人骨髓间充质干细胞吸收含有法卡林多醇的新型脂质包覆纳米颗粒
Summary
本文介绍了在脂肪包覆74纳米纳米粒子中的黄他醇的封装。通过荧光和共聚焦成像技术监测人干细胞对纳米颗粒的吸收。采用溶剂移位快速注射法制备纳米粒子, 并采用动态光散射技术对其尺寸进行了测量。
Abstract
纳米粒子是人们对癌症治疗药物输送系统越来越感兴趣的焦点。低密度脂蛋白 (ldl) 在结构和大小上都能激发脂肪包膜纳米颗粒, 因为癌细胞对胆固醇增殖的需求增加, 而这已被用作向癌症提供抗癌药物的一种机制细胞。此外, 根据药物化学的不同, 包封药物有利于避免药物在体内循环过程中的降解。因此, 在本研究中, 本设计用于制备抗癌药物 falcarindiol 的脂质涂层纳米颗粒, 为稳定其化学结构防止降解提供了一种新的输送系统。肿瘤的吸收。设计了用磷脂和胆固醇单层包覆纯化后的颗粒核心的法氏丁醇纳米颗粒。脂质单层涂层由1、1、2-依————————————————————————————————————————————-标签 dii (摩尔比为 43:50:5:2)。采用快速注射法制备了纳米粒子, 该方法是一种快速简便的用好溶剂沉淀纳米颗粒进行抗溶剂交换的技术。它包括将含有纳米粒子成分的乙醇溶液快速注入水相。在 741-±6.7 nm 处使用动态光散射 (dls) 测量荧光纳米粒子的尺寸。在人骨髓间充质干细胞 (hmscs) 中测试纳米颗粒的吸收, 并使用荧光和共聚焦显微镜进行成像。在 hmscs 中观察到纳米颗粒的吸收, 这表明这种稳定的假溴化物药物输送系统的潜力。
Introduction
脂质涂层纳米颗粒对其作为癌症治疗药物输送系统的功能越来越感兴趣.癌症有一个改变的脂质代谢重新编程2和胆固醇扩散的需求增加3。它们超快 ldl1 , 吸收的 ldl 比正常细胞多, 以至于癌症患者的低密度脂蛋白计数甚至可以下降4。低密度脂蛋白的吸收促进攻击性表型 5导致乳腺癌的增殖和侵袭6。丰富的低密度脂蛋白受体 (ldlr) 是转移电位7的预后指标。受低密度脂蛋白及其癌细胞吸收的启发, 一项新的策略被称为: 让这种药物看起来像癌症的食物.因此, 这些新的纳米颗粒药物输送设计8,9,10的灵感来自于天然 ldl11的核心和脂稳定设计, 作为提供抗癌药物的一种机制到癌细胞。这种被动靶向给药系统支持包封, 特别是疏水药物, 这些药物通常以口服剂型给予, 但只为血液提供少量药物, 因此限制了其预期疗效12。与隐形脂质体13一样, 聚乙二醇 (peg) 涂层有助于减少任何免疫反应, 并通过所谓的增强渗透和保留 (epr) 效应延长血液中的循环, 以获得最佳的肿瘤吸收14,15. 然而, 除了在某些情况下系统16中的循环不稳定和不受欢迎的分布外, 一些障碍仍未解决, 例如细胞如何以及在多大程度上吸收了这种纳米粒子, 以及是什么他们的细胞内命运本文利用共聚焦和荧光成像技术, 探讨了一种特殊的疏水抗癌药物 falcarindiol 的纳米颗粒吸收问题。
本研究的目的是制备假体内二醇的脂包膜纳米颗粒, 并研究其在骨髓间充质干细胞中的细胞内吸收。因此, 有可能稳定其行政管理, 克服与交付有关的挑战, 并提高生物利用度。因此评估这种抗癌药物的新输送系统。此前, 法尔卡丁醇已口服通过高浓度纯化的法尔卡丁醇作为食品补充17。然而, 有必要采取更有组织的办法来提供这种有希望的药物。因此, 设计了以磷脂和胆固醇封装单层的法氏醇纳米颗粒, 并将纯化后的药物作为粒子的核心。李约瑟等人最近提出的溶剂转移快速注射方法.8、本研究用于封装聚乙炔法卡林多醇。
该方法以前曾被用于制备脂质纳米颗粒, 以封装诊断成像剂18,19, 以及测试分子 (三烯烃) 27 和药物 (奥利司他, 肌脂酸二酯)8 ,27,28。当使用正确的分子进行时, 这是一个相对简单的技术。它在临界成核 (~ 20 nm 直径) 的限制下, 形成纳米颗粒, 高不溶性疏水溶质溶解在极性溶剂中。溶剂交换是由有机溶液的迅速注射完成入反溶剂的过剩 (通常, 水相在1:9 有机: 水体积比)20,21。
纳米粒子的组合设计产生了多重优势。dspc: chol 组件提供了一个非常紧密, 几乎不透水, 生物相容性和生物降解单层。peg 提供了一个严格稳定的界面, 作为免疫系统的光圣化的挡箭牌, 减缓网状内皮系统 (肝脏和脾脏) 的任何吸收, 并防止单核吞噬细胞系统, 防止其免疫系统的保留和退化, 从而增加他们在血液中的血液循环半职。这使得这些粒子能够循环到它们在肿瘤等病变部位渗出, 血管系统漏水, 从而使 epr 效应产生粒子的被动积累。此外, 脂质涂层允许一个人更好地控制纳米粒子的大小, 通过动力学地捕获核心在其关键核尺寸27,28。脂类诱导各种表面特性 (包括该项目尚不具备的肽靶向)、纯药物核心和低多度22、27、28.用于粒径分析的方法是 dls, 这是一种允许研究人员同时测量大量颗粒大小的技术。然而, 如果纳米粒子不是单分散的 23, 这种方法可能会将测量值偏置到更大的尺寸。这个问题也是用血脂来评估的。其他出版物27、28提供了这些基本设计的更多细节和所有特征的量化。
包封在纳米颗粒中的药物是 falcarindiol, 这是一种饮食中的聚乙炔, 存在于阿皮亚科科植物中。它是脂肪性 c17 聚乙酰酸类型的次生代谢物, 已被发现显示出促进健康的效果, 包括抗炎活性、抗菌作用和对广泛的癌细胞系的细胞毒性。它的高反应性与它与不同生物分子相互作用的能力有关, 是对抗硫醇和氨基24的非常反应性的烷基化剂.此前已证明, 法尔卡丁醇可以减少结肠中的肿瘤病变数量 17、2 5, 尽管其生物学机制尚不清楚。然而, 人们认为它与 nf-b、cox1、cox-2 和细胞因子等生物分子相互作用, 抑制它们的肿瘤进展和细胞增殖过程, 从而抑制细胞周期、内质网 (er) 应力和凋亡。17,26在癌细胞中。本研究以法尔二醇为例, 研究了其抗癌潜力和机制, 并对其具有良好的抗癌作用。在 hmscs 中测试纳米粒子的细胞吸收, 并使用荧光和共聚焦显微镜进行成像。这种细胞类型的选择是由于其较大的尺寸, 使其成为理想的显微镜。
Protocol
Representative Results
Discussion
本文采用简单、快速、可重复、可扩展的溶剂转移快速注射方法, 详细介绍了用于药物输送的脂包纳米颗粒的制备方案, 并提出了一种详细的方案。适用于法尔卡丁醇。通过控制有机相注入水相的速度, 并利用适当浓度的脂质涂层覆盖法尔卡丁醇岩心, 可以成功地获得低于100纳米范围内的颗粒。仅由于脂质的存在, 就控制了由于湍流混合而产生的多分散的?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者感谢穆斯塔法·卡西姆医生 (丹麦欧登塞大学医院) 提供的人间充质干细胞。作者感谢丹麦医学生物成像中心获得了他们的显微镜。作者感谢嘉士伯和维勒姆基金会的财政支持 (向 e. a. c.)。提交人承认丹麦国家研究基金会的 niels bohr 教授奖提供的财政支持。
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 |
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