조기 암 검출은 악성 종양에 앞서 나타나는 염증 신호를 식별하는 데 달려 있습니다. 일차 항체 결합 금 나노입자(AuNPs)를 궤양성 대장염(UC)과 지방간염 모델에서 만성 염증의 표적 조영제로 평가했습니다. 이 질환들은 각각 대장암과 간암으로 진행될 수 있습니다. AuNPs(7.1 nm)는 비용 효율적이고 친환경적인 경로로 합성되어 항-COX-2, 항-MIF, Alexa Fluor® 488(ALEXA)과 결합되었습니다. 세 가지 면역형광(IF) 프로토콜(30분 및 오버나이트 인큐베이션, 증폭 프로토콜)을 표준 ALEXA IF 워크플로와 비교했습니다. 유세포 분석(FC)은 AuNPs로 M2 대식세포를 표지하는 데 사용되었습니다. 결합은 직접 흡착으로 달성되었으며, ALEXA와 비교 가능한 형광 강도로 확인되었습니다. 30분 AuNP 프로토콜은 총 IF 시간을 23시간에서 5시간으로, FC 시간을 4시간에서 1시간으로 단축하여 염증 유발 암 진단을 위한 노동력 절약형 임상적으로 실행 가능한 대안을 제공합니다.
금 나노입자(AuNPs)는 크기 조절 가능한 광학적 특성, 높은 생체 적합성, 쉬운 기능화로 광학 이미징을 위한 다용도 프로브로 부상했습니다. 항체-AuNP 결합체는 살아있는 세포에서 금 흡수의 실시간 검출을 가능하게 하여 질병 상태에서 나노입자 분포의 정밀한 정량을 촉진합니다. 역사적으로 콜로이드 금은 세균 항원의 전자 현미경에 사용되었고, 이후 유전체학, 바이오센싱, 광열 요법 등 다양한 생의학 응용으로 확장되었습니다. 종양학에서 AuNPs는 형광 신호와 X-선 감쇠를 향상시켜 종양 영상 민감도를 개선합니다.
AuNP 결합 항체를 이용한 대장암 영상 연구를 바탕으로, 본 연구는 기존 형광 물질을 AuNPs로 대체하는 세 가지 IF 프로토콜을 도입하여 염색을 가속화하고 시약 소비를 줄였습니다. 또한 M2 대식세포 표지에서 AuNPs를 검증했습니다. M2 대식세포는 종양 관련 염증의 핵심 역할을 합니다.
AuNPs가 IF와 FC에서 기존 형광 물질을 대체하여 염증 유발 암 바이오마커에 대해 더 빠르고 동등하게 신뢰할 수 있는 염색을 제공함을 입증합니다.
AuCl3, PVP(분자량 10,000), NaOH, 글리세롤, PBS, BSA(5%), 항-COX-2, 항-MIF, Alexa Fluor® 488 이차 항체, DAPI 포함 Fluoroshield.
구형 AuNPs(7.1 nm)는 PVP, 글리세롤, NaOH 존재 하에서 AuCl3을 환원하여 제조했으며, 진한 붉은 콜로이드를 얻었습니다. UV-vis 스펙트라와 형광 측정으로 단분산성과 표면 플라즈몬 공명을 확인했습니다. 항체를 AuNPs에 직접 흡착시켜 안정한 결합체를 얻었습니다.
표준 프로토콜에 따라 초산 유도 UC 암컷 Wistar 쥐(n=5)와 알코올 유도 지방간염 수컷 Wistar 쥐(n=5)를 확립했습니다. 조직을 고정, 포매, 절편(4 µm)하여 IF에 사용했습니다.
세 가지 AuNP 기반 프로토콜을 평가했습니다:
표준 ALEXA 프로토콜(A1 오버나이트, A2 30분)을 대조군으로 사용했습니다. 절편을 Zeiss Observer z.1로 이미징하고 정량적 픽셀 단위 형광 분석을 수행했습니다.
RAW 264.7 세포를 IL-4(20 ng mL-1)로 48시간 M2 분극화했습니다. 세포를 COX-2/MIF 일차 항체와 인큐베이션한 후 ALEXA 또는 AuNPs(N1 프로토콜)로 표지했습니다. 고정 후 BD FACSCanto II로 분석하고 FlowJo로 데이터를 처리했습니다.
ANOVA에 Bonferroni 사후 검정(IF)과 Dunn 검정(FC)을 사용하여 유의성 평가; p < 0.05를 유의미로 간주.
H&E 이미지는 예상되는 염증 병리를 확인했습니다. NP1과 NP2의 형광 강도는 A1과 일치했으며, NP3은 신호를 증폭하여 밝기 손실 없이 ALEXA를 2배 희석할 수 있게 했습니다. 단시간(30분) 프로토콜(A2, NP1)이 오버나이트 표준과 비교 가능한 염색을 생성하여 신속 진단의 실행 가능성을 입증했습니다.
IL-4 분극 RAW 세포는 CD163(M2 마커) 상승과 CD86(M1) 불변을 보였습니다. AuNP 표지 COX-2/MIF는 ALEXA와 비교 가능한 형광 강도를 생성하여 효율적인 표면 결합과 최소 시약 사용을 확인했습니다.
AuNPs는 320 nm 여기에서 650-900 nm 방출을 보였습니다. 항체 흡착으로 형광이 ~12 a.u. 증가하여 성공적인 결합과 산소 퀀칭 감소로 인한 신호 증강을 나타냈습니다.
AuNPs는 고유 형광을 가지며 표면 전자에 대한 산소 접근을 차단하여 표면 플라즈몬 공명을 증강시키는 신호 증폭제 역할을 합니다. 직접 흡착을 통한 결합은 공유 결합 화학을 피하고 항체 활성을 보존하는 간단하고 확장 가능한 접근법을 제공합니다. NP1 프로토콜은 총 IF 워크플로를 18시간 단축하고, FC 시간은 4시간에서 1시간으로 줄여 상당한 워크플로 효율성을 제공합니다. 중요하게도 AuNPs는 UC 관련 대장암과 알코올 유도 지방간염 관련 간세포암의 핵심 바이오마커인 COX-2와 MIF에 대한 감도를 유지합니다. 만성 염증의 암 위험 높은 유병률을 고려할 때, 신속하고 비용 효율적인 검출 방법이 필수적입니다.
AuNP 기반 IF와 FC 프로토콜은 기존 형광 물질과 동등한 형광 강도를 제공하면서 인큐베이션 시간과 시약 소비를 대폭 줄입니다. 이 발견은 진단 병리학에서 AuNPs의 임상적 채택과 잠재적으로 M2 대식세포 치료적 표적화의 길을 엽니다.
나노물질
초록 현재 수술 내비게이션용 광학 조영제로 다양한 형광 나노물질이 설계 및 합성되었습니다. 그러나 실리콘 양자점(Si QD)을 이용한 폐암 수술 내비게이션용 형광 조영제 제조에 대한 보고는 없습니다. 본 연구에서는 Pi 등이 보고한 물분산성 Si QD 미셀을 개량 및 수정하여 Si QD 미셀-CKAP4를 제조했습니다. 데이터에 따르면 Si QD 미셀-CKAP4는 평균 수직경 약 78.8 nm의 구형 입자였습니다. Si QD 미셀-CKAP4의 UV-가시광 흡수는 200~500 nm 범위였습니다. 330 nm 흥분 파장에서 형광 방출
요약 고열요법은 비침습적, 최소한의 부작용 및 독성, 쉬운 구현으로 암 치료에 가장 환자 친화적인 방법 중 하나이며, 광열학적 약물 전달 시스템 같은 새로운 치료법 개발을 촉진했습니다. 본 연구는 Cs0.33WO3 나노입자(NPs)의 광열 효과 변수인 조사 지속시간, 광 파워 밀도, NP 농도가 HepG2 간암 세포주에 미치는 영향을 in vitro에서 조사해 근적외선(NIR) 조사 열선량을 도출했습니다. 구체적으로, 입자 크기 120nm의 NPs를 일련의 산화-환원(REDOX) 반응, 열 어닐링, 습식 분쇄 공정으로 합성했으며,
