ヒト間葉系幹細胞によって Falcarindiol を含む新しい脂質被覆ナノ粒子の取り込み
Summary
この資料では、脂質被覆 74 nm ナノ粒子の falcarindiol のカプセル化について説明します。脂質液滴に人間の幹細胞を用いたナノ粒子の細胞内取り込みは、蛍光と共焦点イメージングによって監視されます。シフト、溶媒の急速な注入法によるナノ粒子を作製しのサイズは動的光散乱法で測定します。
Abstract
ナノ粒子は、がん治療のための薬物送達システムの高められた興味の焦点です。脂質被覆ナノ粒子に触発され、構造およびサイズの低密度リポタンパク質 (Ldl) がん細胞、増殖しコレステロールのための高められた必要性があるし、これはがんに抗がん剤を提供するためのメカニズムとして悪用されているのでセルです。また、に応じて薬化学薬をカプセル化する、体内の循環の中に、薬物の分解を避けるために有利であります。したがって、本研究ではこのデザインは劣化に対してその化学構造を安定化し、改善のために falcarindiol の潜在的な新しい配信システムを提供する抗悪性腫瘍剤 falcarindiol の脂質被覆ナノ粒子を製造するため使用しますその。腫瘍によって吸収。Falcarindiol ナノ粒子、リン脂質とコレステロール単分子膜粒子の精製薬コアをカプセル化する設計されていた。脂質単分子膜のコーティングは、1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol) 2000、コレステロール (哲)、1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC) で構成されています] (DSPE PEG 2000) 蛍光と共にラベル DiI (43:50:5:2 のモル比)。反溶媒交換の良い溶媒でナノ粒子を沈殿させる高速かつシンプルな手法である急速な注入法を用いたナノ粒子が製造されています。水性相をナノ粒子成分を含むエタノール溶液の急速静注で構成されています。蛍光ナノ粒子のサイズは、74.1 ± 6.7 nm 動的光散乱 (DLS) を使用して測定されます。ナノ粒子の取り込みは、ヒト間葉系幹細胞 (hMSCs) でテストし、蛍光と共焦点顕微鏡を用いたイメージングします。ナノ粒子の取り込みは hMSCs、そのような安定したドラッグデリバリー システム falcarindiol のための可能性が示唆で観察されます。
Introduction
脂質被覆ナノ粒子は、がん療法1の薬物送達システムとしてその機能に関する関心の高まりを見ています。変更後の脂質代謝リプログラミング2と3を増殖するコレステロールのための高められた必要性癌があります。彼らはノザン LDLs1し4ダウン行くことががん患者の LDL カウントを正常細胞よりもより多くの Ldl は。LDL の取り込みは、積極的な表現型5増殖と浸潤乳がんがん6の結果を促進します。LDL 受容体 (LDLRs) の豊富な転移の潜在的な7の予後指標です。がん細胞による吸収および LDL に触発され、新たな戦略と呼ばれています:癌の食品のような薬を作る8。したがって、これらの新しいナノ粒子薬物配信デザイン8,9,10は、抗がん剤を提供するためのメカニズムとして自然 LDLs11のコアと脂質安定デザインに触発されています。癌細胞。この受動的ターゲティング配信システムでは、特に、カプセル化、疎水性薬、経口剤では通常与えられるが、12彼らの期待された効果を制限するので、血流に薬の少量だけを提供をサポートしています。ステルス ・ リポソーム13、ポリエチレング リコール (PEG) コーティングの免疫応答を抑えるし、噂によって最適な腫瘍に対する血流の循環を拡張、強化された透過と保持 (EPR) の効果14,15しますただし、に、いくつかのインスタンス、循環の不安定性とシステム16、望ましくない分布にいくつかの障害、未解決のままそのようなナノ粒子は細胞によって取られるため、どのように、どの程度、など。彼らの細胞の運命。ここは特定の疎水性抗悪性腫瘍剤 falcarindiol、共焦点を使用して、落射蛍光イメージング技術のナノ粒子の取り込みが稿です。
研究の目的は falcarindiol の脂質被覆ナノ粒子を作製し、hMSCs の細胞内取り込み量を研究です。それにより、潜在的にその管理を安定化、配信に関連付けられている課題を克服して、バイオアベイラビリティを改善します。したがってこの抗がん剤の新しい配信システムを評価します。以前は、falcarindiol がされて投与経口高濃度精製 falcarindiol を介して食品サプリメント17として。しかし、この有望な新薬を提供するためのより構造化されたアプローチの必要性があります。したがって、falcarindiol ナノ粒子、リン脂質とコレステロール粒子のコアを構成する精製された薬による単分子膜をカプセル化する設計されていた。シフト、溶媒の急速な注入法は、最近ニーダムらによって開発本研究では8を使用して、ポリアセチレン falcarindiol をカプセル化します。
メソッドは、分子 (トリオレイン)27と薬 (オルリスタット、ニクロサミド ステアリン酸) テストし同様、診断イメージング エージェント18,19をカプセル化する脂質ナノ粒子の作製で以前使用されています8 ,,2728。右の分子を行った場合比較的単純な技法です。極性溶媒に溶解した非常に不溶解性の疎水性溶質の彼らの重要な核生成 (~ 20 nm の直径) の限界で、ナノ粒子を形成します。溶媒交換は antisolvent の過剰への有機的な解決策の急速な注入によって行われます (通常、1:9 有機液相: 水溶液の体積比)20,21。
ナノ粒子の組成の設計は複数の利点を生みます。DSPC:Chol コンポーネントは、非常にタイトなほぼ不浸透性、生体適合性、生分解性単分子膜を提供します。ペグは、細網内皮系 (肝臓と脾臓) と単核食細胞システムからの保護、防止、吸収を遅く免疫システムによるオプソニン化からの盾として機能する立体安定化インターフェイスを提供します、保存と免疫システムによる劣化の循環血液22で半分の時間を増やすためと。これにより、彼らは病気のサイトで extravasate までを循環する粒子粒子の受動的な蓄積を生じ、EPR 効果を許可する腫瘍、血管系が漏れなど。さらに、脂質コートその臨界核寸法27,28でコアを速度論的トラップによるナノ粒子のサイズのより良い制御することができます。脂質は、さまざまな表面プロパティ (まだこのプロジェクトのために利用できませんでした、ペプチドを含む)、純粋な薬物コアと低分散22,27,28を誘発します。粒度分析に使用する方法は、DL、研究者が同時に多数の粒子の大きさを測定することができる技術です。ただし、このメソッドはナノ粒子の単分散23ない場合大きなサイズを測定をバイアスすることができます。この問題は、脂質コート同様に評価されます。他出版物27,28では、これらの基本的なデザインの詳細とすべての特性の定量化を与えられています。
ナノ粒子でカプセル化された薬は、falcarindiol、セリ科の家族から植物に見られる食物ポリアセチレンです。脂肪族 C17ポリアセチレン型健康促進効果、抗炎症作用、抗菌作用、幅広い癌細胞株に対して細胞毒性などを表示するために発見されていることから二次代謝産物です。その高い反応性メルカプトおよびアミノ基24に対して非常に反応性のアルキル化剤として別の生体と対話する能力に関連しています。Falcarindiol は生物学的メカニズムはまだ不明ですが以前、コロンの17,25の腫瘍性病変の数を減らすために示されています。しかし、それは NF-κ B、COX1、COX-2 などの生体分子と相互作用し、腫瘍の進行と細胞増殖プロセス、細胞周期、小胞体 (ER) の逮捕につながるを阻害するサイトカインはストレス、思想とアポトーシス17,26がん細胞。Falcarindiol は、その抗がん剤の可能性と機構のため例の抗癌性の薬剤は、現在、検討されている、それは有望な抗がん効果を示していますので、本研究で使用されます。ナノ粒子の細胞内取り込み hMSCs でテストし、落射蛍光と共焦点顕微鏡を使ってイメージ化します。このセルの型は、顕微鏡に最適なサイズが大きいため選ばれました。
Protocol
Representative Results
Discussion
単純な薬物送達のため脂質被覆ナノ粒子を製造するための詳しいプロトコル、溶剤の高速で再現性のある、かつスケーラブルな急速な注入方式は続いて27,28ととして本稿で提示されます。falcarindiol に適用されます。水相有機相の注入の速度を制御することにより、適切な濃度で falcarindiol コアをコートする膜脂質を使用して、正常にサブ 100 nm の範?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者らは、ヒト間葉系幹細胞を博士 Moustapha クファールカッセム (デンマーク、オーデンセ大学病院) をありがちましょう。著者は、デンマークの医療バイオ イメージング センターの顕微鏡へのアクセスをありがとうございます。著者は、カールスバーグと Villum (E.A.C.) に財政支援基盤をありがとうございます。著者は、ニールス ・ ボーア教授賞によるデンマーク国立研究財団からの金融サポートを認めます。
Materials
| 12 mL Screw Neck Vial (Clear glass, 15-425 thread, 66 X 18.5 mm) | Microlab Aarhus A/S | ML 33154LP | |
| 6 well plates | Greiner Bio One International GmbH | 657160 | |
| Absolute Ethanol | EMD Millipore (VWR) | EM8.18760.1000 | |
| Chloroform | Rathburn Chemicals Ltd. | RH1009 | |
| Cholesterol | Avanti Polar Lipids, Inc. | 700000P | |
| Confocal Microscope | Zeiss LSM510 | ||
| Cover Slips thickness #1.5 | Paul Marienfeld GmbH & Co | 117650 | |
| Desiccator | Self-build | ||
| DiI | Invitrogen | D282 | |
| DLS | Beckman Coulter | DelsaMAXpro 3167-DMP | |
| DSPC (Chloroform stock) | Avanti Polar Lipids, Inc. | 850365C | |
| DSPE PEG 2000 (Chloroform stock) | Avanti Polar Lipids, Inc. | 880120C | |
| eVol XR | SGE analytical science, Trajan Scientific Australia Pty Ltd. | 2910200 | |
| Fetal Bovine serum | Gibco | 10270-106 | |
| Fluorescence Miccroscope | Olymous IX81 | With Manual TIRF and Andor iXon EMCCD | |
| Incubator | Panasonic | MCO-18AC | |
| Magnetic flea | VWR Chemicals | 15 x 4.5 mm | Cylindrical shape with PTFE coating |
| Magnetic stirrer | IKA | RT-10 | |
| Minimum Essential Media | Gibco | 32561-029 | |
| PBS tablets for cell culture | VWR Chemicals | 97062-732 | |
| Pen/strep | VWR Chemicals | 97063-708 | |
| Phosphate Buffer Saline (PBS, pH 7.4) | Thermo Fisher | 10010031 | |
| Rotary Evaporator | Rotavapor, Büchi Labortechnik AG | R-210 | |
| Sample concentrator | Stuart, Cole-Parmer Instrument Company, LLC | SBHCONC/1 |
Referencias
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