相乗的光熱放射線療法のためのデュアルモダリティ治療薬としての腫瘍標的化および生体適合性MoSe2Nanodots @アルブミンナノスフェア

要約

複数の腫瘍治療機能を1つのナノプラットフォームに統合することは、近年の新しい腫瘍治療戦略です。ここでは、セレン化モリブデンナノドット（MoSe ₂ ND）およびウシ血清アルブミン（BSA）で組み立てられたナノスフェア（MoSe ₂ @BSA NSs）は正常に合成されました。ポリエチレングリコール（PEG）「ブリッジ」を介して葉酸（FA）分子を結合させた後、FA-MoSe ₂ @BSANSには腫瘍ターゲティング機能が搭載されていました。 BSAとPEGの変更により、不安定なMoSe ₂が提供されました。優れた生理学的安定性を備えたND。最終製品のFA-MoSe ₂以降 @BSA NSは、強力な近赤外（NIR）およびX線吸収特性を備えており、優れた光熱安定性と放射線増感能力を備えた優れた光熱特性を示したため、光熱放射線治療薬として検討されました。インビトロおよびインビボ実験は、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、非常に効率的な腫瘍標的効果、優れた生体適合性、および相乗的な光熱放射線療法効果を備えていました。この作業は、そのような生体適合性のあるFA-MoSe ₂ @BSA NSは、併用腫瘍治療で使用するための有望な多機能デュアルモダリティ腫瘍治療薬である可能性があります。

背景

世界的に、乳がんは女性の発生率が非常に高く、生存率が低く、転移と再発の割合が高いことで有名です[1,2,3]。外科的切除、放射線療法（RT）、および化学療法は、これらの療法には欠点がありますが、実際には一般的に使用される治療戦略です[4]。 RTは非常に効果的な治療法ですが、正常組織にも有害です。 RTは、その有害な影響を減らしながら、治療効果を高めるために探求されてきました。 RTは、電離放射線（γ線、X線など）を使用して、水分子を反応性フリーラジカルにイオン化し、深部領域でも癌細胞のDNAに局所的に損傷を与えます[5]。腫瘍の微小環境は低酸素状態であると報告されているため、これはRTの主要な障害の1つと見なされていました[6、7]。これらの不利な点を考えると、RTを他のモダリティ治療戦略と組み合わせると、治療効果を増強するのに効率的であると報告されました。今日まで、光熱療法（PTT）は、副作用が少なく、特異性が高く、正常組織への副作用が最小限であるため、低侵襲性の癌治療として広く研究されてきました[8、9、10、11、12、13、14、15 ]。しかし、特にアクセスできない腫瘍では腫瘍抑制が不完全であり、腫瘍の再発を引き起こす可能性があるため、PTTだけでは不十分なことがよくあります[16、17、18]。興味深いことに、PTTは、近赤外線（NIR）によって誘発される温熱療法によって腫瘍内の血液循環が増加し、続いて腫瘍微小環境での酸素の利用可能性が増加し、細胞がRTに対してより敏感になることが報告されました[19、20、21]。 RTとPTTを組み合わせると、両方の利点を組み合わせることができます。これは、癌の治療結果を改善するために望ましいことです。

最近、MoS ₂などの2次元（2D）層状遷移金属ジカルコゲナイド（TMD）、WS ₂ 、ReS ₂ などは、その物理的性質により、PTTまたはRTの有効性を高めるためのNIR吸着剤または放射線増感剤として使用されてきました[7、19、21]。シェンと共著者は、均一な極薄ReS ₂のボトムアップ準備を報告しました画像誘導の非常に効果的なPTTおよびRT用のナノシート[21]。これらのTMDに加えて、セレン化モリブデン（MoSe ₂ ）PTT用のNIR光熱変換器として報告されています[22、23]。 PTTだけでも欠点があるため、MoSe ₂を利用する理由は他にもあります。より良い癌治療のための放射線感作のような特性。

この作業では、最初に超小型のMoSe ₂を準備しました。ナノドットは、ウシ血清アルブミン（BSA）と一緒にナノスフェア（NS）に組み立てられ、最終的にポリエチレングリコール（PEG）「ブリッジ」を介して腫瘍標的分子の葉酸（FA）と結合しました。優れた光熱効果に加えて、得られたFA-MoSe ₂ @BSA NSは、優れた放射線増感特性を持っていることがわかりました。 BSAの変更により、MoSe ₂が付与されました。優れた生理学的安定性と生体適合性を備えたナノドット（ND）。 invitroおよびinvivo実験により、FA-MoSe ₂ @BSA NSは優れた腫瘍標的効果を示し、同時にNIR光熱剤および放射線増感剤として機能し、健康組織に毒性のない相乗的な光熱放射線療法を行いました。

メソッド

資料

FA-PEG ₅₀₀₀ -NHSおよびCH ₃ -PEG ₅₀₀₀ -NHSはShanghaiPonsureBiotechから入手しました。 Co. Ltd.フルオレセインイソチオシアネート（FITC）、ウシ血清アルブミン（BSA、精製≥98.0％）、バルクMoSe ₂ 粉末、およびカルセイン-AM（CA）-ヨウ化プロピジウム（PI）染色は、Sigma-Aldrich（セントルイス、ミズーリ州、米国）から購入しました。 4 '、6-ジアミジノ-2-フェニルインドール（DAPI）は、アラジン（上海、中国）から入手しました。細胞培養試薬はすべてコーニング社から提供されました。細胞計数キット-8（CCK-8）は同仁堂研究所（日本）から提供されました。 γ-H2AX抗体はMillipore（Temecula、CA）から提供されました。

FA-MoSe ₂の準備 @BSA NS

まず、一般的な手順では、50 mg MoSe ₂ 粉末を25mLの蒸留水に20分間攪拌しながら加え、チップ超音波処理（Scientz-IID、950 W、25 kHz）を使用して氷浴で超音波処理しました。超音波処理は、2秒間オンと3秒間オフでパルス化され、合計12時間の超音波処理時間で70％の振幅が得られました。その後、混合物を6000rpmで25分間遠心分離しました。上清を回収し、12,000 rpmで30分間再度遠心分離し、MoSe ₂を生成しました。ナノドット（MoSe ₂ NDs）ソリューション。その後、25 mgのBSA粉末をわずかに攪拌しながら上記の上清に添加し、25°C、pH =7.4で6時間攪拌した後、硬化したコアセルベートを形成し、0.5％グルタルアルデヒド（250μL）で架橋して処理しました。その後、水中で1日間透析することによりグルタルアルデヒドを除去し、MoSe ₂を生成しました。 @BSAナノスフェア（MoSe ₂ @BSA NS）。次に、MoSe ₂ @BSAナノスフェアは2つの部分に分割され、1つはFA-PEG ₅₀₀₀と混合されます -NHS（8 mg）、もう1つはCH ₃と混合されました -PEG ₅₀₀₀ -NHS（8 mg）溶液を加え、2時間攪拌します。最後に、溶液を水中で透析して、精製されたFA-MoSe ₂を得た。 @BSANSとMoSe ₂ @BSANSソリューション。調製した溶液は4℃で保存しました。さらに、UV-VIS分光計を使用して、FA-MoSe ₂上のFAを定量化しました。 @BSANS。詳細には、MoSe ₂を混合した後 @BSAナノスフェアとFA-PEG ₅₀₀₀ -NHS（8 mg）で2時間反応させた後、混合物を遠心分離して、結合していないFAを除去しました。吸収検出のために上澄みを集めた。 FA濃度は、FA吸収ピーク波長（280 nm）でUV-vis分光計によって検出されました。 FAカプセル化効率（EE）は、次の式で説明されているように計算されました。

$$ \ mathrm {EE} \ \ left（\％\ right）=\ frac {{\ mathrm {FA}} _ {\ mathrm {total}}-{\ mathrm {FA}} _ {\ mathrm {unloaded} }} {{\ mathrm {FA}} _ {\ mathrm {total}}} \ times 100 \％$$

FA-MoSe ₂の特性 @BSA NS

サンプルの形態は、透過型電子顕微鏡（TEM、JEOL JEM2011、東京、日本）および走査型電子顕微鏡（SEM、日立FE-SEM S-9300、Janpan）によって観察された。サイズとゼータ電位に合わせて、ゼータサイザー（Nano ZS、Malvern Instruments Ltd.、英国）を使用しました。紫外可視（UV-Vis）吸収スペクトルは、UV2550紫外可視分光光度計（島津製作所、京都、日本）で記録されました。フーリエ変換赤外（FTIR）スペクトルは、FTIR分光計（BRUKER VERTEX 70、ドイツ、エットリンゲン）によって検出されました。ナノスフェアの粉末X線回折（XRD）は、X線回折計（Seifert Jso-Debyerex-2002、ドイツ）によって記録されました。細胞および組織中のMoの含有量は、誘導結合プラズマ原子発光分析（ICP-AES、日立P4010、日本）によって測定されました。 NIR照射中、熱電対温度計（Fluke、USA）を使用して、30秒ごとに温度の変化を記録しました。

細胞培養と細胞取り込み

マウス乳腺腫瘍4T1細胞は、アメリカンタイプカルチャーコレクション（ATCC）から購入し、10％FBSおよび1％ペニシリン-ストレプトマイシンを添加したDMEM培地で、37°C、5％CO ₂で培養しました。。

細胞への取り込みについては、FITCを使用して物理的吸収を通じてNSにラベルを付けました。 4T1細胞を6ウェルプレートのスライドガラスに接着させ、遊離FITC、MoSe ₂とともにインキュベートしました。 @ BSA NS、FA-MoSe ₂ @BSA NSs + FA、およびFA-MoSe ₂ 同じ濃度のFITC（0.05 mg / mL）でそれぞれ3時間@BSANS。次に、細胞をPBSで3回洗浄し、0.2 mLのグルタルアルデヒドで固定した後、DAPIで10分間染色しました。細胞の蛍光画像は、レーザー走査型顕微鏡を使用してキャプチャされました。細胞への取り込みをさらに観察するために、4T1細胞（2×10 ⁵ 細胞/ウェル）を6ウェル細胞培養プレートで24時間培養した後、MoSe ₂とインキュベートしました。 @ BSA NS、FA-MoSe ₂ @BSA NSs + FA、およびFA-MoSe ₂ @BSANSをさらに3時間。その後、処理した細胞をPBSで3回穏やかに洗浄し、ホモジナイズし、1mLの王水で4時間処理しました。 ICP-AESを使用して、セル内のMo含有量を検出しました。取り込み率=\（\ frac {\ mathrm {Ma}} {\ mathrm {Mb}} \）×100％、ここでMaはセル内のMoの質量、Mbは追加されたMoの合計の質量です。

インビトロ生体適合性

まず、健康マウスの全血を採取して、FA-MoSe ₂のinvitro溶血を検出しました。 @BSANS。詳細には、赤血球（RBC）は遠心分離によって収集されました。上清を捨て、採取した赤血球をFA-MoSe ₂と混合しました。 @BSA NS（PBS中、1：4）を所定の濃度（50μg/ mL、100μg/ mL、150μg/ mL、200μg/ mL、および400μg/ mL）で。ポジティブまたはネガティブコントロールとして、RBCを脱イオン水またはPBSとともにインキュベートしました。 37°Cで1時間インキュベートした後、上記の懸濁液のセットを遠心分離し（10,000 rpm、1分）、541nmでの上清の吸光度をUV-Vis分光計でモニターしました。溶血率は次の式を使用して計算されました。

$$ \ mathrm {HR} \ \ left（\％\ right）=\ frac {\ {A} _t- {A} _ {nc}} {A_ {pc}-{A} _ {nc}} \ times 100 \％$$

ここで A _t 、 A _pc 、および A _nc は、テストサンプルの541 nmでの上清の吸光度であり、それぞれポジティブコントロールとネガティブコントロールです。

さらに、MoSe ₂の細胞毒性 @BSANSおよびFA-MoSe ₂ @BSA NSは、標準のCCK-8アッセイによって検出されました。 4T1セル（1×10 ⁵ 細胞/mL、0.5 mL）を96ウェルプレートに播種し、24時間培養しました。古いメディアを廃棄した後、0.01、0.1、0.15、0.3、および0.4 mg / mLのMoSe ₂を含む新しいメディア @BSANSおよびFA-MoSe ₂ @BSANSを4T1細胞と24時間インキュベートしました。 PBSを使用して細胞を3回穏やかに洗浄した。次に、100μLのCCK-8ワーキング溶液（10％CCK-8 + 90％DMEM）を各ウェルに加え、37°Cで1時間インキュベートしました。マイクロプレートリーダー（Labtech、Inc。、ノースカロライナ州ダーラム）を使用して、450nmでの吸光度値を検出しました。

インビトロ光熱放射線療法

最初に、NSのinvitro光熱性能を調査した。 MoSe ₂ @BSANSおよびFA-MoSe ₂ 同じMo濃度の@BSANSを、細胞で3時間培養した後、NIR照射で5分間照射しました（808 nm、1 W / cm ² ）。各ウェルで処理された細胞の温度は、それぞれ赤外線サーマルカメラ（Fluke TI25、USA）で検出されました。

次に、in vitro光熱治療のために、付着した4T1細胞を異なる濃度のMoSe ₂で培養しました。 @BSANSおよびFA-MoSe ₂ @BSANSを3時間。セルの外側のNSは削除されました。次に、細胞をNIR（808 nm、1 W / cm ² ）の有無にかかわらず処理しました。、5分）およびさまざまな線量のX線照射（RT、0〜5 Gy、0.084 Gy / s）。さらに24時間培養した後、標準的なCCK-8アッセイで細胞生存率を検出しました。上記の処理細胞をさらにカルセイン-AM / PIで共染色して生細胞と死細胞を検出し、共焦点レーザー走査顕微鏡（カルセイン-AM：Ex =488 nm、Em =515 nm; PI：Ex =535 nm、Em =617 nm）。さらに、処理された細胞は、γ-H2AX免疫蛍光によっても分析された。上記の処理後、細胞を4％パラホルムアルデヒドで10分間固定し、メタノールで-20°Cで15分間透過処理し、PBSで洗浄しました。その後、細胞をブロッキングバッファー（PBS溶液中の1％BSA）と25°Cで1時間混合し、さらに抗リン酸化ヒストンγ-H2AXマウスモノクローナル抗体（希釈率1：500）と4°で一晩インキュベートしました。 C。 PBSで洗浄した後、細胞の蛍光を共焦点レーザー走査型顕微鏡で観察しました。

動物モデル

Balb / cヌードマウス（5〜8週齢）は、チャールズリバーラボラトリーズ（北京、中国）から提供されました。動物の4T1腫瘍モデルを確立するには、150μLの10 ⁶ 懸濁細胞をマウスの背中に皮下注射した。マウスは動物室で飼育され、2日ごとに観察されました。この研究におけるすべての福祉および実験手順は、国立保健省の方針に従って実施され、商丘市の第一人民病院の倫理委員会によって承認されました。腫瘍の体積が100mmに達したとき³ 、マウスをinvivo実験に適用しました。

InVivo生体内分布と血液循環

NSの全身生体内分布は、4T1担癌マウスで調査されました。 MoSe ₂の静脈内注射の1時間後、1日後、7日後、および24日後 @BSANSおよびFA-MoSe ₂ @BSA（10 mg / kg）、腫瘍および主要臓器（心臓、肝臓、脾臓、肺、腎臓）の重さを量り、王水溶液で12時間消化しました。これらの組織のMoおよびSe含有量は、ICP-AESによって分析されました。さらに、健康なBalb / cマウスにFA-MoSe ₂を静脈内注射しました。 @BSA（10 mg / kg）。マウスの尾から約10μLの血液を収集し、ICP-AESで血液循環を分析しました。

InVivo光熱放射線療法

インビボ光熱放射線療法の場合、担癌マウス（ n =グループあたり5）PBS + NIR、PBS + RT、MoSe ₂で処理 @BSA NSs + NIR + RT、FA-MoSe ₂ @BSA NSs + RT、FA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR、およびFA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR + RT（5 mg / kgのMoSe ₂ ）。放射線治療の線量は5Gyでした。注射後24時間の静脈内投与で、腫瘍領域に5分間のNIR照射（808 nm、1 W / cm ² ）を照射しました。）。照射中、マウスの熱画像は赤外線サーマルカメラによって記録されました。次の30日間、腫瘍の長さと幅を4日ごとに監視しました。相対腫瘍体積は V として計算されました / V ₀ 、ここで V ₀ 治療開始時の腫瘍体積を表します。その間、各マウスの体重も4日ごとに監視されました。

InVivo生体適合性

in vivo生体適合性のために、150μLのFA-MoSe ₂ @BSA NS（15 mg / kg）を健康なBalb / cヌードマウスに静脈内注射しました。注射前と30日後に、白血球（WBC）、赤血球（RBC）、ヘモグロビン（HGB）、平均赤血球容積（MPV）、平均赤血球ヘモグロビン（MCH）、ヘマトクリット（HCT）、平均赤血球ヘモグロビン濃度（MCHC）、平均赤血球容積（MCV）、および血小板（PLT）。同時に、マウスを犠牲にし、心臓、肝臓、脾臓、肺、および腎臓を収集した。得られた臓器を4％パラホルムアルデヒドで固定し、5 µmスライスに切断し、ヘマトキシリンおよびエオシン（H＆E）で染色しました。染色された切片はデジタル顕微鏡で画像化されました。

統計分析

データは平均±SDとして示されました。両側の学生の t テストは、2つのグループの統計的有意性を分析するために使用されました。 * P の場合、違いは重要であると見なされました <0.05および ** P で非常に重要 <0.01。

結果と考察

FA-MoSe ₂の準備と特性評価 @BSA NS

FA-MoSe ₂の準備手順 @BSANSは図1aに示されています。簡単に言うと、不安定なMoSe ₂ ナノドットはバルクMoSe ₂から調製されました超音波処理下で、BSAタンパク質によって安定化および組み立てられ、PEG「ブリッジ」を介して標的分子FAに同時に結合します。準備されたMoSe ₂ NDは、TEMで観察されたように、超小型のナノドットでした（図1b）。 MoSe ₂のXRDパターン NDは、追加ファイル1：図S1に示されています。 13.1°の回折ピークは（002）面に属し、バルクMoSe ₂のピーク位置と一致します。。明確な（002）ピークは、MoSe ₂のc軸に数層が存在することを示しています。 ND。 MoSe ₂の（100）面の回折ピーク NDは、バルクMoSe ₂と比較して大幅に広がります。、MoSe ₂のサイズ縮小に起因する可能性があります ND [23]。組み立てとBSAタンパク質およびFAとの結合に続いて、ナノコンポジットは球形の粒子を形成しました（図1c）。 FTIRスペクトルは、FA-MoSe ₂に–CONH-結合が存在することを示しました。 @BSA NS、FAがMoSe ₂に結合した可能性が高いことを示しますエステル結合を介して（追加ファイル1：図S2）。さらに、FA-MoSe ₂でFAを定量化しました。 @BSAナノスフェア、10.5±0.11％でした。 DLS分析により、MoSe ₂の平均直径が明らかになりました。 NDとFA-MoSe ₂ @BSANSはそれぞれ約3.8nmと139.8nmでした（図1d）。 7日間の保存後、MoSe ₂のサイズ NDは3.8nmから63.2nmに増加しましたが、FA-MoSe ₂ @BSA NSはサイズに明らかな変化を示さず（図1e）、MoSe ₂の凝集と低い安定性を示しています。長期保管中のND。さらに、水、PBS、細胞培地などのさまざまな培地に分散させると、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、同様のサイズ分布を示しました（図1f）。これらの結果は、FA-MoSe ₂を示しています。 @BSA NSは生理学的条件で安定しており、MoSe ₂の安定性が向上しています。 NDは、BSAアセンブリとPEGコーティングに起因する可能性があります[24、25]。図1gに示すように、MoSe ₂の紫外可視（UV-Vis）スペクトル NDとFA-MoSe ₂ @BSA NSは同様に高いNIR吸光度特性を示し、BSAおよびFAの変更がMoSe ₂の吸光度に影響を与えなかったことを示しています。。

FA-MoSe ₂の光熱効果 @BSA NS

図2aは、FA-MoSe ₂の温度を示しています。 @BSA NSs溶液は、濃度の増加（0〜200μg / mL）とともに増加しました。 NIR照射後（808 nm、1 W / cm ² ）5分間、FA-MoSe ₂の温度変化 200μg/ mLの@BSANSs溶液は約41°Cに達しましたが、同じ条件下で純水の温度は約1.5°Cしか上昇しませんでした。また、FA-MoSe ₂の温度変化異なる電力強度（0.5〜2.0 W / cm ² で照射された@BSA NS ）5分間も記録されました。図2bに示すように、レーザー出力強度の増加に伴い、温度は最大40.6°Cまで上昇しました。図2cは、FA-MoSe ₂の光安定性を示しています @BSA NS、つまりFA-MoSe ₂ @BSA NSは、3サイクルのNIR照射後、温度上昇を減衰させることなく、優れた光熱効果を維持しました。これらの結果は、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、優れた光安定性と優れた光熱特性を備えていました。図2dに示すように、FA-MoSe ₂のハウンズフィールド単位（HU）値コンピュータ断層撮影（CT）で得られた@BSA NSs画像は、それらの濃度と正の相関があり、NSsが放射線増感剤として使用できる可能性があることを示しています。

細胞への取り込みとinvitro生体適合性

細胞への取り込みを評価するには、MoSe ₂ @BSANSおよびFA-MoSe ₂ @BSANSはFITCによってラベル付けされました。図3aに示すように、FA-MoSe ₂の細胞質内では、はるかに強いFITC蛍光が観察されました。 @BSANSで処理された細胞とMoSe ₂の細胞の比較 @ BSANS-および無料のFITC処理細胞。 ICP-AES定量分析は、FA-MoSe ₂のより高い細胞取り込みを示しました @BSANSはMoSe ₂より @BSA NS（図3b）。これらの結果は、FAがFA-MoSe ₂の細胞取り込みを増強したことを示しています。 @BSANS。興味深いことに、FAブロッキングの後、FA-MoSe ₂ @BSA NSs処理細胞は、FAブロッキングなしの細胞と比較して、細胞質内で弱い緑色のFITC蛍光を示しました。対応して、FA-MoSe ₂の細胞取り込み率 @BSA NS + FA処理細胞は、FA-MoSe ₂よりも少ない @BSANSで処理された細胞。これは、細胞膜上のFA受容体が（遊離FAによって）妨害され、FA-MoSe ₂のターゲティング能力とアクセス可能性が低下することを示しています。 @BSANS。さらに、FA受容体が4T1細胞で過剰発現し、FA-MoSe2 @ BSANSがおそらく受容体を介したエンドサイトーシス経路を介して細胞に侵入することを示しています[26、27]。

NSのinvitro生体適合性は、溶血および細胞毒性分析によって評価されました。図4aは、FA-MoSe ₂の明らかな溶血を示していません。 @BSA NSで処理された赤血球（RBC）またはPBSで処理されたRBC。さらに、最大0.4 mg / mLのMoSe ₂の濃度の場合 @BSANSおよびFA-MoSe ₂ @BSA NSを細胞と24時間インキュベートしたところ、生存率の抑制は10％未満でした。これらの結果は、FA-MoSe ₂ @BSANSはinvitroでの生体適合性に優れています。

インビトロ光熱放射線療法

図5a、bに示すように、FA-MoSe ₂で処理された細胞 @BSA NSは、5分間のNIR照射（808 nm、1 W / cm ² ）後に最高の温度上昇（ΔT=23.6°C）を示しました。）MoSe ₂と比較 @BSANSsおよびPBSで処理された細胞。図5cは、FA-MoSe ₂の追加によるRTの有効性の向上を示しています。 @BSANS。 X線線量の増加に伴い、FA-MoSe ₂のRT効果 @BSA NSは、MoSe ₂よりもはるかに改善されました @BSANS。 FA-MoSe ₂ @BSA NSは、おそらく腫瘍細胞内にX線放射エネルギーを集中させて二次オージェ電子を生成し、DNA損傷と細胞増殖の抑制をもたらすX線減衰能力のために、放射線治療効果を高める可能性があります[28、29]。 / P>

RTとPTTの併用治療効果をさらに評価するために、4T1細胞をNIRまたはRT、FA-MoSe ₂のみで処理しました。 @BSA NSs + RT、FA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR、またはFA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR + RT。図5dに示すように、FA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR + RT治療群は、92.8％の抑制率で、最も有意な濃度依存性細胞死を示しました。 FA-MoSe ₂の優れた治療効果 @BSA NSは、（1）FA-MoSe ₂のRTによるPTTおよびDNA損傷の光熱アブレーションが原因である可能性があります。 @BSA NS、および（2）FAターゲティングは、FA-MoSe ₂の細胞内在化を強化しました @BSA NS、したがって細胞を殺すためのより多くの熱とX線の生成。

図6aに示すように、PBS + NIRおよびPBS + RTコントロールグループでは死細胞はほとんど観察されませんでした。 FA-MoSe ₂で死んだ細胞が見つかったとしても @BSA NSs + RTまたはFA-MoSe ₂ @BSA NS + NIRグループですが、生細胞はまだ存在していました。逆に、FA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR + RTグループでは、95％以上の細胞が損傷し、赤色の蛍光を示しました。これは、FA-MoSe ₂のRTとPTTの組み合わせを示しています。 @BSANSは治療効率を高める可能性があります。

FA-MoSe ₂以降 @BSA NSはX線吸収が高いため、RTを向上させる機能がある可能性があります。図6bに示すように、PBS処理グループ、FA-MoSe ₂では、非常に低レベルのγ-H2AXシグナルが観察されました。 @BSA NSのみ、およびFA-MoSe ₂ @BSA NS + NIR処理グループ。一方、FA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR + RT処理グループは、より高いレベルのγ-H2AXシグナルを示し、細胞核内のより重大なDNA損傷を示しています。これらの結果は、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、X線減衰能力に起因するRT効果を強化する可能性があります。これにより、X線放射エネルギーが腫瘍細胞内に集中し、二次電子とオージェ電子が生成されてDNA損傷と細胞増殖の抑制が引き起こされます[30–32]。 P>

InVivo生体内分布と血液循環

図7a、bに示すように、注射後24時間で、肝臓と腎臓を除いて、MoとSeの元素が腫瘍に蓄積しました。 MoSe ₂の注射後の腫瘍組織中のMo元素の含有量 @BSANSおよびFA-MoSe ₂ @BSANSも評価されました。図7cに示すように、FA-MoSe ₂の腫瘍組織のMoレベル @BSA NSs治療群は時間とともに増加し、注射後24時間でピークに達しました。これは、MoSe ₂よりも高かったです。 @BSANSs治療群。図7dは、FA-MoSe ₂の注入後のさまざまな時点でのMoの血液循環曲線を示しています。 @BSANS。 Mo t _1/2 α（血液分布半減期）および t _1/2 FA-MoSe ₂のβ（血液終末消失半減期） @BSANSグループはそれぞれ0.91±0.06hと16.96±1.3hです。これらの結果は、（1）PEGおよびBSA修飾によって促進される血液循環の延長[24、33]、（2）細網内皮系によるナノ粒子のマクロファージクリアランスの減少[34、35]、および（3）腫瘍ターゲティング効果の促進によるものと思われます。 FA修飾とそれに続く腫瘍組織への蓄積による。 FA-MoSe ₂の腫瘍最適蓄積時間 @BSA NSは、生体内の光熱放射線療法を導くことができます。

InVivo光熱放射線療法

図8a、bに示すように、NIR照射下の腫瘍領域の温度（5分、1 W / cm ² ）FA-MoSe ₂の注入後24時間で約22.1°Cの上昇を示しました @BSA NS、PBS-またはMoSe ₂のNSと比較 @BSANSで処理されたグループ。これは、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、invivoで優れた光熱効果を発揮します。図8cに示すように、30日間の治療期間中、コントロールまたは治療したBalb / cマウスのいずれにも明確な体重変化は観察されませんでした。これは、治療がこれらのマウスの健康に影響を与えなかったことを示しています。次に、4T1担癌マウスをランダムに6つのグループに分けました。グループ1：NIR;グループ2：RT;グループ3：FA-MoSe ₂ @BSA NSs + RT;グループ4：FA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR;グループ5：MoSe ₂ @BSA NSs + NIR + RT;グループ6：FA-MoSe ₂ @BSA NSs + NIR + RT。次に、5 mg / kgのMoSe ₂ すべてのグループで使用されました。放射線治療の線量は5Gyで、線量率は0.084 Gy / sです。注射後24時間の静脈内投与で、腫瘍領域に5分間のNIR照射（808 nm、1 W / cm ² ）を照射しました。）。その後、腫瘍の大きさを注意深く監視しました（図8d）。他のグループと比較して、FA-MoSe ₂との光熱放射線療法の併用後、グループ6で最も顕著な腫瘍増殖阻害が観察されました。 @BSA NS、FA-MoSe ₂によって提供されるPTT単独またはRT単独と比較して、明らかな相乗的治療結果を達成 @BSA NS（図8d）。

InVivo生体適合性

インビボ生物医学的応用のための一種のナノエージェントとして、それらの潜在的な毒性副作用は常に特別な注意を必要とするものです。図8cのさまざまな治療後のさまざまなグループのマウスの体重データに加えて、FA-MoSe _{2 > @BSANS。図9aのH＆E染色を使用して示されているように、FA-MoSe ₂では、主要な臓器（心臓、肝臓、脾臓、肺、腎臓）に明らかな病理組織の損傷や異常は観察されませんでした。 @BSANSで処理されたマウス。さらに、図9bに示すように、FA-MoSe ₂のWBC、RBC、HGB、MCH、HCT、MCHC、MCV、およびPLTのパラメーター @BSANSで処理されたマウスは正常範囲内でした。これらの結果は、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、毒性が低く、生体適合性に優れています。}

結論

要約すると、MoSe2 NDは最初に超音波処理によって調製され、MoSe ₂ その後、@ BSAナノスフェアは、単純なBSA自己組織化法によって正常に合成されました。 BSA表面は、FA分子を容易に結合する豊富な修飾可能な官能基を提供し、用途の広いFA-MoSe ₂の合成を可能にしました。優れた生理学的安定性と優れた腫瘍標的効果を示した@BSANS。 MoSe ₂の強力な放射線増感能力と高いNIR吸収による ND、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、NIRによって誘発される腫瘍切除のための光熱剤として使用でき、RTの有効性を高めるための放射線増感剤として機能します。 invitroおよびinvivo実験により、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、NIRおよびX線照射下で高い細胞毒性を示し、腫瘍を標的とした光熱放射線療法の併用で治療効果が著しく向上しました。最も重要なことは、FA-MoSe ₂ @BSA NSは、invitroおよびinvivoで優れた生体適合性を備えており、生物医学または診療所でのさらなる応用を促進します。したがって、上記のすべての望ましい特性を考慮すると、FA-MoSe ₂ 高度に統合された機能を備えた@BSANSは、癌治療への応用に有望です。