특이적으로 결합할 수 있으며 뉴클레올린은 세포 분화, 생존, 염증, 혈관 신생 및 종양 발달에 관여하는 종양 세포 내부 및 표면에서 발현된다. AS1411 앱타머는 뉴클레올린과 결합하여 이종이식 모델(신장암, 폐암, MX1 유방암, 췌장암)의 성장 억제를 유도할 수 있다[27]. 또한 AS1411 앱타머 기능화, 독소루비신 로딩 리포솜(Apt-Dox-Lip)이 유방암에 대해 테스트되었으며 결과는 큰 응용 가능성을 보여주었습니다[28]. 압타머는 우수한 특성으로 인해 다양한 임상 시험에서 성공적이었습니다. 2005년 FDA의 승인을 받은 최초의 앱타머[29] 이후로 점점 더 많은 앱타머가 임상 시험에 도달했습니다. 앱타머는 전립선암[30], 폐암[31], 급성 골수성 백혈병[32] 등의 항종양 임상 시험에 적용되었습니다. 이러한 압타머 관련 임상시험을 통해 기존의 치료법을 바꿀 새로운 희망을 갖게 된 것은 의심의 여지가 없습니다.

최근 몇 년 동안 압타머는 종양의 표적 치료를 위해 다른 나노 물질과 결합되었습니다. 압타머는 탁월한 분자 인식 및 표적화 능력을 가지고 있음을 알 수 있습니다. 그러나, 뉴클레아제가 생체 내에서 압타머의 안정성에 영향을 미치는지, 저분자 물질의 앱타머가 체내에 침투하여 쉽게 제거되는지 여부 등 압타머의 응용 개발에서 여전히 무시할 수 없는 몇 가지 문제가 있다. 신장 시스템 및 생체 내 실제 표적화 성능이 가능한지 여부. 앱타머 기반 표적 나노물질의 잠재력을 최대한 활용하기 위해 더 많은 생체 내 테스트와 임상적으로 관련된 실험이 현재 연구의 초점으로 남아 있습니다. 동시에, 종양의 진단학은 미래 발전을 위한 중요한 방향이며, 보다 다기능적인 생물학적 기능성 물질의 설계 및 준비는 의심할 여지 없이 개발 추세입니다.

결론

우리는 백혈병 세포를 효율적으로 표적화하고 Dox 흡수를 촉진할 수 있는 압타머 변형 MSN 전달 시스템을 구축했습니다. 이러한 표적화는 MSN이 산성 조건에서 약물 화물을 천천히 그리고 우선적으로 방출하는 능력과 결합되어 전달 시스템이 종양 부위에 축적되고 세포를 지속적으로 죽이는 데 도움이 될 수 있습니다. 적합한 앱타머를 선택함으로써 이 MSN 접근법으로 거의 모든 유형의 종양 세포를 표적으로 삼는 것이 가능할 수 있습니다. 그러나 Sgc8-MSN/Dox에도 위에서 언급한 문제가 있을 수 있으며 생체 내 안정성 및 표적화에 대해서는 추가 연구가 필요하다는 점을 간과할 수 없습니다. 다음으로 우리는 이전 연구를 결합하여 약물 전달 시스템에 진단 시약과 약물을 모두 탑재하여 표적 진단 및 표적 치료의 진단학적 기능을 부여할 것입니다.

약어

MSN:

메조포러스 실리콘 나노입자

독스:

독소루비신

Sgc8-MSN/Dox:

압타머 변형 메조포러스 실리카 약물 전달 시스템

PTK-7:

단백질 티로신 키나아제-7

TEOS:

테트라에틸오르토실리케이트

APTES:

3-트리에톡시실릴프로필아민

CTAB:

세틸-트리메틸암모늄 브로마이드

CEM:

CCRF-CEMcells

PBS:

인산염 완충 식염수


나노물질

  1. 향상된 약물 전달을 위한 나노섬유 및 필라멘트
  2. 생체적합성 FePO4 나노입자:약물 전달, RNA 안정화 및 기능적 활성
  3. 종양 치료를 위한 약물 전달 시스템으로서의 환경 반응성 금속-유기 프레임워크
  4. 암 응용을 위한 세포 기반 약물 전달
  5. Zebrafish:나노기술 매개 신경특이성 약물 전달을 위한 유망한 실시간 모델 시스템
  6. 흑색종의 표적 화학요법 치료를 위한 약물 전달체로서의 131I-추적된 PLGA-지질 나노입자
  7. 나노기술:생체 내 이미징 시스템에서 약물 전달 제어까지
  8. 다기능 GaN/Fe 나노입자로 내피 세포 표적화
  9. 세포내 단백질 전달을 위한 실리카 나노입자:녹색 형광 단백질을 사용한 새로운 합성 방법
  10. 이중 약물 전달을 위한 나노리포좀 기반 시스템의 물리화학적 특성에 대한 조사