ビタミンK3を媒介とした活性酸素の再生フィードバックと薬物放出の可視化に基づく癌特異的化学療法戦略

Cancer-specific chemotherapeutic strategy based on the vitamin K3 mediated ROS regenerative feedback and visualized drug release in vivo.

• Gang-Gang Yang
• Hang Zhang
• Dong-Yang Zhang
• Qian Cao
• Jing Yang
• Liang-Nian Ji
• Zong-Wan Mao

抄録

蛍光性アダマンチン機能化Ru(II)錯体とROS-ラビイル-シクロデキストリン修飾チオケタールリンカーとの間のホスト-ゲスト駆動の自己組織化によって、有望なセラノシスナノシステムVK3-CPT@Ru-CDが設計され、製造されています。VK3の細胞内酸化還元サイクルとナノ粒子の高度な活性酸素による崩壊との間の生成的フィードバックを考慮して、VK3-CPT@Ru-CDは、がん細胞内で選択的にがん特異的な活性酸素の増幅と薬物放出を促進することができ、その結果、in vitroおよびin vivoの両方で最小限の副作用で腫瘍を選択的に殺すことができます。さらに興味深いことに、VK3をカプセル化したメナジオン構造は、Ru-CDの固有の蛍光を効果的に消光することができ、活性酸素をトリガーとした薬物放出に伴って蛍光が明るくなる現象が観察され、in vitroおよびin vivoでの薬物放出のリアルタイム追跡に利用することができます。

A promising theranostic nanosystem VK3-CPT@Ru-CD is designed and fabricated by the host-guest driven self-assembly between the fluorescent adamantine-functionalized Ru(II) complexes and the ROS-labile-cyclodextrin modified thioketal linkers, in which anticancer drug camptothecin (CPT) and vitamin K3 (VK3) are effectively co-encapsulated. On account of the generative feedback between the intracellular redox cycling of VK3 and the high degree of ROS-triggered collapse of nanoparticles, VK3-CPT@Ru-CD can facilitate cancer-specific ROS amplification and drug release selectively in cancer cells, thus realizing the selective killing of tumor with minimal side-effects both in vitro and in vivo, the therapeutic effect of which is more prominent than the free anti-cancer drugs. More interestingly, the menadione structure of encapsulated VK3 can effectively quench the inherent fluorescence of Ru-CD, and a fluorescence lightening up phenomenon is observed accompanied with the ROS-triggered drug release, which can be utilized for real-time tracking of drug release in vitro and in vivo.

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