磁気標的化コバルトナノワイヤを用いた抗がん剤治療と血管新生のための多機能治療システム

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Colloids Surf B Biointerfaces.2020 Jun;194:111217. S0927-7765(20)30573-7. doi: 10.1016/j.colsurfb.2020.111217.Epub 2020-06-27.

磁気標的化コバルトナノワイヤを用いた抗がん剤治療と血管新生のための多機能治療システム

Magnetic targeting cobalt nanowire-based multifunctional therapeutic system for anticancer treatment and angiogenesis.

Jiankui Zhao
Yunxiu Liu
Jiamin Sun
Huang Zhu
Yong Chen
Taosheng Dong
Rui Sang
Xiangyu Gao
Weizhong Yang
Yi Deng

PMID: 32622255 DOI: 10.1016/j.colsurfb.2020.111217.

抄録

抗がん剤治療効果や術後回復効果を向上させるためには、優れた抗がん剤治療効果に加えて、抗がん剤治療後の血管新生を促進する能力を有する新規抗がん剤治療システムが必要である。本研究では、コバルトナノワイヤー（CoNW）を用いた抗がん剤治療と血管新生を目的とした磁気標的型多機能抗がん剤治療システムを開発した。本研究では、コバルトナノワイヤーを用いた抗がん剤治療や血管新生を目的とした多機能抗がん剤治療システムの開発を行っています。また、薬物負荷・放出特性から、CoNWは静電相互作用によりドキソルビシン(DOX)と相互作用し、近赤外光(NIR)処理下で温度上昇に伴ってDOXを放出する複合体を形成することが明らかになった。また、DOXを担持したナノワイヤー(CoNWs-DOX)は、近赤外光照射下で、マウス乳癌細胞株(4T1)およびヒト骨肉腫細胞株(MG63)に対して有効な化学光熱相乗効果を発揮することが明らかになった。さらに、血管新生評価の結果、ナノワイヤーから放出されたコバルトイオンが、がん治療後の血管新生効果を有意に高めることが明らかになった。これらの結果は、本研究で構築した抗がん剤治療システムが、がん治療や術後回復のための多機能プラットフォームとして有望であることを示唆しています。

In order to improve the anticancer therapeutic efficacy and postoperative recovery efficacy, the novel anticancer therapeutic system should have the ability to promote angiogenesis after anticancer therapy besides the excellent anticancer therapeutic efficacy. We present herein a magnetic targeting multifunctional anticancer therapeutic system based on cobalt nanowires (CoNWs) for anticancer therapy and angiogenesis. Magnetic characterization shows that the CoNWs can be concentrated in desired locations under the external magnetic field, which is favorable for anticancer target therapy. Besides, drug loading/release characterization reveals that the CoNWs interact with doxorubicin (DOX) by electrostatic interaction, and accordingly form a composite which can release DOX with temperature increase under near-infrared light (NIR) treatment. And anticancer test reveals that the nanowires loaded with the DOX (CoNWs-DOX) can produce an effective chemo-photothermal synergistic therapeutic effect against murine breast cancer cell lines (4T1) and human osteosarcoma cell lines (MG63) under NIR treatment. Furthermore, angiogenesis assessment reveals that the released cobalt ion from the nanowires can significantly enhance the angiogenesis efficacy after cancer treatment. These results suggest that the constructed anticancer therapeutic system provides a promising multifunctional platform for cancer treatment and postoperative recovery.