プロトン共役型葉酸トランスポーターを介したナノ粒子状シトクロムCのグリオーマ細胞への標的送達

Targeted Delivery of Nanoparticulate Cytochrome C into Glioma Cells Through the Proton-Coupled Folate Transporter.

• Yuriy V Kucheryavykh
• Josue Davila
• Jescelica Ortiz-Rivera
• Mikhael Inyushin
• Luis Almodovar
• Miguel Mayol
• Moraima Morales-Cruz
• Alejandra Cruz-Montañez
• Vanessa Barcelo-Bovea
• Kai Griebenow
• Lilia Y Kucheryavykh

抄録

本研究では、プロトン共役型葉酸トランスポーター（PCFT）を、いくつかのグリオーマへの薬物送達の標的化ルートとして同定しました。共焦点イメージング、定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（qRT-PCR）、およびPCFTに対するsmall interfering（siRNA）ノックダウンの技術を用いて、我々は、Gl261およびA172グリオーマ細胞は、U87および初代培養アストロサイトではなく、PCFTを発現しており、葉酸（FA）と共役したチトクロムc含有ナノ粒子（FA-Cyt c NP）の選択的な内部化を提供し、その後の細胞死をもたらすことを実証した。FA-Cyt c NPs（100μg/mL）は、アストロサイトでは細胞毒性効果がなかったが、PCFTの発現レベルに応じて、神経膠腫細胞で死を引き起こした。全細胞パッチクランプ記録により，FA-Cyt c NPs感受性グリオーマにおいてFA誘導膜電流が検出されたが，これはFA-Cyt c NPsの塗布と同様の方法でsiRNA PCFTノックダウンにより減少した．ヒト神経膠芽腫標本の分析は、神経膠芽腫の少なくとも25％がPCFTまたは葉酸受容体（FOLR1）のいずれかの上昇したレベルを発現していることを明らかにした。我々は、PCFTおよび/またはFOLR1の高発現を有するグリオーマを治療するための効率的な方法を開発するための出発点として、PCFTは一部のグリオーマへの薬剤の標的送達のためのメカニズムを提供すると結論付けた。

In this study, we identified the proton-coupled folate transporter (PCFT) as a route for targeted delivery of drugs to some gliomas. Using the techniques of confocal imaging, quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction (qRT-PCR), and small interfering (siRNA) knockdown against the PCFT, we demonstrated that Gl261 and A172 glioma cells, but not U87 and primary cultured astrocytes, express the PCFT, which provides selective internalization of folic acid (FA)-conjugated cytochrome c-containing nanoparticles (FA-Cyt c NPs), followed by cell death. The FA-Cyt c NPs (100 µg/mL), had no cytotoxic effects in astrocytes but caused death in glioma cells, according to their level of expression of PCFT. Whole-cell patch clamp recording revealed FA-induced membrane currents in FA-Cyt c NPs-sensitive gliomas, that were reduced by siRNA PCFT knockdown in a similar manner as by application of FA-Cyt c NPs, indicating that the PCFT is a route for internalization of FA-conjugated NPs in these glioma cells. Analysis of human glioblastoma specimens revealed that at least 25% of glioblastomas express elevated level of either PCFT or folate receptor (FOLR1). We conclude that the PCFT provides a mechanism for targeted delivery of drugs to some gliomas as a starting point for the development of efficient methods for treating gliomas with high expression of PCFT and/or FOLR1.