Falcarindiol 인간 중간 엽 줄기 세포에 의해 포함 된 새로운 지질 코팅 나노 입자의
Summary
이 문서에서는 falcarindiol 지질 코팅 74 nm 나노 입자에 캡슐화를 설명합니다. 인간 줄기 세포 지질 작은 물방울에 의해 나노 입자의 세포질 통풍 관 그리고 confocal 형광 이미징에 의해 모니터링 됩니다. 나노 입자 용 매 변화, 급속 한 주입 방법으로 조작 하 고 그들의 크기는 동적 산란 기법으로 측정 된다.
Abstract
나노 암 치료를 위한 약물 전달 시스템에 대 한 관심 증가의 초점입니다. 지질 코팅 나노 구조와 크기에 의해 영감을 저밀도 지 단백질 (LDLs) 암 세포에, 콜레스테롤을 위한 증가 필요 때문에이 암에 항 암 제 약물을 전달 하기 위한 메커니즘으로 이용 되 셀입니다. 또한, 약물 화학에 따라 약물을 캡슐화 수 순환 vivo에서 동안 약물의 저하를 방지에 유리. 따라서,이 연구에서이 디자인은 사용 falcarindiol 저하에 대 한 그것의 화학 구조를 안정화 하 고 개선의 잠재적인 새로운 배달 시스템을 제공 하는 항 암 약 falcarindiol의 지질 코팅 된 나노 입자를 조작 하는 종양에 의해 통풍 관입니다. Falcarindiol 나노 입자의 정제 약 코어 캡슐화 인지질 및 콜레스테롤 단층으로 설계 되었다. 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC), 콜레스테롤 (철), 및 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000 지질 단층 코팅에 의하여 이루어져 있다] (DSPE 못 2000)는 형광 함께 레이블 DiI (43:50:5:2의 어 금 니 비율). 나노 입자는 반대로 용 매 교환에 대 한 좋은 용 매에 의해 나노 입자를 침전 하는 빠르고 간단한 기법 급속 한 주입 방법을 사용 하 여 조작. 그것은 수성 단계로 나노 부품을 포함 하는 에탄올 솔루션의 급속 한 주사를 이루어져 있다. 형광 나노 입자의 크기는 74.1 ± 6.7 nm에서 동적 산란 (DL)을 사용 하 여 측정 됩니다. 나노 입자의 이해 인간 중간 엽 줄기 세포 (hMSCs)에서 테스트 하 고 형광 confocal 현미경 검사 법을 사용 하 여 몇 군데. 나노 입자의 통풍 관은 안정적인 약물 전달 시스템 falcarindiol에 대 한 잠재력을 제안 하는 hMSCs에서 관찰 됩니다.
Introduction
지질 코팅 나노 암 치료1약물 전달 시스템으로 그들의 기능에 관한 관심 증가 보고 있다. 암은 바꾸 인된 지질 대사 재활2 와3에 콜레스테롤 증가 필요 있다. 그들은 LDLs1 overexpress 고 정상 세포 보다 더 많은 LDLs에서 암 환자의 LDL 수 내려4도 갈 수 있는 범위. LDL 이해 확산 및 유 방 암6내 습 결과로 공격적 고기5 촉진 합니다. LDL 수용 체 (LDLRs)의 전이성 잠재적인7의 예 후 지시자 이다. Ldl 콜레스테롤과 암 세포에 의해 그것의 이해에 의해 영감, 새로운 전략 이라고: 암의 음식 처럼 마약을 확인8. 따라서, 이러한 새로운 나노 약물 전달 설계8,,910 항 암 약물을 전달 하기 위한 메커니즘으로 자연 LDLs11 의 코어 및 지질 안정 된 디자인에 의해 고무 되 에 암 세포. 이 수동 배달 시스템을 대상으로 지원 특히, 캡슐화, 소수 성 약물, 구두 복용량 양식에서 일반적으로 제공 하지만 그래서 그들의 예상된 효능12제한 혈 류 약물의 작은 금액을 제공 합니다. 스텔스 리13, 폴 리 에틸렌 글리콜 (PEG) 코팅 면역학 응답을 줄이는 데 도움이 됩니다 하 고 최적의 종양 통풍 관에 대 한 혈 류에서 순환은 의미에 의해 확장 향상 된 침투 및 보존 (EPR) 효과 14 , 그러나 15., 이외에, 일부 인스턴스, 순환에 있는 불안정과 시스템16에 바람직하지 않는 배급에 어떤 장애물 유지 이러한 나노 입자는 세포에 의해에서 촬영 방법과 어느 정도 이며 어떤 같은 미해결 그들의 세포내 운명입니다. 그것은 여기이 종이의 특정 소수 성 항 암 제 약물 falcarindiol, 공초점 레이저를 사용 하 여 epifluorescence 이미징 기술을 나노 통풍 관을 해결.
연구의 목표는 falcarindiol의 지질 코팅 된 나노 입자를 조작 하 고 hMSCs에 그들의 세포내 이해 연구. 따라서, 잠재적으로 안정화의 관리, 배달와 관련 된 도전을 극복 하 고 bioavailability 향상. 따라서이 항 암 약에 대 한 새로운 전달 시스템 평가. 이전에, falcarindiol는 되었습니다 관리 구두로 정화 높은 농도 falcarindiol 통해17음식 보충. 그러나,이 유망한 약을 제공 하는 더 체계적인된 접근 방법 위한 필요가 있다. 따라서, falcarindiol 나노 입자, 인지질 및 콜레스테롤 입자의 핵심 구성 정화 약으로 단층을 캡슐화 디자인 되었다. 용 매 변화, 급속 한 주입 방법으로 최근 개발한 Needham 외. 8이 연구에서 polyacetylene falcarindiol를 캡슐화 하는 데 사용 됩니다.
메서드를 사용 하면 이전 지질 나노 입자의 제조에 대 한 진단 이미징 에이전트18,19, 캡슐화 하 고 분자 (triolein)27 및 약물 (orlistat, niclosamide stearate) 테스트 사용 되었습니다8 ,,2728. 그것은 상대적으로 간단한 기술을 바로 분자와 함께 실시입니다. 그것은 극 지 용 매에 용 해 하는 매우 불용 성 소수 용액의 nanosized 입자, 그들의 중요 한 nucleation (~ 20 nm 직경)의 한계에 형성. 솔벤트 exchange antisolvent의 과잉으로 유기 솔루션의 빠른 주입에 의해 수행 됩니다 (일반적으로, 1:9 유기에서 수성 단계: 수성 볼륨 비율)20,21.
나노 입자의 구성 디자인 여러 장점을 일으키 다. DSPC:Chol 구성 요소는 매우 빡 빡, 거의 불 침투성, 생체, 그리고 생 분해성 단층을 제공합니다. Reticuloendothelial 시스템 (간, 비장)과 단 식 시스템에 대 한 보호, 예방 하 여 어떤 글귀 둔화 못이 면역 체계에 의해 opsonization에서 방패 역할 sterically 안정화 인터페이스를 제공 한다. 그들의 유지와 면역 시스템 저하 고 그러므로, 그들의 순환 혈액22에 하프 타임 증가. 그러면 그들은 병에 걸리는 사이트에 extravasate 때까지 순환 하는 입자 같은 종양, 혈관 시스템이 새, EPR 효과 입자의 수동 축적을 허용. 또한, 지질 코트 네의 중요 한 핵 차원27,28에서 코어를 트래핑에 의해 나노 입자의 크기에 더 나은 통제를가지고 있습니다. 지질 (은 아직이 프로젝트에 사용할 수 있는 대상, 펩타이드를 포함 하 여) 다양 한 표면 특성, 순수한 마약 코어 및 낮은 증가할수록22,,2728유도. 입자 크기 분석을 위해 사용 되는 방법은 DL, 동시에 많은 수의 입자의 크기를 측정 하는 연구를 허용 하는 기술입니다. 그러나,이 메서드는 나노 입자 monodispersed23없는 경우 더 큰 크기를 측정 편견 수 있습니다. 이 문제는 또한 지질 코트와 함께 평가 됩니다. 이러한 기본적인 디자인의 자세한 내용과 모든 특성의 정량화는 다른 간행물27,28에 부여 됩니다.
나노 입자에 약물은 falcarindiol, 식이 polyacetylene 미나리과 가족에서 식물에서 발견. 그것은 건강 증진 효과, 항균 효과, 항 염증 성 활동과 암 세포 라인의 다양 한 범위에 대 한 세포 독성을 포함 하 여 표시를 발견 되었습니다 지방 족 C17polyacetylenes 형식에서 2 차 대사 산물. 그것의 높은 반응성 mercapto 및 아미노 그룹24매우 반응 alkylating 에이전트 역할 다른 생체와 상호 작용 하는 기능에 관련 되어 있습니다. Falcarindiol 생물 학적 메커니즘은 여전히 알려진 콜론17,25, 종양 약 병의 수를 줄이기 위해 표시 되었습니다 이전. 그러나, 그것은 생체 COX1, NF-κB-2, 같은 상호 작용 및 그들의 종양 진행과 셀 확산 프로세스, 세포 주기, 바인딩과 그물 (응급실)을 체포로 이어지는 억제 cytokines, 스트레스, 생각 및 apoptosis 17,26 암 세포에서. Falcarindiol 제 잠재력 및 메커니즘 예 항 암 제 약물 현재 공부 되 고 있다 그리고 그것은 유망한 항 암 효과 보여주기 때문에이 연구에 사용 됩니다. 나노 입자의 세포질 통풍 관 hMSCs에서 테스트 하 고 epifluorescence 그리고 confocal 현미경 검사 법을 사용 하 여 몇 군데. 이 세포 유형은 현미경에 이상적 그것의 큰 크기 때문에 선택 되었다.
Protocol
Representative Results
Discussion
간단한 약물 전달에 대 한 지질 코팅 나노 날조를 위한 상세한 프로토콜, 용 매 이동의 재현, 빠르고 확장 가능한 급속 한 주입 방법 뒤27,28 되었고로이 문서에 제공 됩니다. falcarindiol에 적용. 수성 단계로 유기 단계의 주입 속도 조절 하 여, 코트 falcarindiol 코어를 적절 한 농도에서 코팅 지질을 사용 하 여 하위-100 nm 범위에 있는 입자를 성공적으로 얻을 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 인간 중간 엽 줄기 세포에 대 한 박사 Moustapha Kassem (덴마크, 오 덴 세 대학 병원) 감사합니다. 저자는 덴마크 의료 Bioimaging 센터 그들의 현미경에 대 한 액세스를 감사합니다. 저자는 칼 스 버그와 Villum 기초를 (E.A.C.)을 재정 지원에 대 한 감사합니다. 저자는 덴마크 국립 연구 재단에서 닐스 보어 교수 수상에 의해 제공 하는 금융 지원을 인정 합니다.
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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