基于放大多柔比星负载聚天冬酰胺包裹氧化铁纳米颗粒活性氧的靶向化疗,ACS Applied Nano Materials

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基于放大多柔比星负载聚天冬酰胺包裹氧化铁纳米颗粒活性氧的靶向化疗
ACS Applied Nano Materials ( IF 5.3 ) Pub Date : 2022-05-12 , DOI: 10.1021/acsanm.2c01782
Minh Phuong Nguyen ₁ , Yuna Kim ₂ , Dongryeol Ryu ₂ , Dukjoon Kim ₁

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我们报告了一种创新的基于活性氧 (ROS) 的化疗机制，该机制使用多柔比星 (Dox) 负载的聚天冬酰胺 (PA) 封装的超顺磁性氧化铁纳米粒子 (SPIONs)。PA 封装 SPION (PA-SPION) 以创建平均直径为 152 nm 的生物相容性纳米载体。PA 与 Dox、生物素和 3-氨基-1,2,4-三唑 (3AT) 结合以在化疗中发挥不同的功能。因此，3AT 抑制内源性过氧化氢酶，生物素改善癌细胞的靶向和摄取，而 Dox 与铁离子一起，刺激外源性 ROS 的产生超过癌细胞的致死阈值。Dox 的荧光信号结果证实 PA-SPIONs 对 4T1 癌细胞具有很强的亲和力。由于腙键的 pH 敏感裂解功能，大约 80% 的 Dox 在癌细胞环境（pH ∼ 5）中释放。在体外细胞毒性方面，PA-SPIONs 对 4T1 细胞具有高度细胞毒性，细胞活力低于 50%。2',7'-二氯荧光素二乙酸盐试验证明了纳米载体的活性氧产生，而细胞凋亡试验证实了细胞死亡机制。在体内实验中，PA-SPIONs 抑制了肿瘤的生长速度，28 天后肿瘤体积比对照低 4.5 倍。还证明了 Dox 和 3AT 在肿瘤体积生长抑制中的个别作用。PA-SPION 被证明具有生物安全性和血液相容性。由于纳米载体证明了 4T1 癌细胞治疗的高效性，它可能为癌症靶向化疗的未来发展打开了大门。在体外细胞毒性方面，PA-SPIONs 对 4T1 细胞具有高度细胞毒性，细胞活力低于 50%。2',7'-二氯荧光素二乙酸盐试验证明了纳米载体的活性氧产生，而细胞凋亡试验证实了细胞死亡机制。在体内实验中，PA-SPIONs 抑制了肿瘤的生长速度，28 天后肿瘤体积比对照低 4.5 倍。还证明了 Dox 和 3AT 在肿瘤体积生长抑制中的个别作用。PA-SPION 被证明具有生物安全性和血液相容性。由于纳米载体证明了 4T1 癌细胞治疗的高效性，它可能为癌症靶向化疗的未来发展打开了大门。在体外细胞毒性方面，PA-SPIONs 对 4T1 细胞具有高度细胞毒性，细胞活力低于 50%。2',7'-二氯荧光素二乙酸盐试验证明了纳米载体的活性氧产生，而细胞凋亡试验证实了细胞死亡机制。在体内实验中，PA-SPIONs 抑制了肿瘤的生长速度，28 天后肿瘤体积比对照低 4.5 倍。还证明了 Dox 和 3AT 在肿瘤体积生长抑制中的个别作用。PA-SPION 被证明具有生物安全性和血液相容性。由于纳米载体证明了 4T1 癌细胞治疗的高效性，它可能为癌症靶向化疗的未来发展打开了大门。7'-二氯荧光素二乙酸盐试验证明了纳米载体的 ROS 产生，而细胞凋亡试验证实了细胞死亡机制。在体内实验中，PA-SPIONs 抑制了肿瘤的生长速度，28 天后肿瘤体积比对照低 4.5 倍。还证明了 Dox 和 3AT 在肿瘤体积生长抑制中的个别作用。PA-SPION 被证明具有生物安全性和血液相容性。由于纳米载体证明了 4T1 癌细胞治疗的高效性，它可能为癌症靶向化疗的未来发展打开了大门。7'-二氯荧光素二乙酸盐试验证明了纳米载体的 ROS 产生，而细胞凋亡试验证实了细胞死亡机制。在体内实验中，PA-SPIONs 抑制了肿瘤的生长速度，28 天后肿瘤体积比对照低 4.5 倍。还证明了 Dox 和 3AT 在肿瘤体积生长抑制中的个别作用。PA-SPION 被证明具有生物安全性和血液相容性。由于纳米载体证明了 4T1 癌细胞治疗的高效性，它可能为癌症靶向化疗的未来发展打开了大门。28 天后肿瘤体积比对照低 4.5 倍。还证明了 Dox 和 3AT 在肿瘤体积生长抑制中的个别作用。PA-SPION 被证明具有生物安全性和血液相容性。由于纳米载体证明了 4T1 癌细胞治疗的高效性，它可能为癌症靶向化疗的未来发展打开了大门。28 天后肿瘤体积比对照低 4.5 倍。还证明了 Dox 和 3AT 在肿瘤体积生长抑制中的个别作用。PA-SPION 被证明具有生物安全性和血液相容性。由于纳米载体证明了 4T1 癌细胞治疗的高效性，它可能为癌症靶向化疗的未来发展打开了大门。

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Targeted Chemotherapy Based on Amplifying the Reactive Oxygen Species of Doxorubicin-Loaded Polyaspartamide-Encapsulated Iron Oxide Nanoparticles

We report an innovative reactive oxygen species (ROS)-based chemotherapy mechanism using doxorubicin (Dox)-loaded polyaspartamide (PA)-encapsulated superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs). PA encapsulates SPIONs (PA-SPIONs) to create biocompatible nanocarriers with an average diameter of 152 nm. PA is conjugated with Dox, biotin, and 3-amino-1,2,4-triazole (3AT) to perform different functions in chemotherapy. As a result, 3AT inhibits endogenous catalase, biotin improves cancer cell targeting and uptake, and Dox, in conjunction with iron ions, stimulates exogenous ROS production above the lethal threshold of cancer cells. The fluorescence signal results from Dox confirm that PA-SPIONs have a great affinity for 4T1 cancer cells. Because of the pH-sensitive cleavage function of the hydrazone bond, approximately 80% of Dox is released in the cancer cell environment (pH ∼ 5). In in vitro cytotoxicity, PA-SPIONs are highly cytotoxic to 4T1 cells, with less than 50% cell viability. The 2′,7′-dichlorofluorescein diacetate test demonstrates the ROS production of the nanocarriers, while the cell apoptosis assay confirms the cell death mechanism. In an in vivo experiment, PA-SPIONs inhibited the tumor growth rate, with a tumor volume 4.5 times lower than that of the control after 28 days. The individual roles of Dox and 3AT in tumor volume growth inhibition are also demonstrated. PA-SPIONs are demonstrated for biosafety and blood compatibility. Because the nanocarriers demonstrate the high efficacy of 4T1 cancer cell treatment, it likely opens the door for future advancements in cancer-targeted chemotherapy.

更新日期：2022-05-12

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