펩타이드 핵산

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 14222(2023) 이 기사 인용

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이상적인 약물 전달체는 과도한 비활성 담체 물질에 대한 환자의 노출을 최소화하기 위해 높은 적재 용량을 갖추고 있습니다. 상상할 수 있는 가장 높은 적재 용량은 치료 화물 분자 자체로 조립된 나노캐리어에 의해 달성될 수 있습니다. 여기에서는 \(>\,94\%\) w/w의 매우 높은 PNA 로딩을 나타내는 펩타이드 핵산(PNA) 기반 지르코늄(Zr) 배위 나노입자에 대해 설명합니다. 이 금속-유기 하이브리드 나노물질 클래스는 배위 폴리머의 거대한 복합 공간을 생리활성 올리고뉴클레오티드 링커 쪽으로 확장합니다. 단일 또는 이중 가닥 PNA의 아키텍처는 실온에서 Zr(IV) 노드와의 조정 구동 자가 조립에 대한 설계 기준을 식별하기 위해 체계적으로 다양해졌습니다. 루이스 염기 역할을 하는 방향족 카르복실산 기능과 \(Zr_{6} O_{4}(OH)_{4}\) 사전 형성을 통한 2단계 합성 공정이 성공적인 나노입자 조립에 결정적인 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 공초점 레이저 스캐닝 현미경은 PNA-Zr 나노입자가 세포에 의해 쉽게 내부화된다는 것을 확인했습니다. 양이온성 리포펩타이드로 코팅된 PNA-Zr 나노입자는 기능성 리포터 세포주에 \(\beta\)-글로빈 인트론 돌연변이 IVS2-705의 스플라이싱 교정을 위한 안티센스 PNA 서열을 성공적으로 전달하고 내인성 mRNA 접합 기계. 제시된 PNA-Zr 나노입자는 높은 설계 유연성과 탁월한 PNA 로딩 용량을 갖춘 생체 활성 플랫폼을 나타내며, 여기서 핵산은 수동 전달 시스템에 로딩되는 대신 물질의 필수 부분을 구성합니다.

금속-유기 프레임워크(MOF)는 금속 이온 또는 금속 클러스터와 루이스 염기 기능을 갖는 유기 링커로 구성된 무기-유기 하이브리드 재료입니다. 유기 링커와 금속 노드의 조정 기반 자가 조립은 많은 경우 다공성 2차원 또는 3차원 프레임워크1,2의 고도로 정렬된 생성으로 이어집니다. MOF는 압도적으로 결정질 구조이지만 비정질 MOF, MOF 액체, MOF 유리 및 기타 배위 중합체와 같은 비결정질 MOF가 문헌에 보고되어 있습니다3. 다양한 조립 전략을 통해 적합한 건물 단위를 선택하여 다양한 기능을 갖춘 하이브리드 재료를 만들 수 있습니다4. 이러한 설계 유연성은 다양한 목적5,6,7,8을 위해 생성된 MOF 및 배위 폴리머의 수가 많은 거대한 복합 공간을 만듭니다. 생물 의학 응용 분야에서 MOF 및 배위 중합체는 소분자 약물 또는 생체 분자의 운반체뿐만 아니라 감광성, 방사선 강화 및 생체 이미징 특성을 갖춘 프레임워크로 설계되었습니다9,10,11,12,13,14, 15,16,17. 육핵 산화지르코늄 클러스터\((Zr_6 O_4 (OH)_4)\)와 테레프탈산(TPA)으로 구성된 UiO-66은 가장 집중적으로 연구된 MOF 세트에 속합니다. 간단한 합성, 탁월한 안정성 및 매우 높은 표면적 덕분에 UiO-66 및 유도체도 약물 전달체로서의 활용에 대해 자주 평가되었습니다. 나노의약품의 적용을 위한 일반적으로 중요한 매개변수 중 하나는 물질의 잠재적인 독성으로 나타납니다. MOF의 경우 개별 구성 요소의 내약성뿐만 아니라 조립된 입자의 나노독성도 고려해야 합니다21. Zr은 생물학적 시스템에 존재하며 조직학 및 세포학 연구에서 발견된 바와 같이 독성이 적당히 낮습니다22. Zr 기반 MOF는 일반적으로 금속 구성 요소와 관련된 독성이 낮지만 생체 적합성 정도는 유기 링커 구성 요소 및 개별 구조에 따라 달라질 수 있습니다. 일부 독성 문제를 극복하기 위한 전략은 "Bio-MOF" 생성을 위해 아미노산25,26,27, 펩타이드28,29,30, 단백질31,32 또는 핵염기33,34와 같은 내인성 내인성 유기 리간드를 활용하는 것입니다. 36. 그러나 내약성이 좋은 나노물질의 경우에도 높은 약물 부하 용량과 과도한 담체 물질에 대한 환자의 노출을 최소화하는 것이 부작용을 예방하는 데 유리합니다. 이론적으로 최대의 약물 로딩은 생리활성 물질 자체에 의해 형성된 나노물질에 의해 달성될 수 있습니다. 금속 이온과 배위 나노입자로 조립되는 루이스 염기 기능을 갖는 약물 분자로 만들어진 금속-유기 나노의약품은 최대 로딩 용량을 갖춘 구상된 나노캐리어와 유사합니다37,38. 이 개념은 저분자량 치료제39,40,41,42로 이미 실현되었지만, 생체 활성 생체 분자 또는 합성 유사체를 기반으로 하는 링커를 포함하는 배위 중합체는 보고되지 않았습니다.