RGDペプチド/葉酸ダブルターゲットメソポーラスシリカナノ粒子の調製とヒト乳癌MCF-7細胞への応用

Preparation of RGD Peptide/Folate Acid Double-Targeted Mesoporous Silica Nanoparticles and Its Application in Human Breast Cancer MCF-7 Cells.

• Huijie Yan
• Yun You
• Xinjian Li
• Lei Liu
• Fengqian Guo
• Qiongling Zhang
• Dewen Liu
• Yan Tong
• Shilan Ding
• Jinyu Wang

抄録

薬理学的関連性:

パクリタキセル（PTX）は、現在、がん細胞の増殖を抑制することができる唯一の植物性医薬品です。パクリタキセルは、乳がん、卵巣がん、子宮がん、非小細胞肺がんなどの治療に広く使用されています。

Pharmacological Relevance: Paclitaxel (PTX) is currently the only botanical drug that can control the growth of cancer cells. Paclitaxel is widely used in the treatment of breast cancer, ovarian cancer, uterine cancer, non-small cell lung cancer and other cancers.

狙い目:

葉酸受容体とインテグリンは、ヒト乳癌細胞MCF-7の表面に高発現しています。葉酸とアルギニン-グリシン-アスパラギン酸（Arg-Gly-Asp、RGD）トリペプチド配列は、それぞれ葉酸受容体とインテグリンに対して高い親和性を持っています。乳がんに対する効果を高めるために、メソポーラスシリカナノ粒子をベースに、葉酸とRGDペプチドのデュアルターゲット（MSNs-NH-FA-RGD）薬物担体を構築しました。

Aim: Folate receptor and integrin are highly expressed on the surface of human breast cancer cells MCF-7. Folic acid and arginine-glycine-aspartate (Arg-Gly-Asp, RGD) tripeptide sequence have a high affinity for folate receptor and integrin , respectively. To enhance the effect on breast cancer, we constructed the folate acid and RGD peptide dual-targeted (MSNs-NH-FA-RGD) drug-carrier based on mesoporous silica nanoparticles.

方法:

メソポーラスナノキャリアの構造をフーリエ変換赤外分光法、窒素吸着脱着分析、透過型電子顕微鏡、レーザー粒度分布測定装置、熱重量分析により特徴づけた。モデル薬剤としてパクリタキセルを選択した。ロダミンを担持したメソポーラスキャリアのMCF-7, MCF-10A, HeLa細胞への取り込みを蛍光顕微鏡で観察することにより、標的化能を検証した。また、ブランクキャリアであるMSNs-NH-FA-RGDの細胞毒性および薬剤キャリアであるPTX@MSNs-NH-FA-RGDの有効性を細胞実験により評価した。

Methods: The structure of mesoporous nanocarriers was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, nitrogen adsorption-desorption analysis, transmission electron microscopy, laser particle size analyzer, and thermogravimetric analysis. Paclitaxel was chosen as the model drug. The targeting-ability was verified by observing the uptake of mesoporous carriers loaded with rhodamine in MCF-7, MCF-10A, and HeLa cells using a fluorescence microscope. The cytotoxicity of the blank carrier MSNs-NH-FA-RGD and the efficacy of the drug carrier PTX@MSNs-NH-FA-RGD were assessed by cell experiments.

治療成績:

この特性評価により、デュアルターゲットメソポーラスシリカナノキャリアの構築に成功したことが示された。3つの細胞株の蛍光強度に明らかな違いが検出された。薬理学的試験の結果、ブランクナノ粒子はこれらの細胞に明らかな毒性を引き起こさないことが示された。48時間処理したMCF-7細胞株における遊離PTXおよびPTX@MSNs-NH-FA-RGDのICはそれぞれ35.25±2.57 ng-mlおよび22.21±3.4 ng-mlであり、MCF-7に対するPTX@MSNs-NH-FA-RGDの阻害効果は遊離PTXの1.6倍であることが示唆された。

Results: The characterization showed successful construction of a dual-targeted mesoporous silica nanocarrier. Obvious differences were detected in the fluorescence intensity of the three cell lines. The results of the pharmacological tests indicated that the blank nanoparticles do not cause any apparent toxicity on these cells. The IC of free PTX and PTX@MSNs-NH-FA-RGD on MCF-7 cells line treated for 48 h were 35.25±2.57 ng·ml and 22.21±3.4 ng·ml respectively, which indicated that the inhibitory efficacy of PTX@MSNs-NH-FA-RGD on MCF-7 was 1.6 times than that of free PTX.

結論:

このデュアルターゲットナノキャリア MSNs-NH-FA-RGD は、乳がん細胞を標的とし、将来の創薬候補として期待されています。

Conclusions: The dual-targeted nanocarrier MSNs-NH-FA-RGD could target breast cancer cells, and sever as a potential candidate in future of drug development.

Copyright © 2020 Yan, You, Li, Liu, Guo, Zhang, Liu, Tong, Ding and Wang.