분자영상 및 방사화학

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  • [Bioconjug Chem.] Mini-Platform for Off-On Near-Infrared Fluorescence Imaging Using Peptide-Targeting Ligands.

    [Bioconjug Chem.] Mini-Platform for Off-On Near-Infrared Fluorescence Imaging Using Peptide-Targeting Ligands.

    국립암센터 / 김현진, 최용두*

  • 출처
    Bioconjug Chem.
  • 등재일
    2020 Mar 18
  • 저널이슈번호
    31(3):721-728. doi: 10.1021/acs.bioconjchem.9b00844. Epub 2020 Jan 13.
  • 내용

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    Abstract
    Here, we propose a zwitterionic near-infrared (NIR) fluorophore-tryptophan (Trp) conjugate with a cleavable linker as a minimal-sized versatile platform (MP) for the preparation of peptide ligand-based off-on type molecular probes. The zwitterionic NIR fluorophore in MP undergoes fluorescence quenching via a photoinduced electron transfer mechanism when in close proximity to tryptophan, and nonspecific binding with serum proteins is minimized by the zwitterionicity of the fluorophore. The linker can be cleaved inside cancer cells in response to tumor-associated stimuli. As a proof-of-concept experiment, ATTO655 was covalently linked with Trp via a diarginine linker to form an MP. A cyclic peptide consisting of Arg-Gly-Asp-d-Phe-Lys (cRGD) was used as a cancer-targeting ligand and was conjugated to the MP to form cRGD-MP. The NIR fluorescence of cRGD-MP could be selectively turned on inside the target cancer cells, thereby enabling specific fluorescence imaging of integrin αvβ3-overexpressing cancer cells in vitro and in vivo.

     


    Author information

    Kim H1, Choi HS2, Eom JB3, Choi Y1.
    1
    National Cancer Center, 323 Ilsan-ro, Goyang, Gyeonggi-do 10408, Republic of Korea.
    2
    Gordon Center for Medical Imaging, Department of Radiology, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, Massachusetts 02114, United States.
    3
    Medical Photonics Research Center, Korea Photonics Technology Institute (KOPTI), Gwangju-si 61007, Republic of Korea.

  • 연구소개
    본 연구에서는, 암을 포함한 각종 질병의 표적 형광영상 검출을 위한 펩타이드 리간드 기반의 형광 프루브를 개발하는데 있어서, 정상세포에 대한 비특이적 결합은 최대한 억제할 수 있으면서도, 표적세포에서만 강항 형광을 발생하는 Off-On 타입의 활성형 형광 프루브를 최소 크기의 디자인에서도 구현할 수 있는 플랫폼을 제시한다. 플렛폼은, 펩타이드 리간드, 트립토판 소광자(quencher), 분해가능 연결자, 및 양쪽이온성 근적외선 형광염료(ZW)로 구성된다.
  • 편집위원

    이 논문에서는 근적외선(NIR) 형광 염료 중 단백질에 비특이적 결합을 하지 않는 양쪽성 이온(zwitterion) 염료인 ATTO655와 형광 시그널을 효과적으로 quenching해주는 tryptophan(Trp)을 di-arginine linker로 연결한 구조에 종양 특이적 결합을 하는 cRGD를 도입한 종양 특이적 NIR 영상제제의 개발 및 효과를 소개하고 있다. 약제의 체내 주입 후 종양에 도달하기 전까지는 Trp에 의해 NIR 시그널이 quenching되어서 나오지 않다가, 종양세포 내로 약이 흡수되면 cathepsin B에 의해 di-arginine linker가 끊어지고 quenching효과가 제거되면서 NIR시그널이 증가하는 과정을 동물실험을 통해 보여줌으로써 종양 표적 영상 연구 활용성을 제시하고 있다.

    2020-04-27 17:01:27

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