우리는 코어 내부에 항암제인 커큐민(Cur)과 액체 PFH(플루오로카본 퍼플루오로헥산)가 함께 탑재된 pH 민감성 페리틴 나노케이지와 FA-라고 하는 쉘 외부의 접합된 종양 표적 분자 FA를 사용하여 간단하고 다양한 나노플랫폼을 개발했습니다. FCP. 합성된 FA-FCP는 평균 입자 직경이 47 nm이며 다양한 매체에서 안정적이고 유리한 물리화학적 특성을 가지며 생체 내 및 시험관 내에서 높은 생체 적합성과 생체 안전성을 갖습니다. 저강도 집속초음파(LIFU) 조건과 pH =5.0에서 FA-FCP는 24 h에 많은 양의 약물(53.2%)을 방출했습니다. 4 분의 LIFU(7 W) 처리 후, FA-FCP는 pH =5.0에서 대비가 강화된 초음파 이미징 기능을 제공했습니다. FA 수용체 매개 엔도사이토시스로 인해 FA-FCP는 세포에 효율적으로 들어가 리소좀으로 더 이동할 수 있습니다. FA-FCP 주입 18시간 후, 종양이 LIFU에 의해 자극되어 조영제가 강화된 초음파 영상이 생성되었습니다. 생체 내 및 시험관 내 실험에서 FA-FCP와 LIFU를 함께 사용하면 상당한 종양 치료 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 결과를 바탕으로 외부 LIFU 및 내인성 산성 환경과 결합된 FA-FCP는 강력한 검사 기능을 가지며 새로운 유형의 비침습적이고 통합된 종양 검사 옵션을 제공할 수 있다는 결론을 내렸습니다.
난소암은 사망률이 높은 고도로 전이되고 치명적인 질병이다[1, 2]. 초기 임상 증상이 뚜렷하지 않기 때문에 대부분의 환자가 진단되었을 때 종양 세포는 이미 고도로 전이되어 있습니다[3]. 임상에서 일반적으로 사용되는 치료법은 세포축소술과 항암화학요법을 병행하며, 진행성 질환 환자의 5년 생존율은 매우 낮다[4]. 따라서, 환자의 전체 생존율을 향상시키기 위한 난소암 치료 및 진단을 위한 새로운 전략을 개발하는 것이 시급합니다. 최근 표적치료제와 영상진단기능을 결합한 나노플랫폼이 효과적인 종양치료를 위한 대안적 치료전략을 제시하고 있다[5,6,7].
최근 몇 년 동안 ARN(Acoustic-response nanoplatform)은 종양 치료 및 진단 연구에 널리 사용되었습니다[8, 9]. ARN은 일반적으로 마이크로버블(MB) 또는 나노입자(NP) 모델로 설계됩니다[10,11,12]. MB에 비해 NP는 더 작은 입자 크기, 더 높은 투과성, 더 긴 약동학적 주기, 더 나은 안정성 및 더 쉬운 표면 변형 능력을 가지고 있습니다[13]. 퍼플루오로펜탄(PFP), 퍼플루오로헥산(PFH) 및 퍼플루오로옥틸 브로마이드(PFOB)와 같은 다양한 종류의 상 변형 액체 플루오로카본이 일반적으로 음향 응답성을 달성하는 데 사용됩니다[14,15,16,17,18,19]. 이러한 액체 탄화불소는 외부 집중 초음파 자극 하에서 음향 액적 기화(ADV) 효과를 통해 기포 또는 파열을 생성할 수 있습니다. 이 프로세스는 ARN에 향상된 초음파 조영제 기능을 제공합니다. 이러한 액체 탄화불소 중 PFP는 끓는점이 낮고(29.2°C) 체내에서 가스화되기 쉬워 가스 색전증을 유발합니다. PFOB는 끓는점이 매우 높으며(144 °C) 액체-증기 상 변화를 유발하기 위해 초고강도 초음파가 필요합니다. 따라서 PFH는 끓는점이 56°C인 이상적인 상변환 물질로 간주됩니다. 그러나 PFH는 소수성이므로 나노입자 내부에 캡슐화하여 수용성으로 만드는 것이 좋습니다. 현재 액체 탄화불소를 캡슐화하기 위해 리포솜, PLGA, 유기 메조포러스, 유기 고분자 등과 같은 다양한 물질이 보고되었다[20,21,22,23,24]. 동시에 이러한 담체에는 항암제가 탑재되어 ARN이 화학 요법 기능을 가질 수 있고 음향 제어 약물 방출 능력을 나타낼 수 있습니다[16, 19]. 이러한 음향 반응성 나노플랫폼이 우수한 종양 진단 및 치료 통합 기능을 나타내는 것으로 보고되었지만 나노운반체의 생체 적합성은 여전히 임상 변형에 대한 우려입니다. 최근 몇 년 동안 철이 없는 페리틴 나노케이지는 내인성 단백질이고 상당한 pH 민감도를 가지기 때문에 약물 전달 매개체로 널리 사용되었습니다[25,26,27]. 그들은 산성 환경에서 분해되고 알칼리성 환경에서 재조립될 수 있습니다. 이것은 페리틴을 생체 적합성으로 만들고 제어된 약물 로딩 및 방출 능력을 제공합니다.
이 연구에서 페리틴은 PFH와 커큐민(Cur)을 모두 로드하고 단백질 표면의 종양 특이적 표적 분자 FA를 수정하여 다기능 나노플랫폼(FA-FCP)을 얻기 위한 운반체로 사용되었습니다. 커큐민은 강황에서 추출한 천연 폴리페놀로 항암 효과가 좋은 것으로 보고되었습니다. 그러나 물에 대한 용해도는 좋지 않습니다[28,29,30,31]. FA-FCP는 PFH와 Cur의 수용성을 향상시키고 다양한 매질에서 높은 생리학적 안정성을 가지며 생체 내 및 시험관 내에서 유리한 생체 적합성과 생체 안전성을 가지고 있습니다. LIFU 조건 및 pH =5.0에서 FA-FCP는 24 h(53.2%)에 많은 양의 약물을 방출합니다. 4 분의 LIFU(7 W) 처리 후 pH =5.0에서 FA-FCP는 대비가 강화된 초음파 영상을 제공합니다. FA 수용체 매개 엔도사이토시스로 인해 FA-FCP는 세포에 쉽게 들어가 리소좀으로 재배치될 수 있습니다. FA-FCP 주사 18시간 후, 종양 부위는 LIFU에 의해 자극되었고, 종양은 조영증강 초음파 영상을 나타내었다. 생체 내 및 시험관 내 실험에서 FA-FCP가 종양 치료에 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 이러한 결과는 비침습성, 리간드/수용체 매개 표적화, LIFU에 의해 유발된 상전이 또는 심지어 발파, 정확한 약물 방출의 이점이 FA-FCP를 유망한 종양 치료학적 나노플랫폼으로 만든다는 것을 입증했습니다.
페리틴(FRT), 엽산(FA) 및 퍼플루오로헥산(PFH)은 Sigma(St. Louis, MO, USA)에서 구입했습니다. Curcumin(Cur)은 Aladdin Industrial Corporation(Shanghai, China)에서 구입했습니다. NH2 -PEG2000 -FA 및 NH2 -PEG2000 -COOH는 Xi'an Ruixi Biotechnology Co., Ltd(중국)에서 공급했습니다. 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드(EDC) 및 N -하이드록시숙신이미드(NHS)는 Thermo Fisher Scientific(Waltham, MA, USA)에서 구입했습니다. 세포 계수 키트-8(CCK-8)은 Dojindo Laboratories(Kumamoto, Japan)에서 구입했습니다. Dulbecco의 변형 이글 배지(DMEM), 인산완충식염수(PBS), 페니실린-스트렙토마이신, 트립신-EDTA 및 소태아혈청(FBS)은 Gibco(미국 뉴욕주 그랜드 아일랜드)에서 구입했습니다.
FA-FCP를 제조하기 위해, 먼저 10 mg FRT를 10 ml 물에 용해시켰다. 총 10 mg Cur가 0.3 ml DMSO에 용해되었습니다. 두 종류의 용액과 1 ml PFH를 pH 5.0 조건에서 혼합하고 30분간 ice-bath 초음파 처리를 하였다. 그 후, 혼합물의 pH 값을 7.4로 조정하여 Cur 및 PFH가 로딩된 FRT(FCP)를 얻었다. 둘째, 표적 분자 FA는 carbodiimide 방법을 통해 FCP와 공유 결합되었다[8]. 간단히 말해서, 5 mg NH2 -PEG2000 -FA를 EDC(5 mg/ml) 및 NHS(20 mg/ml)의 존재하에 상기 FCP 용액에 첨가하였다. 실온에서 약간 교반하면서 3시간 반응시킨 후, 혼합물을 24시간 동안 증류수(MW cut off =12 kDa)에 대한 투석을 통해 정제하여 FA-결합 FCP(FA-FCP)를 얻었다. Cur loading ratio는 426 nm에서 UV-Vis 분광광도계에 의해 검출되었고 (Aa -Ab )/Ac , 여기서 Aa , Ab 및 Ac FA-FCP, FA-FP 및 FA-FP의 가중치를 각각 나타냅니다.
나노 입자의 크기와 제타 전위는 Zeta Sizer(Malvern, NanoZS, UK)로 테스트되었습니다. 나노입자의 형태는 투과전자현미경(TEM, Hitachi, Japan)과 원자간력현미경(AFM, Agilent Technologies 5500LS, Chandler, Arizona)으로 관찰하였다. 나노 입자의 세포 흡수는 공초점 레이저 스캐닝 현미경(LEXT OLS4100, Olympus, Japan) 및 유세포 분석(BD, Franklin Lakes, NJ)에 의해 검출되었습니다. 흡수 스펙트럼은 UV-Vis 분광 광도계(UV1800, Shimadzu, Japan)로 획득했습니다.
인간 난소암 세포주 SK-OV-3은 중국 과학원 상하이 세포 생물학 연구소에서 제공했습니다. 세포를 10% 소태아 혈청 및 5% CO2 중 1% 페니실린-스트렙토마이신 용액을 함유하는 DMEM 배지에서 배양했습니다. 37 °C에서.
Balb/c 누드 마우스(암컷, 약 5 주)는 Vital River Laboratory Animal Technology Co., Ltd.(Beijing, China)에서 제공했습니다. SK-OV-3 종양 모델의 경우 1 × 10 6 세포를 마우스의 오른쪽 등 부위에 피하 주사하였다. 모든 실험 절차는 쓰촨 의학 아카데미의 실험 동물 관리 및 사용 지침에 따라 수행되었으며 쓰촨 의학 아카데미 윤리 위원회의 승인을 받았습니다.
FA-FCP 수용액을 네 부분으로 나누어 투석 백(MW 5000)에 넣었다. 그런 다음 pH가 각각 5.0 및 7.4인 PBS 용액 10 ml에 투석되었습니다. 3 시간 후, 수용액을 LIFU(7 W, 5 min)의 유무에 관계없이 처리했습니다(50% 듀티 사이클, 맥파 모드 및 다음 절차는 일관되게 유지됨). 특정 시점에서, 1 ml의 투석액을 제거하고 동일한 부피 및 동일한 pH 블랭크 용액을 첨가하였다. 투석액을 꺼내 UV-Vis 분광기로 측정하여 Cur의 농도를 계산하였다.
pH =5.0 및 7.4 조건의 FA-FCP에 LIFU의 다른 전력(5, 6, 7 W)과 다른 총 시간(3, 4 및 5 min) 동안 아가로즈 겔 모델을 조사한 후 US 이미지를 주파수가 5–12 MHz이고 기계적 지수(MI)가 0.06인 미국 장비(Esaote Mylab 90, Italy)에서 관찰되었습니다. 미국 이미지에서 관심 영역의 미국 강도는 ImageJ 소프트웨어로 분석되었습니다.
시험관 내에서 FA-FCP의 표적화 능력을 입증하기 위해 FITC를 사용하여 나노 입자를 표지했습니다. 간단히 말해서, FITC 1 mg을 DMSO 1 ml에 용해시킨 다음 FCP 및 FA-FCP와 부드럽게 교반하면서 30분 동안 혼합했습니다. 그런 다음, 혼합 용액을 탈이온수에서 밤새 투석하여 유리 FITC 및 DMSO를 제거하여 FITC 표지된 나노 입자를 얻었다. 세포를 24시간 동안 배양한 다음, FITC로 표지된 나노입자를 배양 플레이트에 첨가하여 3시간 동안 배양하였다. 이후 PBS로 3회 세척한 후 DAPI로 5분, lysotracker red로 10분, 4% paraformaldehyde로 15분 고정하였다. 마지막으로 공초점 레이저 주사현미경으로 세포를 관찰하였다. 세포 내부의 통계적 형광 신호를 측정하고 유세포 분석기로 분석했습니다.
Free Cur 및 FA-FCP(Cur 농도가 동일)를 정상 마우스에 정맥 주사했습니다. 그리고 나서, 안와신경총으로부터 서로 다른 시점에 다양한 그룹의 마우스 혈액을 채취하여 용해 완충액에 용해시켰다. 이 처리된 그룹의 혈액 내 Cur 농도는 UV-Vis 분광기를 사용하여 용해된 각 혈액 샘플의 Cur 흡광도 스펙트럼에 의해 결정되었으며 조직 그램당 주사된 용량의 백분율(ID%/g)로 정의되었습니다.
종양 내 FA-FCP 함량은 종양 보유 마우스에서 수행되었습니다. FA-FCP의 0, 1, 6, 12, 18 및 24시간 정맥 주사 후, 종양 조직을 수집하고, 무게를 재고, 왕수 용액으로 24시간 동안 소화시켰다. 이 처리된 그룹의 혈액 내 Cur 농도는 UV-Vis 분광계에 의해 용해된 각 종양 조직의 Cur 흡광도 스펙트럼에 의해 결정되었으며 조직 그램당 주사된 용량의 백분율(ID%/g)로 정의되었습니다.
시험관 내 항암 효과를 위해 PBS, Cur, FA-FCP, FCP + LIFU 및 FA-FCP + LIFU(동일 Cur 용량 5 mg/kg)를 3 시간 동안 세포에 처리한 후 LIFU( 5 분, 7 W). 처리된 세포를 또 다른 21 시간 동안 인큐베이션하였다. 이후 CCK-8 assay로 처리된 세포의 생존력을 확인하였다.
생체 내 항암 효능을 위해 종양 보유 마우스를 무작위로 5개 그룹으로 나누었습니다(n =6) 식염수(대조군), 유리 Cur, FA-FCP, FCP + LIFU 및 FA-FCP + LIFU를 각각 정맥 주사했습니다. 치료 24일 동안 마우스의 종양 부피와 체중을 3일마다 모니터링했습니다. 종양의 크기는 캘리퍼스로 감지되었습니다. 종양 부피 =길이×너비 2 /2. 종양 성장 변화는 V/V0로 계산된 상대적 종양 부피로 표시되었습니다. , 여기서 V0 초기 종양 부피를 나타냅니다.
SK-OV-3 세포를 96웰 플레이트에 1 × 10 4 밀도로 시딩했습니다. 세포/웰에 넣고 24 시간 동안 부착되도록 합니다. 다양한 농도(0, 20, 40, 100, 200, 500μg/ml)의 FA-FRT-PFH를 SK-OV-3 세포와 함께 배양하였다. 24시간 처리 후, 세포를 인큐베이터에서 20분 동안 10% CCK-8을 함유하는 DMEM 배지로 처리하였다. 450 nm 파장에서 세포의 흡광도를 Multimode Plate Reader(Thermo Scientific)로 검출하여 세포 생존력을 특성화했습니다. 또한, FA-FCP 주입 25일 후 건강한 마우스의 심장, 간, 비장, 폐 및 신장을 포함한 주요 장기를 수집하여 헤마톡실린 및 에오신 염색으로 분석하였다. 광학현미경을 이용하여 H 염색 이미지를 관찰하였다.
모든 데이터는 평균 ± 표준 편차로 표시되었습니다. 통계 데이터는 SPSS 22.0 소프트웨어로 처리되었습니다. 학생의 t 두 그룹 간의 통계적 유의성을 확인하기 위해 테스트를 수행했습니다. 피 <0.05는 상당한 차이를 나타냅니다.
반응식 1은 FA-FCP의 합성과 종양 초음파(US) 영상화 및 시험관 내 및 생체 내에서의 복합 미국 화학 요법에서의 적용을 보여줍니다. 다기능성 테라노스틱 제제 FA-FCP는 간단하고 생체 적합성 자가 조립 방법을 통해 제조되었습니다. FA-FCP의 TEM 및 AFM 이미지는 구형 구조를 보여줍니다(그림 1a, 삽입 및 추가 파일 1:그림 S1). DLS 분석은 FA-FCP가 평균 직경이 약 47 nm이고 물에서 평균 제타 전위가 -37 mV임을 보여주었습니다(그림 1a 및 b). 물, 인산염 완충 식염수(PBS), 식염수 및 FBS에서 4주 후, FA-FCP는 크기에서 안정성을 나타냈으며(그림 1c), 제조된 FA-FCP가 PEG 코팅 및 FRT의 본질[32]. FA-FCP의 UV-vis-NIR 스펙트럼은 Cur의 흡수 피크를 보여 FA-FCP에서 Cur의 존재를 보여줍니다. Cur loading 비율은 125.8 ± 2.1%였습니다.
<그림><그림>
FA-FCP의 조립 방법, 합성 과정 및 치료학적 응용의 도식적 표현.
<그림><그림>
FA-FCP의 특성. 아 FA-FCP의 크기 분포. 삽입은 FA-FCP의 TEM 이미지입니다. ㄴ FA-FCP의 제타 전위. ㄷ 28 일의 물, 인산완충식염수(PBS), 식염수 및 소태아혈청(FBS)에서 FA-FCP의 크기 변화. d 자유 Cur(50 μg/ml) 및 FA-FCP(40 μg/ml)의 UV-Vis-NIR 흡수 곡선.
그림 2는 LIFU가 있거나 없는 다양한 pH 조건에서 FA-FCP의 Cur-방출 프로파일을 보여줍니다. LIFU 조사 없이 pH =5.0에서 방출된 Cur는 24시간 동안 약 30%였으며, 이는 pH =7.4(5.3%)보다 상당히 높았습니다. 그러나 LIFU(7 W, 4 min)에서는 pH =5.0 및 pH =7.4 조건에서 방출된 Cur가 급격히 증가했습니다. 그러나 pH =7.4에서 방출된 Cur와 비교하여 pH =5.0에서 방출된 Cur(50%)는 24 h에 걸쳐 분명히 더 높았습니다. 이 기능은 FA-FCP를 종양 미세 환경에서 매우 유용하게 만듭니다. 우수한 약물 방출은 (1) 산성 조건에서 FRT가 분해되고 나노케이지를 열어 로드된 Cur를 방출할 수 있음에 기인합니다. (2) LIFU는 Cur가 팽창된 다공성 쉘에서 안정적으로 빠져나갈 수 있도록 하는 순간적인 상전이를 유도했습니다.
<그림><그림>
3 시간 후 LIFU 유무에 관계없이 37 °C에서 PBS(pH =5.0/7.4)에서 FA-FCP의 약물 누적 방출. **p <0.01, 다른 그룹과 비교
FA-FCP는 LIFU에 각각 5, 6, 7 W의 power로 노출되었고 pH =7.4 또는 5.0에서 3–5 min의 지속 시간으로 노출되어 LIFU의 power와 지속 시간 및 pH 값의 최적 조건을 평가했습니다. . 미국 강도는 ADV 효과를 나타냅니다. US 이미지(그림 3a 및 b)와 US 이미지의 평균 그레이스케일 값(그림 3c 및 d)에 따르면 ADV 효과는 pH =7.4에서 시간/전력 종속 경향을 나타냈으며, 이는 7 W의 매개변수에서 최고조에 달했습니다. 5 분 동안. 그러나 pH =5.0에서 ADV 효과는 4분 동안 7 W의 매개변수에서 최고조에 달했습니다. 매개변수가 3분 동안 5 W보다 낮을 때 미국 이미지를 최적화하기 위해 트리거된 거품이 충분하지 않았습니다. 그러나 매개변수가 4분 동안 7 W를 초과하면 생성된 기포의 대부분이 붕괴되어 점차 사라집니다. 위의 결과는 pH =5.0에서 7W 전력 및 4분 지속 시간인 FA-FCP의 ADV 효과를 유발하기 위해 특정 자극이 필수적임을 나타냅니다.
<그림><그림>
아 그리고 b pH 5.0/7.4에서 LIFU의 다양한 지속 시간 및 전력에서 아가로스 겔과 혼합된 FA-FCP의 미국 이미지. ㄷ 그리고 d 그림 3a 및 b에서 US 신호의 해당 통계 데이터
고전적인 소분자 염료인 FITC를 사용하여 나노 입자를 표시했습니다. 추가 파일 1:그림 S2와 같이 동일한 농도에서 FITC 표지된 FCP와 FA-FCP의 형광 강도는 유의한 차이를 보이지 않았으며, 이는 FCP와 FA-FCP에서 표지된 FITC 양의 차이가 세포에 영향을 미치지 않을 수 있음을 나타냅니다. 섭취 실험. 형광 이미지와 FCM 분석은 일부 FCP가 19.5% 흡수율로 세포에 들어갈 수 있음을 보여주었습니다(그림 4a 및 b). 아마도 세포 표면에 FCP의 내재화를 촉진하는 페리틴 수용체가 있기 때문일 수 있습니다. FA와 결합한 후, FA-FCP는 세포에서 44.3%의 흡수율로 높은 형광 신호를 보였고, 세포가 유리 FA로 전처리되었을 때 흡수율 붕괴(13.8%)를 보였다(그림 4a 및 b). 위의 결과는 FA conjugation이 FA 수용체 매개 endocytosis 효과를 통해 FA-FCP의 흡수율을 크게 증가 시켰음을 나타냅니다.
<그림><그림>
아 FCP, FA-FCP + FA 및 FA-FCP로 표지된 유리 FITC 및 FITC로 처리된 세포의 공초점 형광 이미지. 녹색 및 파란색은 각각 FITC 및 DAPI 형광을 나타냅니다. 스케일 바 =60 um. ㄴ FCM에 의해 유리 FITC 및 FITC 표지 FCP, FA-FCP + FA 및 FA-FCP로 처리된 세포 내부의 FITC 형광 신호 통계 데이터. **p <0.01, 다른 그룹과 비교. ㄷ FITC로 표지된 FA-FCP와 리소-트래커 레드로 처리한 세포의 공초점 형광 이미지. 녹색, 파란색 및 노란색은 각각 FITC, DAPI 및 녹색/파란색 병합 형광을 나타냅니다. 스케일 바 =60 um
또한, 리소좀 특이적 염색 염료(Lyso-Tracker Red)를 사용하여 FA-FCP의 소기관 위치를 조사했습니다. 도 4c에 나타난 바와 같이, FA-FCP 및 Lyso-Tracker Red 처리된 세포는 세포질에서 각각 강한 녹색 및 적색 형광을 나타내었다. 녹색과 빨간색이 합쳐진 후 세포질에서 강렬한 노란색 형광을 볼 수 있었고, 이는 FA-FCP가 리소좀(pH ≈ 5.0)으로 재배치될 수 있음을 나타내며, 이는 세포에서 약물 방출을 유발하는 데 도움이 됩니다.
도 5a에 도시된 바와 같이, FA-FCP의 반감기는 자유 Cur에 비해 약 7.31 h(8배 증가)였으며, 이는 아마도 PEG 코팅 및 FRT 캡슐화로 인한 것입니다. 혈류에서 FA-FCP의 이러한 연장된 반감기는 전신 순환에서 약물 체류를 개선하는 데 유익하여 종양 부위에서 약물 축적을 촉진합니다[32, 33]. 또한, 나노 입자 주입 후 0 h에서 24 h까지 종양에서 유리 Cur 및 FA-FCP의 동적 축적이 그림 5b에 나와 있습니다. 알 수 있는 바와 같이, 주입 후 FA-FCP는 18 h의 가장 높은 축적을 보였고 free Cur는 약 1 h의 가장 높은 축적을 보였다. 이러한 결과는 유리 Cur와 비교하여 FA-FCP가 EPR(Enhanced Permeability and Retention) 및 FA 수용체 매개 활성 표적 효과로 인해 종양 조직에서 유의하게 더 높은 축적 성능을 가짐을 나타냅니다[34, 35].
<그림><그림>
아 마우스에 주사한 후 유리 Cur 및 FA-FCP의 혈액 순환. ㄴ 종양 보유 마우스에 주사한 후 종양 조직에서 유리 Cur 및 FA-FCP의 함량. **p <0.01, 다른 그룹과 비교
4개의 그룹(블랭크 대조군 + LIFU, FCP + LIFU, FA-FCP + LIFU, FA-FCP 없이 LIFU)으로 처리된 누드 마우스의 종양을 LIFU(7 W, 4 min)에 노출하거나 노출하지 않고 관찰하여 추가 조사를 수행했습니다. 생체 내 FA-FCP의 ADV 잠재력. 도 6a에 도시된 바와 같이, 대조군에서 LIFU 조사 하에서 종양 내부에서 명백한 US 신호가 관찰되지 않았다. 주사 후 18시간째에 FCP + LIFU가 있는 그룹 및 LIFU가 없는 FA-FCP에 비해 FA-FCP + LIFU 그룹의 종양 내부에서 훨씬 더 강한 US 신호가 나타났습니다(그림 6a 및 b). 결과는 FA-FCP + LIFU가 종양의 미국 영상 대조를 향상시킬 수 있음을 보여주었습니다.
<그림><그림>
아 대조군 + LIFU, FCP + LIFU, FA-FCP + LIFU 및 FA-FCP가 없는 대조군 종양의 미국 이미지. ㄴ 다른 그룹에서 종양 부위의 US 이미지의 양적 평균 그레이스케일 값. **p <0.01, 다른 그룹과 비교
FA-FCP의 시험관내 세포독성을 CCK-8 분석으로 조사하였다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 모든 그룹의 세포 생존율은 Cur 농도 의존적 패턴을 나타내었다. LIFU가 없는 경우 유리 Cur와 비교하여 FA-FCP는 모든 농도에서 세포 생존율에서 더 높은 억제를 보였고, 이는 아마도 FA 표적화 효과 때문일 수 있습니다. 그러나 FA-FCP + LIFU의 세포 생존 억제는 FP + LIFU, FCP + LIFU 및 LIFU가 없는 FA-FCP보다 유의하게 높았으며, 이는 LIFU 조사와 결합된 FA-FCP가 더 나은 항종양 효율을 제공했음을 나타냅니다. 이 결과는 주로 LIFU의 존재와 리소좀의 산성 환경(둘 다 약물 방출 및 캐비테이션 효과를 유발할 수 있음)과 FA 매개 종양 세포 표적 효과 때문이었습니다[36,37,38].
<그림><그림>
아 Cur, FP + LIFU, FA-FCP, FCP + LIFU 및 FA-FCP + LIFU의 다른 농도로 배양된 SK-OV-3 세포의 세포 생존율. ㄴ 대조군, 각각 Cur, FP + LIFU, FA-FCP, FCP + LIFU 및 FA-FCP + LIFU 그룹에서 종양 보유 누드 마우스의 상대적 종양 부피. **p <0.01, 다른 그룹과 비교. ㄷ 대조군, 각각 Cur, FP + LIFU, FA-FCP, FCP + LIFU 및 FA-FCP + LIFU 그룹에서 종양 보유 누드 마우스의 치료 후 종양 무게. **p <0.01, 다른 그룹과 비교. d 대조군, Cur, FP + LIFU, FA-FCP, FCP + LIFU 및 FA-FCP + LIFU 그룹에서 종양이 있는 누드 마우스의 체중
FA-FCP의 생체 내 항암 효과는 종양이 있는 누드 마우스를 사용하여 추가로 조사되었습니다. FA-FCP의 종양 축적 결과에 따르면 LIFU는 첫날부터 총 3번씩 2일마다 검체를 정맥 주사한 후 18시간 후에 시행하였다. 도 7b 및 c에 도시된 바와 같이, FA-FCP + LIFU 그룹의 상대적 종양 부피는 처리 24일 후 대조군, Cur, FA-FCP, FP + LIFU 및 FCP + LIFU 그룹과 비교하여 유의하게 감소하였다. FA-FCP 및 FCP + LIFU 그룹의 종양 중량은 대조군 및 Cur 그룹보다 유의하게 적었지만 FA-FCP + LIFU 그룹에서는 훨씬 더 억제되었습니다. 치료 기간 동안 이 그룹에서는 체중이 크게 감소하지 않았습니다(그림 7d). LIFU와 결합된 FA-FCP의 뛰어난 항종양 효과는 주로 종양에서 FA-FCP의 표적 응집 및 음향/pH 반응성 약물 방출 능력 때문이었습니다[39,40,41]. 또한, FA-FCP + LIFU의 이러한 향상된 항종양 치료 효능은 혈류에서 FA-FCP의 연장된 반감기로 인해 종양 부위에서 나노입자의 제거 지연으로 설명될 수 있습니다[42].
FA-FCP의 시험관 내 및 생체 내 생체 적합성은 CCK-8 분석 및 H&E 염색 분석으로 평가되었습니다. 도 8a 및 b에 도시된 바와 같이, 약물-운반 FA-FP의 세포 생존율 및 0 내지 8 W에서 LIFU의 파워는 모두> 90%였으며, 이는 FA-FP의 유의한 세포독성 및 사용된 LIFU의 파워를 나타내는 시험관 내에서 이 작업에서. 도 8c는 FA-FCP + LIFU를 처리한 마우스의 주요 장기에 대한 H&E 염색 이미지로 대조군과 비교하여 조직학적 변화가 없었다. 이러한 결과는 시험관 내 및 생체 내에서 FA-FCP의 높은 생체 적합성을 입증했습니다.
<그림><그림>
아 FA-FP와 24시간 배양 후 SK-OV-3 세포의 세포 생존율. ㄴ LIFU의 다른 힘에 의한 처리 후 SK-OV-3 세포의 세포 생존율. ㄷ 나노입자 정맥주사 후 24 일 후 대조군과 FA-FCP군의 주요장기 H&E 염색(×200)
요약하면, 페리틴 나노케이지를 사용하여 항암제 Cur 및 종양 표적 분자 FA가 탑재된 다기능 FA-FCP를 제조하여 화학 요법 절차에서 조영제 강화 US 영상 능력 및 정확한 표적화를 초래했습니다. 새로 합성된 FA-FCP는 시험관 내 및 생체 내 생체 적합성이 높은 것으로 나타났습니다. 또한, FA-FCP는 초음파 영상을 위한 LIFU에 의한 탁월한 종양 표적화 능력, 음향/pH 유발 Cur 방출 및 음향 반응성 상전이를 나타냈다. FA-FCP의 이러한 독특한 특성을 감안할 때 전신 독성이 없는 유의미한 종양 억제 인자로 적용될 수 있습니다. 이러한 새롭고 생체적합한 테라노스틱 나노플랫폼은 향상된 치료 효능과 초음파 영상을 통합하여 암 치료에 대한 유망한 패러다임을 제공할 것으로 기대됩니다.
이 원고에서 내린 결론은 이 논문에 제시되고 표시된 데이터(본문 및 그림)를 기반으로 합니다.
초음파
엽산
페리틴
퍼플루오로헥산
저강도 집속 초음파
음향 액적 기화
플루오레세인 이소티오시아네이트
세포 계수 키트-8
태아 소 혈청
1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필) 카르보디이미드
아니 -하이드록시숙신이미드
커큐민
나노물질
초록 유방암의 전이는 예후에 부정적인 영향을 미치는 것으로 여겨집니다. 현저한 깊숙이 침투하고 비침습적인 특성의 이점을 누리는 소노다이나믹 요법(SDT)은 암 치료로 이어지는 전체 시리즈의 잠재력을 보여줍니다. 단독요법의 한계를 극복하기 위해 복합적인 나노플랫폼을 탐색하여 시너지 치료 효율을 실현하고 있습니다. 여기에서 우리는 잘 설계된 PLGA 코어-쉘 구조에서 chlorin e6(Ce6, SDT용), 퍼플루오로펜탄(PFP, 초음파 영상용) 및 도세탁셀(DTX, 화학요법용)을 캡슐화하는 새로운 다기능 나노 시스템을 설정합니다.
초록 기존의 암 치료제는 다양한 부작용과 표적 종양에 대한 불충분한 손상으로 인해 비판을 받아왔다. 나노 입자의 돌파구는 전통적인 치료법과 진단을 업그레이드하기 위한 새로운 접근 방식을 제공합니다. 실제로 나노 입자는 기존의 암 진단 및 치료의 단점을 해결할 뿐만 아니라 종양 진단 및 치료를 위한 새로운 관점과 첨단 장치를 만들 수 있습니다. 그러나 나노입자에 대한 연구는 대부분 in vivo 및 in vitro 단계에 머물고 있으며, 나노입자에 대한 임상 연구는 극히 소수에 불과하다. 이 리뷰에서 우리는 먼저 암 진단 및 치료에
