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방법 논문

가역 디설파이드 가교 미셀 제조를위한 손쉬운 효율적인 접근법

8.5K 조회수

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DOI:

10.3791/54722

⸱

2016년 12월 23일

 ,  , 

이 논문에서

요약

특이성이 높고 부작용이 적은 암 약물을 종양 부위에 전달하려면 나노 입자를 기반으로 하는 새로운 방법이 필요합니다. 여기에서는 과산화수소 매개 산화에 의해 쉽게 준비될 수 있고 종양이 감소하는 환경에서 효율적으로 해리되어 페이로드를 방출할 수 있는 이황화 가교 미셀에 대해 설명합니다.

초록

나노 의학은 생물 의학 응용 프로그램에 대한 규모 나노 미터 입자의 고유 한 특성을 이용합니다 치료의 새로운 형태이다. 치료 결과를 극대화하고, 약물과 관련된 부작용을 감소시키는 약물 전달을 향상 오늘날 나노 의학의 초석 일부이다. 특히 나노 입자는 암 치료의 다양한 응용 프로그램을 발견했다. 디자인, 응용 프로그램 및 종양 미세 환경에 따라 생산에 높은 수준의 유연성을 제공 나노 입자는 임상 적으로 신속한 번역 더 효과적 일 것으로 예상된다. 고분자 미셀 나노 캐리어는 약물 전달 응용 프로그램에 대한 인기있는 선택입니다.

이 글에서, 우리는 잘 정의 된 양친 선형 수지상 공중 합체 (telodendrimer, TD)의 자기 조립 (self-assembly)에 따라 약물로드, 이황화 가교 미셀을 합성하는 간단하고 효과적인 프로토콜을 설명합니다. TD는 폴리에틸렌 GL 구성된다친수성 세그먼트 용액 계 펩티드 화학 제를 사용하여 아민 종결 된 PEG에 코어 형성 용 소수성 잔기에 부착 단계적 같은 티올 콜산 클러스터와 ycol (PEG). 파클리탁셀 (PTX)과 같은 화학 요법 약물은 표준 용매 증발 법을 사용하여로드 될 수있다. 오 2 - 매개 산화는 이전에 TDS 농도에 무료 티올 그룹에서 내 미셀 이황화 가교를 형성하기 위해 사용 하였다. 그러나 반응이 느리고 대규모 생산에 가능하지 않았다. 최근는 H 2 O 2 - 매개 산화법 더 가능하고 효율적인 방식으로 탐구하였으며, 이는 96 배 빠른 속도로 이전에보고 된 방법보다이었다. 이 방법을 사용 PTX로드, 이황화 가교 나노 입자 50g을 성공적으로 좁은 입자 크기 분포와 높은 약물 적재 효율로 생산되고있다. 얻어진 미셀 용액의 안정성은 그러한 w 공동 배양 같은 방해 조건을 이용하여 분석또는 환원제없이 세제, 도데 실 황산나트륨, 제 i. 이들 비 - 가교 상대 비교할 때 약물로드 디설파이드 가교 미셀 적은 용혈 활성을 보여 주었다.

서론

나노 기술은 생물 의학 분야 (1)의 수를 도움이되고 빠른 신흥 분야이다. 나노 입자는 기존 치료제의 다른 유형 가능하지 않은 특성을 설계 및 튜닝을위한 기회를 제공한다. 나노 담체는 약물 순환 시간을 연장, 생분해에 대한 약물의 안정성을 향상시키는 약물 용해도 문제를 극복하고, 미세 조정 표적 약물 전달 및 공동 전달 조영제 1.2이 될 수있다. 나노 입자 기반 배달 시스템은 암 이미징 및 치료에 약속을 개최합니다. 종양 vasculatures는 거대 분자에 누설하고 향상된 침투성 및 보존 (EPR) 효과 3를 통해 종양 부위에 나노 입자를 순환의 우선 축적으로 이어질 수 있습니다. 적극적으로 항암 약물 캐리어로 추진되고있는 여러 가지 나노 캐리어 (예를 들어, 리포좀, 하이드로 겔 및 고분자 미셀) 중 고분자 미셀은 일을 통해 폭 넓은 인기를 얻고있다전자 지난 십 4,5.

고분자 미셀은 정맥 내 투여에 잠재적으로 그들의 unimers 해리 선도의 임계 미셀 농도 (CMC) 미만으로 희석 할 수 있고, 열역학 시스템이다. 가교 전략에 unimers 미셀 해리를 최소화하기 위해 사용되어왔다. 그러나, 과도하게 미셀 안정화시켜 전체 치료 효과를 감....

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프로토콜

윤리 문 : 여성 무 흉선 누드 마우스 (민 / 뉴 주) 6-8 주령은 구입 후 AAALAC 지침에 따라 무균 상태에서 보관하고 실험하기 전에 적어도 4 일 동안 순응시켰다되었다. 모든 동물 실험은 기관의 지침에 따라 수행 캘리포니아 데이비스 대학의 동물 사용 및 관리 관리 자문위원회에 의해 승인 된 프로토콜 번호 07-13119 호 및 제 09-15584에 따라되었다.

TD PEG 5K -Cys 1. 합성 4 -Ebes 8 -CA (8)

  1. 둥근 바닥 플라스크에, 얼음에 무수 디메틸 포름 아미드 (DMF) 및 냉기의 10 ~ 20 ml의 MEO-PEG 5K -NH 2 (2g, 0.4 밀리몰)을 녹인다.
  2. 유리 비이커에 3 당량을 용해. 1- 히드 록시 -6- 클로로 - 벤조 트리아 졸, 벤조 트리아 졸 (HOBt), 3 당량의. N의 N '이소 프로필 카보 다이이 미드 (DIC), 3 당량. 무수 D에서의 (FMOC) 2리스-OHMF (10-15 mL)을 첨가 하였다. 자기 볶음 접시에 15 ~ 20 분 동안 교반한다.
  3. 메오

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결과

약물로드, 이황화 가교 미셀의 제조 및 특성

양친 매성 고분자 5K PEG -Cys -Ebes 4 8 8 -CA 암 약물 전달 디설파이드 가교 미셀 시스템을 형성 할 수있는 수지상 중합체. 구조적으로, 이는 분지 된 폴리 (라이신 시스테인 Ebes) 백본을 통해 선형 PEG 분자 (친수성 도메인 분자량 5K)의 일단에 연결된 콜릭 산 (소수성 도메인)의 수지상 올리고머로서 정의된다. 다른보고 미셀 시스템을 통해 이러한 블록 공중 합체를 사용하여 여러 가지 이점이있다. 첫째, 용이 단계적 용액 상 축합 반응을 통해 합성 될 수있다. 둘째, 잘 확립 된 용액 상 펩티드 단계적 FMOC 화학을 통해 제조 된 몇몇 다른보고 된 양친 성 중합체, 티올 중합체 시스템에 비해, 잘 정의 된 구조물의 있습.......

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토론

여러 가지 나노 입자는 약물 전달에 잠재적 인 사용을 위해 조사되었다. 리포좀 독소루비신과 파클리탁셀 (PTX)는 인간 혈청 알부민 나노 집계가 암 치료에 대한 FDA의 승인을 nanotherapeutics 중입니다 -loaded. 임상 적 효과가 있지만, 그러나, 이러한 nanotherapeutics 모두는 상대적으로 크기가 "큰"이며, 그들은 간과 폐에 축적되는 경향이있다. 상대적으로 작은 입자 크기와 높은 약물 적재 용량 고분자 미셀 약물 전달을위한 nanocarriers을 부상하고있다. 고유 한 코어 - 쉘 구조의 '용해'물리적 캡슐화 수성 조건 하에서 소수성 약물 분자. 약물 봉입 긴 저장 수명 및 높은 효율을 갖는 연구실 형태 단 분산 나노 입자 제조 TDs를 잘 정의 된 (10 내지 50 nm의 입자 지름)으로 구성된 고분자 미셀. 강인한 TD 플랫폼의 많은 장점 중 하나는 고분자의 다양성이다.많은 약물, 형광 염료 및 타겟팅 리간드 용이 TD 13,15,24 플.......

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공개 사항

Y. Li와 KSL은 가역적 가교 미셀 시스템에 대한 출원 중인 특허(미국 특허 출원 61/485,774)의 발명가입니다. KSL은 원고에 설명된 나타페우틱스를 개발할 계획인 LamnoTherapeutics Inc.의 창립 과학자입니다. 나머지 저자는 경쟁하는 재정적 이해관계가 없음을 선언합니다.

감사의 글

저자는 편집에 도움을 준 Alisha Knudson에게 감사를 표합니다. 그들은 또한 NIH/NCI(3R01CA115483, K.S.L.), DoD PRMRP Award(W81XWH-13-1-0490, K.S.L.), NIH/NCI(1R01CA199668, Y.L.) 및 NIH/NICHD(1R01HD086195, Y.L.)의 재정적 지원에 감사를 표합니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
MeO-PEG5K-NH2Rapp Polymere125000-2
Fmoc-Lys(Fmoc)-OHAaptecAFK107
Fmoc-Lys(Boc)-OHAnaspecAS-20132
Fmoc-Cys(Trt)-OHAapptecAAC105
디메틸포름아미드Fisher ScientificBP1160-4
에틸 에테르Fisher ScientificE134-20
N,N-DiisopropylethylamineSigma AldrichD125806
Trifluoroacetic acidSigma AldrichT6508부식성, 조심스럽게 다루십시오
4-methyl piperidineAlfa-AesarL-02709
Ebes 링커AnaspecAS-61924
콜산Sigma AldrichC1129
1,2-EthanedithiolSigma Aldrich02390흄 후드 내부 손잡이. 사용 후 장갑을 표백하십시오.
트리 이소 프로필 실란시그마 알드리치233781
클로로포름 (무수)시그마 알드리치288306
과산화수소 용액 30 %Aaron IndustriesNA
HoBt-ClAaptecCXZ096
DIC시그마 알드리치D125407
여성 흉선 누드 마우스 (Nu / Nu 균주), 6– 8주 령할란(캘리포니아주 리버모어)

참고문헌

  1. Zhang, L., et al. Nanoparticles in medicine: therapeutic applications and developments. Clin. Pharmacol. Ther. 83, 761-769 (2008).
  2. Wang, A. Z., Langer, R., Farokhzad, O. C. Nanoparticle Delivery of Cancer Drugs. Annu. Rev. Med. 63, 185-198 (2012).
  3. Iye....

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