피코시아닌으로 코팅된 비오틴 기능화 산화환원 감응성 키토산 나노입자: 표적 커큐민 전달용

초록

본 연구에서는 커큐민(CUR)의 생체적합성을 향상시키기 위해 피코시아닌(PC)으로 기능화되고 커큐민이 적재된 비오틴-키토산 올리고사카라이드-디티오디프로피온산-커큐민(BCSC) 나노입자인 CUR-BCSC@PCs를 설계했습니다. BCSC의 구조는 ¹H-NMR로 확인되었습니다. 평균 수동력 직경 160.3 ± 9.0 nm인 CUR-BCSC@PCs에서 생체모방 단백질 코로나는 나노입자에게 우수한 안정성과 혈액 순환 중 단백질 흡착 회피 가능성을 부여했습니다. 체외 방출 실험은 산화환원 감응성 쉘을 가진 CUR-BCSC@PCs가 높은 농도의 글루타티온에 민감함을 검증했습니다. 또한 CUR-BCSC@PCs는 A549 세포 내 커큐민의 세포 내 섭취를 향상시켜 증식 억제 활성을 효과적으로 증가시켰습니다. 이러한 결과는 CUR-BCSC@PCs가 효과적인 약물 전달체로서 암 치료에 큰 응용 전망이 있음을 시사합니다.

배경

β-(1-4)-결합된 D-글루코사민 구조를 가진 키토산 올리고사카라이드(COS)는 키토산 또는 키틴의 탈아세틸화와 효소 가수분해로 주로 제조되는 탈중합체로, 절지동물의 외골격이나 진균의 세포벽에서 유래합니다[1, 2]. 주목할 점은 키토산과 그 변형 형태가 흡착제 역할을 하여 중금속과 염료를 제거할 수 있다는 것입니다[3]. 다수의 연구에서 COS가 항암, 항염, 항산화, 면역자극 등 여러 생물학적 특성을 가짐이 밝혀졌습니다[4]. COS는 생체적합성, 높은 수용성, 화학적 변형 용이성으로 인해 무독성 약물 전달체 소재로 간주됩니다[5, 6].

소수성 항암제의 용해도를 높이고 정상 조직에 대한 독성을 줄이기 위해 연구자들은 일정 입자 크기 범위에서 스스로 조립하여 미셀을 형성하는 공중합체를 연구해 왔습니다[7, 8]. 이러한 공중합체 조립체는 수동적 또는 능동적으로 종양 부위에 도달하고 침투할 수 있습니다. 미셀은 소수성 약물이 캡슐화된 코어와 생체 내 약동학적 특성을 제어하는 외부 쉘 또는 코로나라는 두 개의 기능적 부분으로 구성됩니다[8]. Wang 등[9]은 화학적 변형을 통해 데옥시콜산을 COS 사슬에 접목하여 양친매성 블록 공중합체를 형성했으며, 이는 저비용 유기 용매에서 미셀로 자가 조립될 수 있습니다. 미셀의 소수성 코어에는 퀘르세틴이 포함되어 항암제의 수용성을 크게 개선하고, 결과적으로 퀘르세틴의 생체이용률을 향상시켰습니다.

커큐민(CUR)은 강황의 주요 화학 성분 중 하나입니다[10]. 최근 많은 연구자가 커큐민의 항암 특성을 연구했으며, 여러 연구에서 이 화학물질이 다양한 신호 전달 경로를 통해 종양 세포의 성장에 영향을 미치고 면역 체계를 강화할 수 있음을 확인했습니다[11]. 또한 커큐민은 우수한 광역학적 특성을 가진 광감작제입니다[12]. 따라서 커큐민은 암 치료를 위한 유망한 약물입니다. 그러나 낮은 용해도, 안정성, 생체이용률로 인해 임상 적용이 제한됩니다[13]. 이러한 단점을 완화하기 위해 많은 연구자가 약물 전달 시스템을 통해 커큐민의 생체이용률을 개선해 왔습니다. 예를 들어, Chen 등[14]은 새로운 유형의 이중 pH 감응성 약물 전달체를 설계하여 커큐민의 수용성을 높이고 종양 치료 효과를 개선했습니다.

피코시아닌(PC)은 주로 남조류에서 얻는 수용성 광수확 색소 단백질로, 광합성 중 빛을 포착하여 화학 에너지로 전달하는 역할을 합니다[15]. PC는 항암[16], 항염, 항산화 등 다양한 생물학적 특성을 발휘하여 식품 및 의학 분야에서 큰 주목을 받아왔습니다[15, 17]. Hao 등[16]은 PC가 TIRAP(톨/인터루킨-1 수용체 도메인 함유 어댑터 단백질)을 하향 조절함으로써 비소세포폐암 세포의 성장을 억제함을 발견했습니다. 또한 PC는 부작용이 없는 우수한 광역학 치료(PDT) 제제로 종양 치료에 사용됩니다[18,19,20]. PC를 형광 프로브로 활용하려면 비오틴, 항체, 스트렙타비딘 같은 특정 식별 요소와 접합해야 합니다[21, 22]. 수용성 비타민인 비오틴은 인체 필수 미량 영양소로 종양 표적 특성을 가집니다[23]. 비오틴 특이적 수용체 단백질인 아비딘, 뉴트라비딘, 스트렙타비딘은 여러 암세포 표면에서 정상 세포보다 과발현됩니다[24, 25]. 따라서 비오틴화 나노입자는 수용체 매개 세포내섭취를 통한 약물 전달로 광범위하게 연구되어 왔습니다[24].

본 연구에서는 새로운 유형의 PC 기능화 나노전달체를 구축했으며, CUR-BCSC@PCs의 제조 과정이 그림 1에 제시되어 있습니다. COS와 CUR 사이의 이황화 결합은 양친매성 전달체 소재에 환원 감응성을 부여했습니다[26]. CUR은 COS/PC 쉘에 의해 보호되는 소수성 내부 코어에 위치했습니다. 비오틴과 PC 사이의 상호작용과 양전하를 띤 COS와 음전하를 띤 PC 사이의 정전기적 상호작용을 이용해 PC를 CUR-BCSCs 표면에 개질했습니다. CUR-BCSC@PCs는 향상된 투과성, 향상된 투과성 및 잔류 효과(EPR 효과), 비오틴 수용체 표적 효과로 인해 종양 조직에 도달할 것으로 기대됩니다[27]. 정상 세포보다 글루타티온 농도가 높은 종양 미세환경에서 CUR-BCSC@PCs는 티올-이황화물 교환 반응을 통해 분해되어 종양 세포 내 높은 약물 농도를 달성합니다[23, 28, 29]. 본 논문에서 설명하는 CUR-BCSC@PC 나노 전달 시스템은 커큐민의 생체이용률을 개선할 뿐만 아니라 종양의 임상 치료에도 효과적일 잠재력을 가집니다.

재료 및 방법

재료

커큐민(CUR)은 Zhanyun Chemical Co., Ltd.(중국 상하이)에서 구입했습니다. COS는 Shandong Weikang Biomedical Science and Technology Co., Ltd.에서 조달했습니다. PC는 Zhejiang Binmei Biotechnology Co., Ltd.에서 얻었습니다. 3,3'-디티오디프로피온산은 Adamas Reagent Co., Ltd.(중국 상하이)에서 구입했습니다. 카르보디이미드 염산염(EDCI), 디메틸아미노피리딘(DMAP), 테트라하이드로푸란(THF), 옥살릴 클로라이드, 비오틴은 Aladdin Chemistry Co., Ltd.에서 조달했습니다. L-글루타티온(GSH)과 Hoechst 33342는 Sigma-Aldrich(중국 상하이)에서 구입했습니다. 투석백(MWCO 300 Da)은 Beijing Biotopped Technology Co., Ltd.에서 얻었습니다. 포름아마이드는 Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd.에서 제조했습니다. 탈염수는 실험실에서 직접 제조했습니다.

A549 세포주(인간 폐암 세포)(Bena Culture Collection, 중국 베이징)를 선택하여 새로운 나노전달체의 세포독성을 평가했습니다. A549 세포는 DMEM(Saiersi Biotechnology Co., Ltd., 중국 산둥 옌타이)에서 배양했습니다. 태아 소 혈청(FBS)은 Hyclone(미국 유타주 로건)에서 얻었습니다. 페니실린과 스트렙토마이신은 Sigma-Aldrich(중국 상하이)에서 구입했습니다. 3-(4,5-디메틸-2-티아졸릴)-2,5-디페닐-2-H-테트라졸륨 브로마이드(MTT)도 Sigma-Aldrich(중국 상하이)에서 조달했습니다.

CUR-BCSC@PCs의 합성

CUR-BCSC@PCs 제조에 사용된 합성 경로는 그림 2에 나와 있습니다. 자세한 실험 절차는 아래에 설명되어 있습니다.

COS-S-S-CUR의 합성

3,3'-디티오디프로피온산 기능화 COS는 산화염화물 촉매 하에 에스테르화 반응을 통해 2단계 반응으로 합성되었습니다.

1단계: 3,3'-디티오디프로피온산(42.05 mg, 0.25 mmol)과 무수 THF(4 mL)를 갈색 둥근 바닥 플라스크에 넣고 교반기로 산을 용해시켰습니다. 그런 다음 THF로 희석한 옥살릴 클로라이드(0.3 mmol)를 플라스크에 넣고 얼음 욕조에 두었습니다. 반응은 35°C에서 유지되었습니다. 3시간 교반 후 미반응 옥살릴 클로라이드를 회전 증발로 제거했습니다. 위 단계로 생성물 1을 제조했습니다. CUR을 34 μL의 트리에틸아민을 함유한 3 mL THF에 용해시켜 얼음 욕조 조건에서 생성물 1이 든 플라스크에 적가한 후 15분간 교반했습니다. 이후 질소 분위기에서 50°C로 6시간 교반했습니다. 얻은 생성물을 회전 증류하여 트리에틸아민과 THF를 제거한 후 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 순수한 생성물 HOOC-S-S-CUR을 얻었습니다.

2단계: 순수한 생성물 HOOC-S-S-CUR을 포름아마이드에서 EDCI(1.2 당량)와 DMAP(1.2 당량)로 2시간 활성화했습니다. 이후 포름아마이드 4 mL에 용해된 COS를 넣고 55°C에서 12시간 교반했습니다. 반응 완료 후 투석백(MWCO 300 Da)으로 투석하고 12시간 동결건조했습니다.

BCSC와 비오틴-COS의 합성

간단히 비오틴, EDCI, DMAP를 3 mL 포름아마이드에 용해시켜 갈색 둥근 바닥 플라스크에 옮겼습니다. 30°C에서 2시간 교반한 후 포름아마이드 3 mL에 용해된 COS-S-S-CUR을 플라스크에 적가했습니다. 반응을 45°C에서 2일간 유지했습니다. 최종 생성물을 탈염수에서 투석(MWCO 300 Da)하고 원심분리와 동결건조를 거쳐 산화환원 감응성 BCSC를 얻었습니다. 또한 동일한 방법으로 비오틴을 COS 사슬에 연결하여 비오틴-COS를 합성했습니다.

COS-S-S-CUR, BCSC, 비오틴-COS의 ¹H-NMR은 DMSO-D₆와 D₂O 혼합 용매를 사용하여 측정했습니다.

커큐민 적재 BCSC 미셀(CUR-BCSCs) 제조

CUR-BCSCs는 자가 조립법으로 제조했습니다. BCSC 10 mg을 포름아마이드 4 mL에 용해시키고, 포름아마이드에 용해된 1 mg/mL 커큐민 용액 1 mL와 혼합했습니다. 혼합 용액을 투석백(MWCO 300 Da)을 사용해 탈염수에서 24시간 투석했으며, 탈염수를 2시간마다 교체했습니다. CUR-BCSCs를 800 nm, 450 nm, 220 nm 밀리포어 멤브레인으로 여과했습니다.

CUR-BCSC@PCs 제조

제조된 CUR-BCSCs를 PC 수용액(1.0 mg/mL)과 혼합하고 4°C에서 30분간 배양했습니다. 이후 100 kDa 원심 필터로 PC를 제거하고 물로 3회 세척했습니다. 최종 생성물(CUR-BCSC@PC)을 암실에서 4°C에 보관하여 추가 연구에 사용했습니다.

특성 분석

입자 크기, 제타 전위, 다분산 지수(PI) 관찰을 위해 입자 분석기 Delsa Nano C(Beckman Coulter Inc.)로 동적 빛 산란(DLS) 측정을 수행했습니다. CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs의 형태는 투과전자현미경(TEM, H-600, Hitachi, 일본 도쿄)으로 확인했습니다.

포집 효율(EE) 및 약물 적재량(DL)

HPLC(Agilent 1260GB12C)로 나노입자의 EE와 DL을 측정했습니다. 먼저 2 mL CUR-BCSCs 또는 CUR-BCSC@PCs를 3 mL 아세토니트릴과 혼합하고 초음파로 유화 분해한 후 아세토니트릴을 10 mL까지 첨가했습니다. 측정 전 Phenomenex C18 컬럼(250 mm × 4.6 mm, 5 μm)의 컬럼 온도를 25°C로 조절하고 이동상의 유속을 1.0 mL·min⁻¹로 설정했습니다. 0.5% 빙초산과 아세토니트릴의 비율을 40:60(v/v)으로 했습니다. 검출 파장 425 nm에서 20 μL 시료를 주입했습니다[30]. EE와 DL 계산에는 다음 공식을 사용했습니다:

$$ \mathrm{EE}\%=\left(\mathrm{나노입자\ 내\ 커큐민\ 중량}/\mathrm{공급\ 커큐민\ 중량}\right)\times 100\% $$

$$ \mathrm{DL}\%=\left(\mathrm{나노입자\ 내\ 커큐민\ 질량}/\mathrm{나노입자\ 질량}\right)\times 100\% $$

체외 안정성 시험

GSH(0, 20 μM, 10 mM)를 함유한 인산완충염수(PBS)를 제조하고 37°C에서 4시간 동안 CUR-BCSC@PCs를 처리하여 다양한 글루타티온 농도에서 입자 크기 변화를 관찰했습니다. 또한 입자 분석기 Delsa Nano C(Beckman Coulter Inc.)를 사용해 37°C에서 PBS 용액 중 CUR-BCSC@PCs의 수동력 직경을 여러 시점(4, 8, 12, 24시간)에 측정했습니다.

CUR-BCSC@PCs로부터의 체외 커큐민 방출

투석법을 이용해 CUR-BCSC@PCs의 체외 커큐민 방출 거동을 조사했습니다. 글루타티온(GSH: 20 μmol/L, 1 mmol/L, 5 mmol/L, 10 mmol/L)을 함유한 PBS 용액을 제조하고 0.5% Tween 80을 첨가했습니다. 다양한 GSH 농도의 PBS 완충액(45 mL)을 50 mL 원심분리관에 넣고, 1 mL CUR-BCSC@PCs를 담은 투석백을 각 원심분리관에 넣어 37°C에서 진탕했습니다. 서로 다른 시점(0.2, 1, 4, 8, 12, 24, 48, 72시간)에 2 mL 방출 매질을 채취하고, 같은 종류의 신선한 방출 매질을 동일 부피만큼 넣어 부피를 일정하게 유지했습니다. 채취한 방출 매질 중 커큐민 농도는 HPLC로 측정했습니다.

세포 배양

인간 폐암 A549 세포를 10% FBS와 1% 페니실린-스트렙토마이신을 포함한 DMEM에서 배양하고, 37°C, 5% CO₂ 분위기에서 배양했습니다[31, 32].

체외 세포 증식 억제

표준 MTT 분석법[33]으로 자유 커큐민, BCSC 미셀(BCSCs), CUR-BCSCs, CUR-BCSC@PCs의 A549 세포주에 대한 체외 세포독성을 평가했습니다. A549 세포를 96웰 플레이트(웰당 5000 세포)에 접종하여 24시간 부착시켰습니다. 기존 배양액을 버리고 신선한 배양액 100 μL에 자유 커큐민, BCSCs, CUR-BCSCs, CUR-BCSC@PCs(커큐민 기준 0.1, 1, 5, 10, 15, 20 μg/mL)를 넣고 24시간 배양했습니다. 무처리 웰을 대조군으로 사용했습니다. 배양액을 제거하고 20 μL MTT 용액(5 mg/mL)을 넣어 MTT 분석을 수행했습니다. 37°C, 5% CO₂ 분위기에서 4시간 추가 배양 후 MTT 용액을 150 μL DMSO로 대체하여 보라색 포르마잔을 용해시켰습니다. 이후 마이크로플레이트 리더(Thermo Fisher Scientific Co., 미국 월섬)로 570 nm에서 각 웰의 흡광도를 측정했습니다.

체외 세포 섭취 및 위치 분석

형광 현미경(FM, Eclipse E400, Nikon Corporation, 일본 도쿄)으로 CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs의 세포 섭취 능력을 조사했습니다. A549 세포를 24웰 플레이트에 웰당 4 × 10⁴ 세포로 접종하고, CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs(커큐민 농도: 20 μg/mL)를 37°C, 5% CO₂ 가습 분위기에서 1, 2, 4시간 공동 배양했습니다. 약물이 든 배양액을 제거한 후 PBS로 3회 세척했습니다. 4% 파라포름알데히드 PBS를 넣고 20분간 고정한 후 PBS로 3회 더 세척했습니다. Hoechst 33342로 세포핵을 15분간 염색하고 역형광 현미경으로 관찰했습니다.

통계 분석

모든 실험을 최소 3회 반복하고 평균 ± 표준편차로 나타냈습니다. 통계적 검정은 Student's t 검정을 사용했습니다. P < 0.05를 통계적 유의성으로, P < 0.01을 고도 유의성으로 설정했습니다.

결과 및 고찰

COS, COS-S-S-CUR, 비오틴-COS, BCSC의 특성 분석

COS-S-S-CUR의 ¹H-NMR 스펙트럼에서 CUR과 CH₂-S-S-CH₂의 주요 특징적 공명이 나타나 CUR이 COS 사슬에 성공적으로 결합되었음을 입증했습니다. 그림 3(A)의 COS 피크와 비교했을 때, 그림 3(B)의 CUR 특징 신호가 6.7~7.5 ppm 영역과 3.75 ppm(−OCH₃)에서 관찰되었으며, 2.5 ppm에서 CH₂-S-S-CH₂의 공명은 변화가 없었습니다. 그림 3(C, a, b)에서 비오틴-COS의 ¹H-NMR 스펙트럼상 비오틴 피크는 0.99 ppm(−CH₂–)과 3.39 ppm(−CH–S–)이었습니다. BCSC의 ¹H-NMR 스펙트럼은 그림 3(D)에 나와 있습니다. CUR의 공명(그림 3(D), a, e)이 해당 위치에서 보였고, CH₂-S-S-CH₂의 특징 피크(그림 3(D), b)가 다시 2.5 ppm에서 관찰되었습니다. 또한 0.09 ppm과 3.39 ppm(그림 3(D), c, d)에서 신호가 나타나 비오틴이 COS-S-S-CUR 사슬에 연결되었음을 확인했습니다. 그림 3(D)에 나타난 CUR, CH₂-S-S-CH₂, 비오틴의 특징적 공명은 그림 3(B)와 3(C)의 것과 일치하여 양친매성 소재 BCSC가 성공적으로 합성되었음을 나타냅니다.

CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs의 특성 분석

투과전자현미경(TEM)으로 CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs의 형태를 분석했습니다(그림 4(A, B)). CUR-BCSCs는 전자현미경에서 매끄러운 구형 모양을 보였습니다(그림 4(A), a). 반면 CUR-BCSC@PCs는 CUR-BCSC@PCs를 둘러싼 개화층을 가진 근구형 모양을 보였습니다(그림 4(B), b). 이는 PC가 CUR-BCSCs 표면을 덮어 단백질 코로나 구조를 형성했음을 시사합니다. 넉넉한 나노입자 존재로 인해 CUR-BCSC@PCs의 명확한 틴들 효과를 관찰했습니다(그림 4(C)). CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs의 입자 크기, PI, 제타 전위, DL(%), EE(%)는 표 1에 나와 있습니다. 그림 5에서 CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs의 평균 크기는 각각 97.8 ± 4.2 nm와 160.3 ± 9.0 nm였습니다. 한편 CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs의 PI 값은 각각 0.181 ± 0.014와 0.114 ± 0.024로 0.2보다 작아 크기의 균일성을 나타냈습니다. CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs의 제타 전위는 각각 21.57 ± 0.53 mV와 12.90 ± 1.93 mV였습니다. 전기음성 PC 코팅으로 인해 CUR-BCSCs의 제타 전위가 CUR-BCSC@PCs보다 높았습니다. CUR-BCSC@PCs의 EE가 CUR-BCSCs보다 높았습니다.

CUR-BCSC@PCs의 안정성

그림 6a에서 보듯 이황화 결합의 환원성으로 인해 10 mM GSH를 함유한 PBS에서 결합이 절단되어 CUR-BCSC@PCs가 고분자 파편으로 분해되고, 이들이 응집하여 나노입자 입자 크기가 증가했습니다. 그러나 20 μM GSH를 함유한 PBS에서는 입자 크기 변화가 미미하여 GSH가 없는 PBS와 유사한 결과를 보였습니다. 그림 6b에 표시된 대로 여러 시점에서 입자 크기를 측정하여 PBS 중 CUR-BCSC@PCs의 안정성을 연구한 결과, CUR-BCSC@PCs의 입자 크기가 시간이 지남에 따라 천천히 증가함을 확인했습니다[14].

CUR-BCSC@PCs의 환원 감응성

이황화 결합이 종양의 환원 환경에서 불안정함은 잘 알려져 있습니다. 연구자들은 이황화 결합으로 친수성 고분자와 소수성 약물을 연결하여 양친매성 파편을 제조하고, 이들이 물에서 나노 미셀로 자가 조립되게 했습니다. 이후 생리적 환경과 종양 환경의 차이에 따라 이황화 결합이 종양 부위에서 끊어져 약물을 방출시킵니다[34]. 본 연구에서는 체외 약물 방출 실험을 통해 CUR-BCSC@PCs가 예상된 방출 특성을 보이는지 검증했습니다. GSH 활성화에 따른 이황화 결합을 포함한 CUR-BCSC@PCs의 환원 감응 능력을 조사했습니다. 그림 7에서 pH 7.4에서 20 μM GSH 매질 중 CUR-BCSC@PCs로부터의 커큐민 방출은 세포외 환경을 모사하여 pH 7.4에서 10 mM GSH 환경에 비해 극히 느렸습니다. 또한 20 μM GSH 매질과 비교해 1, 5, 10 mM GSH에서 유의한 방출 거동 차이가 나타났습니다. GSH 농도 증가에 따라 CUR-BCSC@PCs로부터의 커큐민 방출도 촉진되어 약물 방출이 GSH 농도에 감응함을 보여주었습니다.

체외 세포독성

MTT 분석법으로 자유 커큐민, BCSCs, CUR-BCSCs, CUR-BCSC@PCs의 A549 세포주에 대한 세포독성 효과를 조사했습니다[35]. 세포 생존율 데이터는 그림 8에 요약되어 있습니다. 모든 커큐민 제제는 세포 증식 억제 측면에서 용량 의존성을 보였습니다. 그림 8에서 24시간 배양 후 자유 커큐민은 CUR-BCSC@PCs와 CUR-BCSCs에 비해 모든 A549 세포에 대해 약간 낮은 증식 억제 능력을 보였습니다. A549 세포에서 CUR-BCSC@PCs의 항암 활성은 BCSCs와 CUR-BCSCs보다 우수했는데, 이는 탁월한 세포 섭취 때문으로 보입니다. 또한 CUR-BCSC@PCs는 CUR-BCSCs보다 높은 세포독성을 보였으며, 이는 PC가 A549 세포 증식에 잠재적 억제 효과가 있음을 시사합니다.

체외 세포 섭취 연구

그림 8에서 보듯 CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs(커큐민: 20 μg/mL)로 처리한 A549 세포에서 1, 2, 4시간에 역형광 현미경을 사용해 커큐민의 형광 신호를 관찰했습니다. 커큐민은 녹색 형광 프로브이자 항암제로, 새로운 효율적인 약물 전달 시스템 개발을 위한 소수성 모델 약물로 자주 사용됩니다. 그림 9a에서 CUR-BCSCs와 CUR-BCSC@PCs 모두 A549 세포주에 흡수되었으며, 섭취 효율은 시간 의존적이었습니다. 암세포 표면에 과발현된 비오틴 수용체로 인해 비오틴 적재 나노 미셀은 A549 세포에 친화성을 가졌습니다. 4시간에 CUR-BCSC@PCs의 형광 신호가 높아 CUR-BCSC@PCs의 높은 세포 섭취율을 나타냈습니다. CUR-BCSC@PCs의 형광 신호가 1시간이나 2시간보다 4시간에 더 높았으며, 이는 세포 섭취가 시간 의존적임을 입증합니다.

A549 세포 핵을 Hoechst 33342로 염색했습니다. 그림 9b에서 CUR-BCSC@PCs 1시간 그룹의 세포질에서 녹색 형광 신호가 보였고, 4시간 그룹에서는 점차 핵에서 형광이 나타나 동굴매개 세포내섭취를 통한 세포 흡수를 보여주었습니다.

결론

본 연구에서는 축합 반응, 자가 조립 거동, PC와 CUR-BCSCs 간의 상호작용을 통해 단백질 기능화 COS 나노입자를 제조했습니다. 예비 조사 결과 산화환원 감응성을 가진 양친매성 전달체 소재(BCSCs)가 성공적으로 합성되어 ¹H-NMR로 검증되었습니다. CUR-BCSCs 표면은 피코시아닌 코로나 층으로 개질되어 세포 섭취 효율을 높이고 CUR-BCSC@PCs를 혈장 단백질 흡착으로부터 보호할 수 있었습니다. 세포 독성 및 섭취 분석 결과 CUR-BCSC@PCs가 커큐민을 A549 세포로 전달할 수 있고 우수한 항증식 특성을 가짐을 확인했습니다. PC와 커큐민의 PDT 효과를 고려하여 다음 연구 단계에서 광치료 하에서 CUR-BCSC@PCs의 광역학적 특성과 항암 활성을 평가할 예정입니다. 본 연구는 항암제 효능 향상과 기능성 단백질 코로나 도입의 길을 열었습니다. 요약하자면, 다기능 COS 기반 나노의학 전달체 생체소재인 CUR-BCSC@PCs는 종양 치료를 위한 새로운 전략을 제공하며 큰 응용 전망을 보입니다.