광열과 방사선 치료 기능을 단일 종양 표적 나노플랫폼에 통합하는 것은 암 치료의 새로운 전략입니다. 초미세 이황화 몰리브덴(MoSe₂) 나노도트(NDs)를 소혈청알부민(BSA) 나노구체(NSs) 위에 조립하고 폴리에틸렌글리콜(PEG) 링커로 엽산(FA)을 접합하여 이중모달 제제를 제조했습니다. 결과물인 FA-MoSe₂@BSA NSs는 강한 근적외선(NIR) 흡수와 X선 감쇠를 보여 효율적인 광열 가열과 방사선 민감화제를 가능하게 합니다. 체내외 연구에서 표적 종양 섭취, 우수한 생체적합성, NIR과 X선 조사 결합 시 종양 생존율의 시너지적 감소를 입증했습니다. 이 결과는 FA-MoSe₂@BSA NSs가 임상 광열-방사선 치료(PTT-RT)를 위한 유망한 다기능 플랫폼임을 강조합니다.
유방암은 전이와 재발률이 높아 전 세계 주요 이환 원인입니다. 수술, 화학요법, 방사선치료(RT) 등 기존 요법은 정상 조직 손상과 제한적 효능, 특히 저산소 종양 미세환경에서 한계가 있습니다. 최근 광열치료(PTT) 발전은 최소 침습성과 높은 공간 특이성을 보이나, PTT 단독으로는 깊거나 접근 어려운 종양 근절에 자주 실패합니다. 주목할 점은 NIR 유도 고열이 종양 산소화를 향상시켜 암세포를 RT에 더 취약하게 만든다는 것입니다. 따라서 결합된 PTT-RT 접근법은 부수적 손상 완화하면서 치료 성과 극대화의 매력적 경로입니다.
이차원 전이금속 칼코게나이드(TMDs)인 MoS₂, WS₂, ReS₂ 등은 독특한 전자적 특성으로 강력한 NIR 흡수체와 방사선 민감화제로 부상했습니다. 특히 이셀레나이드 몰리브덴(MoSe₂)은 강한 광열 변환과 높은 X선 감쇠로 이중모드 치료에 매력적 후보입니다. 그러나 MoSe₂ NDs의 생리적 조건 내 고유 불안정성이 임상 적용을 제한합니다. BSA 같은 단백질 매트릭스 내 캡슐화는 나노도트 안정화와 생체적합성 부여, FA 접합은 많은 암세포에서 과발현되는 엽산 수용체를 통한 종양 표적화 능력을 제공합니다.
FA-PEG₅₀₀₀-NHS와 CH₃-PEG₅₀₀₀-NHS(Shanghai Ponsure Biotech)를 FA 접합용으로 사용. 벌크 MoSe₂(Sigma-Aldrich), BSA(≥98% 순도), 표준 세포배양 시약(Corning) 사용.
벌크 MoSe₂(50 mg)를 증류수 25 mL에 분산시키고 초음파 처리(950 W, 25 kHz, 2초 on/3초 off, 12시간)로 초미세 NDs 제조. 원심분리(6000 rpm, 25분; 이후 12,000 rpm, 30분)로 상등액 수집, MoSe₂ NDs 포함. 25 mg BSA 첨가 후 25°C, pH 7.4에서 6시간 교반으로 코아세르베이트 형성, 0.5% 글루타르알데히드(250 µL)로 가교. 투석(1일)으로 과량 가교제 제거하여 MoSe₂@BSA NSs 획득. FA 접합을 위해 8 mg FA-PEG₅₀₀₀-NHS를 NSs와 혼합 2시간 교반; 병행하여 CH₃-PEG₅₀₀₀-NHS(8 mg) 배치로 비표적 대조군 제조. 투석으로 정제 완료, UV-Vis 분광법(280 nm)으로 FA 로딩 정량, 캡슐화 효율 10.5 ± 0.11%.
투과전자현미경(TEM)과 주사전자현미경(SEM)으로 초미세 ND 코어(≈3.8 nm)와 구형 NS 형태(≈140 nm) 확인. 동적광산란(DLS)으로 물, PBS, 세포배양액에서 안정적 수동력학적 크기 확인. UV-Vis 스펙트럼에서 MoSe₂ NDs와 FA-MoSe₂@BSA NSs 모두 강한 NIR 흡수 확인. X선 회절(XRD) 특성 (002) 피크로 소층 MoSe₂ 구조 확인. 푸리에변환적외선(FTIR) 스펙트럼으로 FA와 BSA 간 아미드 결합 형성 확인. 광열 안정성 3회 레이저 사이클(808 nm, 1 W/cm²)로 평가, 온도 상승 손실 없음. 컴퓨터단층촬영(CT) 영상으로 농도 의존적 하운스필드 단위(HU) 값 확인, X선 감쇠 능력 입증.
FITC 표지와 공초점 현미경으로 FA 접합 NSs의 4T1 세포 섭취 증대 확인; 과량 자유 FA로 차단 시 섭취 감소로 엽산 매개 내포작용 확인. 유도결합플라즈마-원자방출분광법(ICP-AES)으로 Mo 함량 정량, 공초점 결과 뒷받침. 용혈 분석(0-400 µg/mL)에서 <5% 용혈, CCK-8 생존율 분석(0.01-0.4 mg/mL)에서 24시간 후 >90% 세포 생존으로 낮은 세포독성 입증.
808 nm 조사(1 W/cm², 5분) 하에서 FA-MoSe₂@BSA NSs가 국소 온도 ~41°C 상승(200 µg/mL), PBS는 ~1.5°C만 상승. X선 조사(0-5 Gy)와 결합 시 FA 접합 NSs가 4T1 생존율 유의 감소, 5 Gy에 1 W/cm² NIR 결합 시 92.8% 세포 사멸 달성, 비표적 NSs나 단일 모달리티 능가.
4T1 종양 보유 Balb/c 누드마우스에서 형광과 ICP-AES 매핑으로 주사 후 24시간(10 mg/kg)에 FA-MoSe₂@BSA NSs 최대 종양 축적 확인. 혈중 반감기 분포기 0.91시간, 제거기 16.96시간. 24시간 후 NIR 조사(808 nm, 1 W/cm², 5분)로 종양 온도 ~22°C 상승, 체내 광열 성능 확인.
6그룹 연구(PBS, NIR, RT, MoSe₂@BSA+NIR+RT, FA-MoSe₂@BSA+NIR, FA-MoSe₂@BSA+NIR+RT)에서 FA 접합 이중모드 그룹이 30일간 가장 뚜렷한 종양 억제(≥80% 부피 감소) 달성, 유의한 체중 감소나 장기 독성 없음(H&E와 완전혈구계수 정상 범위).
FA 접합 MoSe₂ 나노도트를 BSA 나노구체에 캡슐화하여 안정적이고 종양 표적화된 생체적합성 이중모달 제제를 성공적으로 제조했습니다. 강한 NIR 흡수와 X선 감쇠로 시너지적 광열 및 방사선 민감화 효과를 내며, 최소 전신 독성으로 체내외 우수한 종양 소멸 효과를 보였습니다. 이 다기능 나노구체는 결합 광열-방사선 치료의 미래 임상 적용을 위한 매력적 플랫폼입니다.
나노물질
요약 유방암의 전이는 예후에 부정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 놀라운 심부 침투성과 비침습적 특성 덕분에 초음파역학치료(SDT)는 암 치료에 일련의 잠재력을 보여준다. 단일 요법의 한계를 극복하기 위해 다기능 나노플랫폼이 시너지 치료 효율을 실현하기 위해 탐구되어 왔다. 본 연구에서는 클로린 e6(Ce6, SDT용), 퍼플루오로펜탄(PFP, 초음파 영상용), 도세탁셀(DTX, 화학요법용)을 잘 설계된 PLGA 코어-쉘 구조에 캡슐화한 새로운 다기능 나노시스템을 구축하였다. 시너지 효과를 가진 Ce6/PFP/DTX/PLGA
요약 비소세포폐암(NSCLC)은 전 세계에서 두 번째로 많이 진단되는 악성 종양입니다. 암 치료 전략 개발을 위한 나노물질 연구의 일환으로, 본 연구에서는 우수한 시너지 광열/광역학 특성을 가진 새로운 CoFe₂O₄ 양자점(QDs)을 구축했습니다. 이 나노물질은 명백한 독성 없이 NSCLC를 효율적으로 억제했습니다. CoFe₂O₄-QDs와 근적외선(NIR) 조사 병용이 NSCLC 세포의 세포사멸을 유도함을 보였습니다. 또한 이 병용 치료가 PI3K/AKT 경로 조절을 통해 활성산소종(ROS) 생성을 촉진해 세포사를 유발함을 확인했습
