분자영상 및 방사화학

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  • [Bioconjug Chem.] Development of Theragnostic Tool Using NIR Fluorescence Probe Targeting Mitochondria in Glioma Cells.

    [Bioconjug Chem.] Development of Theragnostic Tool Using NIR Fluorescence Probe Targeting Mitochondria in Glioma Cells.신경 교종 세포의 미토콘드리아 표적 테라노스틱 근적외선 형광 프로브 개발

    아주대, KIST / 추연정, 김은하*, 이상희*

  • 출처
    Bioconjug Chem.
  • 등재일
    2019 Jun 19
  • 저널이슈번호
    30(6):1642-1648. doi: 10.1021/acs.bioconjchem.9b00375. Epub 2019 Jun 10.
  • 내용

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    그림 SiR-Mito 11의 화학구조와 뇌종양 세포인 Glioma Cell에 대한 테라노스틱스적 (Thernostics) 활용에 관한 모식도

     

    Abstract
    Because mitochondria are essential organelles for regulating energy homeostasis and intrinsic apoptosis, the perturbation of mitochondrial functions has been considered as an anticancer treatment. In this study, a new near-infrared (NIR) fluorescent probe, SiR-Mito11 was developed as a theragnostic agent for brain tumor by targeting mitochondria. SiR-Mito11 exhibited potential anticancer activity against glioma cells but tolerance in normal neuronal cells. We further confirmed that the selective accumulation of SiR-Mito11 in glioma cells disrupted mitochondria membrane potential, followed by apoptotic cell death.

     


    Author information

    Chu Y1,2, Shin MC1, Sung J1, Park J3, Kim E1, Lee S2.
    1
    Department of Molecular Science and Technology , Ajou University , Suwon 16499 , Republic of Korea.
    2
    Center for Neuro-Medicine , Brain Science Institute, Korea Institute of Science and Technology , Seoul 02792 , Republic of Korea.
    3
    Department of Chemistry , Kangwon National University . Chuncheon 24341 , Republic of Korea.

  • 연구소개
    악성 뇌종양 중 하나인 신경교종 세포는 치료하기가 매우 어렵다고 알려져 있음. 이를 치료하기 위해 종양 부위 절제, 방사선치료, temozolomide와 같은 화학 약물요법 등 여러 치료법이 존재 하지만, 절제할 수 없는 구역이 있거나, 약물 내성 또는 재발 등과 같은 제한점이 존재함. 반면, 미토콘드리아를 타겟하는 화학물질의 경우 암세포 특이적으로 미토콘드리아의 신진대사를 바꾸는 데 역할을 함으로써, 기존의 암세포 치료제의 제한점을 극복 할수 있는 신규 항암제로 주목받고 있음. 본 연구에서는, 효과적인 암 치료의 방법의 하나로 고려되는 미토콘드리아 세포사멸 경로를 직접적인 표적 대상으로 하는 암 진단과 치료를 동시에 할 수 있는 근적외선 (NIR) 형광 프로브를 개발하였음. 기존의 연구를 바탕으로, NIR 형광체인 silicon-rhodamine의 형광 코어 소수성 조절을 통해 SiR-Mito11 물질을 합성하였고, 생성된 화합물은 NIR 해당하는 광 물리특성 및 [여기 파장 (654 nm), 방출 파장 (665 nm), 양자 수율 (0.40)] 및 협응적인 소수성 지녀 [cLogP = 6.55] 미토콘드리아만을 특이적으로 염색시키는 것을 확인 하였음. 특히 신경세포와 비교하였을 때, 뇌종양 세포에서 특이적으로 SiR-Mito11 물질이 축적되는 것을 확인 하였을 뿐만 아니라, 세포사멸 관련 단백질들의 활성화를 통해 뇌 암세포에 선택적인 세포 사멸을 유도할 수 있음을 검증 하였음. 결론적으로, 본 연구를 통해 뇌 암세포 특이적인 진단과 뇌암세포를 선택적으로 사멸시키는 치료요법을 동시에 진행할 수 있는 프로브 개발에 시사점을 줄 수 있는 근적외선 형광영역의 광물리특성을 지니는 SiR-Mito11 물질을 개발하였음
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