CKAP4-gekoppelde Silicium Kwantum Dot Micellen: Een Nieuw Gerichte Imaging Agent voor Longkanker

Samenvatting

Op dit moment zijn er verschillende fluorescente nanomaterialen ontworpen en gesynthetiseerd als optische contrastagenten voor chirurgische navigatie. Er zijn echter geen rapporten over de bereiding van fluorescente contrastagenten voor longkanker chirurgische navigatie met behulp van silicium kwantum dots (Si QDs). Deze studie verbeterde en wijzigde de water-dispergeerbare Si QD micellen gerapporteerd door Pi et al. om Si QD micellen-CKAP4 te bereiden. De data toonden aan dat de Si QD micellen-CKAP4 spherische deeltjes waren met een gemiddelde hydrodiameter van ongeveer 78,8 nm. UV-zichtbare absorptie van de Si QD micellen-CKAP4 vardeerde van 200 tot 500 nm. Met een excitatiegolflengte van 330 nm, werd sterke fluorescente bij 640 nm waargenomen in de fluorescentsemissiespectra. Laser confocal microscopie en fluorescentsmicroscopie assay toonden aan dat de Si QD micellen-CKAP4 goede targeteringsvaardigheid vertoonden naar longkankercellen en longkankerweefsels in vitro. De in vivo fluorescents-imaging assay toonde aan dat de Si QD micellen-CKAP4 gemetaboliseerd werd door de lever en geëxcreteerd door de nier. Daarnaast targette Si QD micellen-CKAP4 specifiek longkankerweefsel in vivo in vergelijking met gezond longweefsel. Cytotoxiciteit en hematoxyline en eosin kleuring assays toonden aan dat de Si QD micellen-CKAP4 hoge bioveiligheid vertoonden in vitro en in vivo. Si QD micellen-CKAP4 is een specifiek gerichte imaging agent voor longkanker en wordt verwacht een fluorescens contrastagent te zijn voor longkanker chirurgische navigatie in de toekomst.

Inleiding

Kanker is een van de grote ziekten die de menselijke gezondheid wereldwijd bedreigt. Daarunter rangeren de incidentie en sterfte van longkanker het hoogst onder alle maligne tumoren en tonen een stijgende trend elk jaar. Chirurgische resectie is de primaire behandeling voor solide tumoren. Echter, de methoden om maligne weefsels van gezonde weefsels te differentiëren, zijn voornamelijk beperkt tot tast- en visuele aanwijzingen en de ervaring van de chirurg.

In de afgelopen jaren is fluorescents-gegeleide chirurgie populair geworden in het onderzoeksveld in real-time intraoperatieve begeleiding voor tumorresectie. Met de hulp van een fluorescens contrastagent en fluorescents-imaging systeem, kunnen chirurgen real-time beeldbegeleiding gebruiken om de primaire tumoren te resecteren en residuele tumoren in de operatiekamer te identificeren. In vergelijking met traditionele biomedische imaging methoden, biedt fluorescents-imaging systeem diverse voordelen, zoals de afwezigheid van ioniserende straling en hoge ruimtelijke resolutie.

Op dit moment hebben onderzoekers diverse fluorescente nanomaterialen gerapporteerd voor biologische imaging. Onder hen zijn silicium kwantum dots (Si QDs) populair geworden in het veld van biologische imaging. Er zijn echter geen rapporten over de bereiding van fluorescente contrastagenten voor longkanker chirurgische navigatie met behulp van Si QDs.

In 2014 rapporteerde Pi et al. een synthesemethode voor nieuwe water-dispergeerbare Si QD micellen. De studiedata toonden aan dat Si QD micellen voordelen vertoonden waaronder controleerbare grootte, hoge fluorescents kwantumefficiëntie, en uitstekende lichtstabiliteit. Deze studie heeft als doel de water-oplosbare Si QD micellen gerapporteerd door Pi et al. te verbeteren en te wijzigen om een nieuwe fluorescens contrastagent te bereiden, die verwacht wordt te worden gebruikt als een fluorescens contrastagent voor navigatie in longkanker chirurgie in de toekomst.

In 2018 rapporteerde Yanagita et al. dat CKAP4 hoog tot expressie komt in het serum en kankerweefsels van longkankerpatiënten en het kan worden gebruikt als een nieuwe biomarker voor de vroege diagnose van longkanker. Daarom zouden CKAP4 antistof-geconjugeerde Si QD micellen een nieuwe fluorescens contrastagent kunnen zijn, die kan worden gebruikt als een fluorescens contrastagent voor navigatie in longkanker chirurgie.

In deze studie werd DSPE-PEG-COOH gebruikt om Si QD micellen met carboxylgroepen op hun oppervlakken te bereiden. Vervolgens conjugeren we de CKAP4 antistof met Si QD micellen met behulp van EDC. De resultaten toonden aan dat de Si QD micellen-CKAP4 goed dispergeerden in een waterige oplossing. De Si QD micellen-CKAP4 vertoonden sterke rode fluorescens onder ultraviolet lichtbestraling bij 365 nm. Door de conjugatie van antistof, toonden Si QD micellen-CKAP4 goede targeteringsvaardigheid naar longkankercellen en weefsels zowel in vitro als in vivo. Daarnaast vertoonden de Si QD micellen-CKAP4 hoge bioveiligheid zowel in vitro als in vivo. In deze studie bereidden we een potentiële fluorescens contrastagent voor navigatie in longkanker chirurgie.

Methoden

Reagentia

Rundserumalbumine (BSA) werd gekocht van Sigma (assay ≥ 98%; Missouri, VS); tetrahydrofuraan (THF) van Adamas-beta (zuiverheid: 99,9%; Basel, Zwitserland); DSPE-PEG-COOH van Aladdin (Shanghai, China); CKAP4 antistof van Abcam (0,55 mg/mL; Cambridge, VK); Dulbecco's modified eagle's medium (DMEM) en fosfaatbuffer gezouten (PBS) van Hyclone (Utah, VS); foetale runderserum (FBS) en trypsine van Gibco (New York, VS); paraformaledehyde (4%), immunekleuring permeabilisatiebuffer met Triton X-100 en blokkeringsbuffer voor immunekleuring van Beyotime (Shanghai, China); glycerine van Solarbio (zuiverheid ≥ 99%; Peking, China); en trypsine van Kingmorn (0,25%; Shanghai, China).

Instrumentatie

Transmissie elektronenmicroscopie (TEM) afbeeldingen werden genomen met behulp van JEM-2100F elektronenmicroscopie (JEOL, Tokyo, Japan). Hydrodiameter werd bepaald met behulp van JEM Zetasizer Nano-ZS90 (Malvern Instruments, Malvern, VK). UV-Vis absorptiespectra werden verkregen met behulp van Cary 50 spectrofotometer (Varian, Palo Alto, CA, VS). Fluorescentsemissiespectrum werd verkregen met behulp van F-182 4500 spectrofotometer (Hitachi Ltd., Tokyo, Japan). Röntgen foto-elektron spectroscopie (XPS) werd uitgevoerd met behulp van RBD-geüpgraded PHI-5000C ESCA systeem (Perkin Elmer, Waltham, MA, VS). Fotoluminescentie (PL) kwantumopbrengsten (QYs) werden geschat met behulp van fluorescents spectrometer (FLS1000, Edinburgh Instruments, Livingston, Engeland). Fourier transform infrarood spectroscopie (FTIR) werd uitgevoerd met behulp van Thermo IS50 (Thermo Fisher Scientific, Massachusetts, VS). Röntgen diffractie (XRD) werd getest door SmartLab (Rigaku Corporation, Tokyo, Japan).

Cellen

A549 en 293 T cellijnen werden gekocht van het Shanghai Institute of Cell Biology (Shanghai, China).

Bereiding van Si QD Micellen

Eerst werden dodecyl-Si QDs voorbereid door een hydrosylatie reactie en opgelost in THF om een dodecyl-Si QDs oplossing (15 mg/mL) te bereiden volgens een eerdere gerapporteerde methode. Vervolgens werd 20 mg DSPE-PEG-COOH opgelost en gemengd in 10 mL gedioniseerd water om DSPE-PEG-COOH oplossing (2 mg/mL, 10 mL) te bereiden. Vervolgens werd een dodecyl-Si QDs oplossing (15 mg/mL, 66 µL) langzaam aan een 10 mL DSPE-PEG-COOH oplossing druppelgewijs toegevoegd. Na ultrasoon agitatie gedurende 3 min, werd een heldere en transparante oplossing verkregen. De oplossing werd vervolgens in een rookkast geplaatst en 12 uur in het donker gerold. Vervolgens werd de oplossing 24 uur gedialyseerd en daarna 3 dagen vriesgedroogd om de Si QD micellen te verkrijgen.

Bereiding van Si QD Micellen-CKAP4

In deze studie werd CKAP4 antistof geconjugeerd met Si QD micellen door de carboxylgroep te activeren met EDC. De methode was als volgt: 4 mg van Si QD micellen werd gedispergeerd in 900 µL PBS om de Si QD micel oplossing te bereiden. EDC (10 mg) werd toegevoegd aan 100 µL PBS om de EDC oplossing te bereiden. Vervolgens werd 100 µL EDC oplossing langzaam toegevoegd aan 900 µL Si QD micellen, met ultrasoon agitatie gedurende 5 min. Verder werd 20 µL CKAP4 antistof langzaam toegevoegd, en de oplossingsmengsel werd 2 uur bij kamertemperatuur in het donker gerold. Het product werd vervolgens ultra-gefiltreerd bij 4000 toer/min gedurende 15 min. Na wassen met PBS drie keer, werd het product aangeduid als Si QD micellen-CKAP4.

Cytotoxiciteit Test

In deze studie werd trypaanblauw gebruikt om de bioveiligheid van de nanomaterialen te testen. De A549 en 293 T cellen werden geïncludeerd in 24-puttenplaat (1 × 10⁶/put) bij 37 °C gedurende 12 uur. Na weggooien van het medium, werd een reeks concentraties van Si QD micellen of Si QD micellen-CKAP4 (Si concentratie: 0–152 µg/mL) toegevoegd aan een 24-puttenplaat en geïncludeerd bij 37 °C gedurende 2 uur. Na weggooien van het medium, werden de cellen verzameld en tweemaal gewassen met PBS. Trypaanblauw werd gemengd met de celsuspensie in een verhouding van 1:1. Het aantal levende en dode cellen werd gedetecteerd en geregistreerd met behulp van Countstar. Cellevendbaarheid (%) = aantal levende cellen/(aantal levende cellen + aantal dode cellen) × 100. Drie biologische replicaten werden gebruikt. Prism software (versie 7.01; GraphPad Software, San Diego, CA, VS) werd gebruikt voor statistische analyse. De data werden geanalyseerd met behulp van two-way ANOVA met Dunnett's post test. Statistische significantie werd ingesteld op P < 0,05. *P < 0,05; **P < 0,01; en ***P < 0,001.

Nanomaterialen Target naar Longkankercellen In Vitro

De targeteringsvaardigheid van Si QD micellen en Si QD micellen-CKAP4 naar longkankercellen in vitro werd gedetecteerd als volgt: Eerst werden A549 cellen geïncludeerd in laser confocale schotels (3 × 10⁵ cellen/schotel) bij 37 °C gedurende 12 uur. Na weggooien van het medium, werden de cellen driemaal gewassen met PBS. Vervolgens werd 1 mL paraformaledehyde (4%) toegevoegd aan de cellen en geïncludeerd bij 25 °C gedurende 10 min. Na weggooien van de paraformaledehyde, werden de cellen gewassen met PBS drie keer. Vervolgens werd 1 mL immunekleuring permeabilisatiebuffer met Triton X-100 toegevoegd aan de cellen en geïncludeerd bij 25 °C gedurende 10 min. Na weggooien van de immunekleuring permeabilisatiebuffer met Triton X-100, werden cellen driemaal gewassen met PBS. Vervolgens werd 1 mL blokkeringsbuffer voor immunekleuring toegevoegd aan de cellen en geïncludeerd bij 25 °C gedurende 10 min. Na weggooien van de blokkeringsbuffer voor immunekleuring, werden cellen driemaal gewassen met PBS. Dan werd 200 µL Si QD micellen of Si QD micellen-CKAP4 (Si concentratie 150 μg/mL) toegevoegd aan de cellen en geïncludeerd bij 37 °C gedurende 2 uur. Na weggooien van de nanomaterialen, werden de cellen driemaal gewassen met PBS. Foto's werden genomen met behulp van een laser confocale microscoop (Leica, Wetzlar, Duitsland). Het excitatielicht was ingesteld op 405 nm, en de emissiegolflengte was ingesteld op 630 nm.

De targeteringsvaardigheid van Si QD micellen en Si QD micellen-CKAP4 naar normale cellen in vitro werd gedetecteerd als volgt: Eerst werden 293 T cellen verzameld in 1,5 mL Eppendorf buisjes bij een dichtheid van 1 × 10⁶ cellen/buisje. Na centrifugatie bij 1000 toer/min gedurende 5 min, werd het supernataat weggegooid. Vervolgens werd 1 mL paraformaledehyde (4%) toegevoegd aan de cellen en geïncludeerd bij kamertemperatuur gedurende 10 min. Na centrifugatie bij 1000 toer/min gedurende 5 min, werd het supernataat weggegooid. De cellen werden vervolgens driemaal gewassen met PBS. Dan werd 1 mL immunekleuring permeabilisatiebuffer met Triton X-100 toegevoegd aan de cellen en geïncludeerd bij 25 °C gedurende 10 min. De cellen werden vervolgens gecentrifugeerd bij 1000 toer/min gedurende 5 min. Na weggooien van het supernataat, werden de cellen driemaal gewassen met PBS. Vervolgens werd 1 mL blokkeringsbuffer voor immunekleuring toegevoegd aan de cellen en geïncludeerd bij 25 °C gedurende 10 min. De cellen werden vervolgens gecentrifugeerd bij 1000 toer/min gedurende 5 min. Na weggooien van het supernataat, werden de cellen driemaal gewassen met PBS. Vervolgens werd 200 µL Si QD micellen of Si QD micellen-CKAP4 (Si concentratie 150 μg/mL) toegevoegd aan de cellen en geïncludeerd bij 37 °C gedurende 2 uur. Na centrifugatie bij 1000 toer/min gedurende 5 min, werd het supernataat weggegooid en het sediment driemaal gewassen met PBS. De cellen werden geoogst en microscoopplaatjes werden voorbereid. Microscopie werd uitgevoerd met behulp van een laser confocale microscoop. Het excitatielicht was ingesteld op 405 nm, en de emissiegolflengte was ingesteld op 630 nm.

Drie onafhankelijke experimenten werden uitgevoerd. Kwantitatieve analyse van gemiddelde fluorescentsintensiteit werd uitgevoerd met behulp van ImageJ software (Bethesda, MD, VS). Prism software (versie 7.01) werd gebruikt voor statistische analyse. De data werden geanalyseerd met behulp van one-way ANOVA met Dunnett's post test. Statistische significantie werd ingesteld op P < 0,05. ***P < 0,001.

Tumor-Dragende Muizen Model

Tien mannelijke naakte muizen (5–6 weken oud) werden gekocht van Shanghai SLAC Laboratory Animal Co., Ltd. (Shanghai, China). Alle muizen werden gehuisvest onder specifieke pathogen vrije (SPF) omstandigheden bij het Experimenteel Dieren Centrum van Tongji Universiteit (Shanghai, China). Om het tumor-dragende muizenmodel te vestigen, werden muizen subcutaan geïnjiceerd met 1 × 10⁶ A549 cellen. Tumor-dragende muizen werden gebruikt in het experiment toen de tumordiameter 6 mm bereikte. Alle muizen experimenten werden uitgevoerd volgens institutionele richtlijnen en goedgekeurd door het Institutioneel Dier Gebruik en Zorg Comité van Tongji Universiteit.

Si QD Micellen-CKAP4 Targeting naar Longkanker Weefsels In Vitro

Tumor-dragende muizen werden gedood onder anesthesie. De tumor en normale longweefsels werden verzameld om paraffine coupes te bereiden. Na dehydratatie, antigeenherwinning, en serumblokkering, werden Si QD micellen of Si QD micellen-CKAP4 (Si concentratie 150 µg/mL) toegevoegd aan weefsels en geïncludeerd bij 37 °C gedurende 2 uur. Na weggooien van de nanomaterialen, werden de weefsels driemaal gewassen met PBS. De weefsels werden gekleurd met 4′, 6-diamidino-2-fenylin-dole (DAPI) gedurende 10 min. Na wassen drie keer met PBS, werd een antifade medium toegevoegd aan de weefsels en geïncludeerd bij 25 °C gedurende 5 min. Na weggooien van het antifade medium, werden de weefsels driemaal gewassen met PBS. Foto's werden genomen met behulp van een fluorescentsmicroscoop (Nikon, Tokyo, Japan) met een excitatiegolflengte van 405 nm en een emissiegolflengte van 630 nm. Drie onafhankelijke experimenten werden uitgevoerd. Een kwantitatieve analyse van de gemiddelde rode fluorescentsintensiteit werd uitgevoerd met behulp van ImageJ software. Prism software (versie 7.01) werd gebruikt voor statistische analyse. De data werden geanalyseerd met behulp van one-way ANOVA met Dunnett's post test. Statistische significantie werd ingesteld op P < 0,05. ***P < 0,001.

Fluorescents-Imaging In Vivo

In het experiment werden negen tumor-dragende muizen verdeeld in drie groepen (Si QD micellen-CKAP4 injectie groep, Si QD micellen injectie groep, en fysiologisch zout injectie groep). Muizen in de Si QD micellen-CKAP4 injectie groep werden intraveneus geïnjiceerd met 200 µL van Si QD micellen-CKAP4 (Si: 4 mg/kg). Muizen in de Si QD micel injectie groep werden intraveneus geïnjiceerd met 200 µL van Si QD micellen (Si: 4 mg/kg). Muizen in de fysiologisch zout injectie groep werden intraveneus geïnjiceerd met 200 µL fysiologisch zout. Fluorescentsafbeeldingen werden verkregen op verschillende tijdstippen (0, 0,25, 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, en 4 u). De significante fluorescentsignalen werden niet waargenomen in longkankerweefsels onder alle muizen in de drie groepen (data niet getoond). Dit kan zijn vanwege de zwakke fluorescentsdoordringing van de Si QD micellen-CKAP4 en Si QD micellen.

De muizen in de Si QD micellen-CKAP4 injectie groep werden geanesthetiseerd en gedood op 4 u om het fluorescentsignaal in hun hart, lever, milt, long, nier, en tumor te detecteren. Data toonden aan dat een significant fluorescentsignaal waargenomen kon worden in de lever, nier, en tumorweefsels. Echter, er was geen significant fluorescentsignaal in de hart, milt, of gezonde longweefsels (Fig. 6). Het significante fluorescentsignaal in de lever en nier gaf aan dat de Si QD micellen-CKAP4 gemetaboliseerd werd door de lever en geëxcreteerd door de nier. Daarnaast was het fluorescentsignaal in A549 tumorweefsels significant hoger dan dat in gezonde longweefsels. Dit fenomeen droeg bij aan de targeteringsvaardigheid van de Si QD micellen-CKAP4 naar longkankerweefsels. Deze resultaten geven aan dat Si QD micellen-CKAP4 specifiek longkankerweefsel target, wat verwacht wordt een fluorescens contrastagent te zijn voor longkanker chirurgische navigatie in de toekomst.

Bioveiligheid Evaluatie van Si QD Micellen-CKAP4 In Vivo

Ten slotte onderzochten we de acute toxiciteit van de Si QD micellen-CKAP4 in vivo. In deze studie werden tumor-dragende muizen (n = 12) intraveneus geïnjiceerd met fysiologisch zout (200 µL), Si QD micellen (Si: 4 mg/kg, 200 µL), of Si QD micellen-CKAP4 (Si: 4 mg/kg, 200 µL) en daarna 24 uur later gedood. H&E kleuringsafbeeldingen van het hart, lever, milt, longen, en nieren worden getoond in Fig. 7. In vergelijking met fysiologisch zout-geïnjiceerde muizen, waren er geen duidelijke pathologische veranderingen in de hoofdorganen van Si QD micellen-geïnjiceerde muizen en Si QD micellen-CKAP4-geïnjiceerde muizen. De bovengenoemde data gaven aan dat Si QD micellen (Si: 4 mg/kg) en Si QD micellen-CKAP4 (Si: 4 mg/kg) geen significante toxiciteit in vivo vertoonden.

Discussie

Op dit moment zijn er verschillende fluorescente nanomaterialen ontworpen en gesynthetiseerd als optische contrastagenten voor chirurgische navigatie. In 2020 bereidden On et al. fluoroforen [indocyanine groen (ICG) of cyanine 5.5 (Cy5.5)]-geconjugeerde glycol chitosaan nanodeeltjes (CNPs) als een fluorescens contrastagent in longkanker chirurgische navigatie. Er zijn echter geen rapporten over de bereiding van fluorescente contrastagenten voor longkanker chirurgische navigatie met behulp van Si QDs.

Deze studie synthetiseerde met succes Si QD micellen-CKAP4, wat de imaging van longkankerweefsels kon targeten. Si QD micellen-CKAP4 wordt verwacht te worden gebruikt als een optische contrastagent voor navigatie in longkanker chirurgie in de toekomst. De voordelen van Si QD micellen-CKAP4 zijn als volgt: (1) We synthetiseerden een fluorescens contrastagent voor longkanker chirurgische navigatie met behulp van Si QDs voor de eerste keer, wat de toolbox van de longkanker chirurgische navigatie tool bibliotheek uitbreidt. (2) Deze studie optimaliseerde water-dispergeerbare Si QD micellen gerapporteerd door Pi et al. om targeteringsvaardigheid toe te voegen aan Si QD micellen. Dus, het biedt een nieuwe mogelijkheid voor het toepassen van Si QDs in het biomedische veld. (3) Het principe van Si QD micellen-CKAP4 targeten longkanker is gebaseerd op de hoge expressie van CKAP4 proteïne in longkankerweefsel. Door de conjugatie van CKAP4 antistof, konden Si QD micellen-CKAP4 actief longkankerweefsel targeten. In vergelijking met de nanomaterialen die passief tumoren targeten via het EPR effect, toonden Si QD micellen-CKAP4 sterkere specificiteit naar longkankerweefsel. (4) Si QD micellen-CKAP4 toonde selectieve toxiciteit aan tumorcellen in een specifiek bereik van concentraties. Daarom toonden Si QD micellen-CKAP4 hoge biologische veiligheid in het bereik van rationele geneesmiddelconcentraties, wat zijn potentiële klinische toepassingswaarde toonde.

In deze studie toonden PL QY tests aan dat de absolute PL QY van Si QD micellen ongeveer 14,49% was en de absolute PL QY van de Si QD micellen-CKAP4 ongeveer 16,96%. Een studie van Pi et al. toonde aan dat de PL QY van dodecyl-Si QDs ongeveer 26% was, wat erg hoog was voor Si QDs die rode licht emitteren met een PL piek bij minder dan 700 nm. Echter, de PL QY van de Si QD micellen in deze studie was ongeveer 14,49%, wat lager was dan die van dodecyl-Si QDs. Dit kan zijn vanwege de oppervlakte defecten geïntroduceerd tijdens het emulsieproces, wat bijna consistent was met de afname in PL QY in Si-QD micellen (dodecyl-passiverede Si QDs waren geencapsuleerd in de micellen zelf-geassembleerd van F127 in de emulsie) in de studie gerapporteerd door Pi et al. In deze studie was de PL QY van Si QD micellen-CKAP4 ongeveer 16,96%, wat iets hoger was dan die van Si QD micellen (14,49%). Dit kan zijn omdat in de Si QD micellen-CKAP4, de koppeling van de CKAP4 antistof sommige oppervlakte defecten van de Si QD micellen herstelde, leidend tot een lichte verbetering van de PL QY.

Zoals we allemaal weten, is er een uitdaging in Si QDs biologische imaging toepassingen: Hoewel Si weinig cytotoxiciteit vertoont, kunnen Si deeltjes cytotoxiciteit vertonen als de grootte afneemt tot een bepaalde mate. In deze studie toonden cytotoxiciteitstests aan dat Si QD micellen-CKAP4 selectieve cytotoxiciteit vertoonde naar longkankercellen bij 9,5–19 µg/mL. Daarom, als resultaat van CKAP4 antistof conjugatie, was de cytotoxiciteit van Si QD micellen-CKAP4 naar normale cellen significant minder dan die van longkankercellen, wat een krachtige voorwaarde voor de biologische toepassing van Si QD micellen-CKAP4 leverde.

In deze studie werden humane longkankercelijn A549 en humane nier epitheele celijn 293 T gebruikt als doelcellen om de targeteringsvaardigheid van Si QD micellen en Si QD micellen-CKAP4 te onderzoeken. A549 en 293 T cellen waren respectievelijk hechtend en semi-hechtend. Tijdens het experiment, nam het aantal 293 T cellen af vanwege herhaalde centrifugatie en wassen. Daarom, zoals getoond in Fig. 4, was het aantal 293 T cellen lager dan dat van A549 cellen.

Daarnaast moet opgemerkt worden dat A549 cellen behoren tot de p53 wild-type longkankercelijn. Daarom kunnen alleen A549 cellen de targeteringsvaardigheid van de Si QD micellen-CKAP4 naar longkanker niet volledig weerspiegelen. Verdere studies zullen uitgevoerd worden om de targeteringsvaardigheid en imaging effect van Si QD micellen-CKAP4 op p53-negatieve cellijnen (zoals H1299) te testen om een solide experimentele basis te bieden voor de klinische toepassing van Si QD micellen-CKAP4.

Conclusies

Deze studie verbeterde en wijzigde de Si QD micellen gerapporteerd door Pi et al. om water-dispergeerbare Si QD micellen-CKAP4 te bereiden. Si QD micellen-CKAP4 waren spherische deeltjes met een gemiddelde hydrodiameter van ongeveer 78,8 nm. UV-zichtbare absorptie van de Si QD micellen-CKAP4 vardeerde van 200 tot 500 nm. Met een excitatiegolflengte van 330 nm, werd sterke fluorescens bij 640 nm waargenomen in de fluorescentsemissiespectra. Si QD micellen-CKAP4 vertoonde goede targeteringsvaardigheid naar longkankercellen en longkankerweefsels zowel in vitro als in vivo. Daarnaast toonde de in vivo fluorescents-imaging assay verder aan dat de Si QD micellen-CKAP4 gemetaboliseerd werd door de lever en geëxcreteerd door de nier. Cytotoxiciteit en H&E kleuring assays toonden aan dat de Si QD micellen-CKAP4 hoge bioveiligheid vertoonden zowel in vitro als in vivo. Si QD micellen-CKAP4 is een specifiek gerichte imaging agent voor longkanker en wordt verwacht een fluorescens contrastagent te zijn voor longkanker chirurgische navigatie in de toekomst.

Beschikbaarheid van Data en Materialen

De data en de analyse in het huidige werk zijn beschikbaar bij de corresponderende auteurs op redelijke verzoek.

Afkortingen

Si QD:

Si kwantum dot

Si QD micellen-CKAP4:

CKAP4 antistof-geconjugeerde Si kwantum dot micellen

Dodecyl-Si QDs:

Dodecyl-passiverede Si QDs

BSA:

Rundserumalbumine

THF:

Tetrahydrofuraan

DMEM:

Dulbecco's modified eagle's medium

PBS:

Fosfaatbuffer gezouten

FBS:

Foetale runderserum

TEM:

Transmissie elektronenmicroscopie

DLS:

Dynamische lichtverstrooiing

XPS:

Röntgen foto-elektron spectroscopie

FTIR:

Fourier transform infrarood spectroscopie

XRD:

Röntgen diffractie

SPF:

Specifieke pathogen vrij

DAPI:

4′, 6-Diamidino-2-fenylin-dole

H&E:

Hematoxyline en eosin