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強化された磁気共鳴イメージングと腫瘍治療のためのオルサラジンナノ粒子のフリン媒介細胞内自己組織化
Furin-mediated intracellular self-assembly of olsalazine nanoparticles for enhanced magnetic resonance imaging and tumour therapy.
PMID: 31636420 PMCID: PMC6872935. DOI: 10.1038/s41563-019-0503-4.
抄録
イメージング剤や抗がん剤の腫瘍保持力を高めるために使用される戦略の中で、腫瘍特異的な酵素反応を経て細胞外への送出を防ぐプローブの合理的な設計があります。ここでは、抗がん剤オルサラジン（Olsa）を細胞貫通ペプチドRVRRに結合させた。生物学的に適合性のある縮合反応を利用して、単一のオルサ-RVRR分子は、腫瘍に関連する酵素フリンによって大きな細胞内ナノ粒子に自己組織化された。Olsa-RVRRとOlsaナノ粒子は、交換可能なOlsaヒドロキシルプロトンを利用した化学交換飽和移動磁気共鳴イメージングで容易に検出された。HCT116およびLoVoマウス異種移植片を用いたin vivo試験では、RVRRを用いない場合と比較して、OlsaCESTシグナルおよび抗腫瘍治療効果がそれぞれ6.5倍および5.2倍に増加し、イメージングシグナルと治療効果（腫瘍サイズの正常化）との間に優れた「熱力学的相関」（R=0.97）が見られた。このフリンを標的とした磁気共鳴イメージング検出可能なプラットフォームは、腫瘍の攻撃性、薬物蓄積、治療効果をイメージングする可能性を秘めている。
Among the strategies used for enhancement of tumour retention of imaging agents or anticancer drugs is the rational design of probes that undergo a tumour-specific enzymatic reaction preventing them from being pumped out of the cell. Here, the anticancer agent olsalazine (Olsa) was conjugated to the cell-penetrating peptide RVRR. Taking advantage of a biologically compatible condensation reaction, single Olsa-RVRR molecules were self-assembled into large intracellular nanoparticles by the tumour-associated enzyme furin. Both Olsa-RVRR and Olsa nanoparticles were readily detected with chemical exchange saturation transfer magnetic resonance imaging by virtue of exchangeable Olsa hydroxyl protons. In vivo studies using HCT116 and LoVo murine xenografts showed that the OlsaCEST signal and anti-tumour therapeutic effect were 6.5- and 5.2-fold increased, respectively, compared to Olsa without RVRR, with an excellent 'theranostic correlation' (R = 0.97) between the imaging signal and therapeutic response (normalized tumour size). This furin-targeted, magnetic resonance imaging-detectable platform has potential for imaging tumour aggressiveness, drug accumulation and therapeutic response.