핵의학

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  • [Sci Rep] Noninvasive imaging of radiolabeled exosome-mimetic nanovesicle using (99m)Tc-HMPAO.

    2015년 11월호
    [Sci Rep] Noninvasive imaging of radiolabeled exosome-mimetic nanovesicle using (99m)Tc-HMPAO.

    포항공대, 서울의대 / 황도원, 최홍윤, 고용송*, 이동수*

  • 출처
    Sci Rep
  • 등재일
    2015 Oct 26
  • 저널이슈번호
    5:15636. doi: 10.1038/srep15636.
  • 내용

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    Abstract

    Exosomes known as nano-sized extracellular vesicles attracted recent interests due to their potential usefulness in drug delivery. Amid remarkable advances in biomedical applications of exosomes, it is crucial to understand in vivo distribution and behavior of exosomes. Here, we developed a simple method for radiolabeling of macrophage-derived exosome-mimetic nanovesicles (ENVs) with (99m)Tc-HMPAO under physiologic conditions and monitored in vivo distribution of (99m)Tc-HMPAO-ENVs using SPECT/CT in living mice. ENVs were produced from the mouse RAW264.7 macrophage cell line and labeled with (99m)Tc-HMPAO for 1 hr incubation, followed by removal of free (99m)Tc-HMPAO. SPECT/CT images were serially acquired after intravenous injection to BALB/c mouse. When ENVs were labeled with (99m)Tc-HMPAO, the radiochemical purity of (99m)Tc-HMPAO-ENVs was higher than 90% and the expression of exosome specific protein (CD63) did not change in (99m)Tc-HMPAO-ENVs. (99m)Tc-HMPAO-ENVs showed high serum stability (90%) which was similar to that in phosphate buffered saline until 5 hr. SPECT/CT images of the mice injected with (99m)Tc-HMPAO-ENVs exhibited higher uptake in liver and no uptake in brain, whereas mice injected with (99m)Tc-HMPAO showed high brain uptake until 5 hr. Our noninvasive imaging of radiolabeled-ENVs promises better understanding of the in vivo behavior of exosomes for upcoming biomedical application. 

     

     

    Author information

    Hwang do W1,2, Choi H1,2, Jang SC3,4, Yoo MY1, Park JY1, Choi NE1, Oh HJ1,2, Ha S1,2, Lee YS1,2, Jeong JM1, Gho YS3, Lee DS1,2.

    1Department of Nuclear Medicine, Seoul National University College of Medicine, Seoul, Korea.

    2Department of Molecular Medicine and Biopharmaceutical Sciences, Graduate School of Convergence Science and Technology, and College of Medicine or College of Pharmacy, Seoul National University, Seoul, Korea.

    3Department of Life Sciences, Pohang University of Science and Technology, Pohang, Gyeongbuk 790-784, Korea.

    4Krefting Research Centre, Department of Internal Medicine and Clinical Nutrition, University of Gothenburg, 405 30 Gothenburg, Sweden.

     

  • 연구소개
    나노물질의 생체 주입 시 간 조직에 비특이적으로 축적되는 문제는 약물전달체로서 나노물질을 활용하는데 있어 큰 제약이 되고 있습니다. 이번연구에서는 micelle기반 동위원소 표지 upconverting 나노소재(UCNP)를 이용하여 생체수준에서 UCNP가 빠르게 간조직으로부터 섭취된 후 간담즙을 통해 장으로 배설되는 현상을 PET영상을 통해 관찰한 내용입니다. Upconverting 나노소재는 980 nm 장파장의 흡수하여 가시광선 빛을 방출하는 나노크기의 입자로서 단파장조사로 인한 세포독성 및 비특이적 형광발광을 줄일 수 있는 첨단나노소재입니다. 이와 같은 나노소재의 생체분포를 확인하기 위해서 최근 개발한 빠르고 간편한 micelle기반 표지기술을 도입하여 64Cu핵종을 UCNP표면에 표지하였고, 정상쥐에 주입하였을 때 1시간부터 장조직의 방사활성이 관찰되었고, 시간이 경과됨에 따라 간조직의 방사활성이 점점 감소하는 것을 확인할 수 있었습니다. 대변에서의 UCNP신호 및 간조직의 투과전자현미경을 통해 UCNP가 간으로부터 장으로 배설됨을 입증할 수 있었습니다. 따라서 이번 연구를 통해 간편한 핵종표지 나노소재 기술을 소개하고 핵의학적 영상기술을 기반으로 특정나노소재의 생체거동정보를 제공함으로서 나노 연구자들에게 도움이 될 만한 좋은 정보라 생각합니다. 이 연구는 최근 나노산업의 발전과 더불어 새롭게 대두되고 있는 나노입자 안전성(Nanoparticle Safety)과 관련하여 나노입자의 생체내 흡입시 체외배출 경로 및 메커니즘 규명에 대한 좋은 모델시스템이 될 것으로 생각됩니다.
  • 안병철

    핵의학 영상 체내추적 기술의 장점을 보인 좋은 연구 감사합니다.
    한가지 궁금한 점은 방사성의약품 표지가 exosome-mimetic nanovesicles의 체내 동태에 영향을 줄수 있지 않은지가 궁금하기도 합니다.

    덧글달기2015-11-04 09:08:43

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