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ドキソルビシンを担持したPEI不動態化蛍光カーボンドットをがん治療のための薬物送達システムとして開発
Doxorubicin-loaded fluorescent carbon dots with PEI passivation as a drug delivery system for cancer therapy.
PMID: 32671377 DOI: 10.1039/d0nr01236j.
抄録
本研究では、PEI不動態化CD（CD-PEI）とDOXの組み合わせから、カーボンドット（CD）-ポリエチレニミン（PEI）-ドキソルビシン（DOX）抗腫瘍剤複合体を作製することで、新規かつ効果的ながん治療戦略を報告した。CD-PEIは、グリセロールとPEI-25kの混合物のマイクロ波水熱炭素化により合成され、CDの合成と表面不動態化を同時に行うことができました。DOXは静電相互作用によりCD-PEIに担持された。その結果、選択的な薬物放出を向上させるだけでなく、薬物放出時間を延長し、腫瘍に対する殺傷効果を向上させることがわかった。遊離DOXと比較して、CD-PEI-DOX複合体は、肝がん細胞（MHCC-97LおよびHep3B細胞）に対してはより強い殺傷効果を示すが、正常肝細胞（L02）に対しては非常に低い殺傷効果を示す。また、DOX単独と比較して、CD-PEI-DOXナノ粒子は腫瘍細胞に局在する薬剤の量が多く、MHCC-97L細胞のアポトーシス率が高いため、効果的に腫瘍を抑制できることが研究で確認されています。in vivo実験では、CD-PEI-DOXの方が腫瘍の増殖をより強く抑制する効果があることが確認され、CD-PEI-DOXナノメディシンが腫瘍に対して抑制効果を有することが示されました。
In this work, we reported a novel and effective cancer treatment strategy by fabricating carbon dot (CD)-polyethylenimine (PEI)-doxorubicin (DOX) antitumor drug complexes from a combination of PEI-passivated CDs (CD-PEI) and DOX. CD-PEI was synthesized by the one-step microwave hydrothermal carbonization of a mixture of glycerol and PEI-25k, enabling simultaneous synthesis and surface passivation of CDs. DOX was loaded onto CD-PEI by electrostatic interactions. The results show that this system not only improves selective drug release but also prolongs the drug release time and improves the killing effect on tumors. Compared with free DOX, the CD-PEI-DOX complex has a stronger killing effect on liver cancer cells (MHCC-97L and Hep3B cells) but a very low killing effect on normal liver cells (L02). Studies have also confirmed that compared with DOX alone, CD-PEI-DOX nanoparticles can effectively inhibit tumors because of the larger amount of drugs localized in tumor cells and the higher apoptosis rate of MHCC-97L cells. In vivo experiments confirmed that CD-PEI-DOX has a stronger inhibitory effect on tumor growth, indicating that CD-PEI-DOX nanomedicine has inhibitory effects on tumors.