KR101585192B1 - Nanorod-based Nanocomposite Intracellular Delivery System - Google Patents

Nanorod-based Nanocomposite Intracellular Delivery System Download PDF

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KR101585192B1
KR101585192B1 KR1020130031097A KR20130031097A KR101585192B1 KR 101585192 B1 KR101585192 B1 KR 101585192B1 KR 1020130031097 A KR1020130031097 A KR 1020130031097A KR 20130031097 A KR20130031097 A KR 20130031097A KR 101585192 B1 KR101585192 B1 KR 101585192B1
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오병근
최진하
노항덕
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서강대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체에 관한 것으로, (a) 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위를 포함하는 다성분 무기 금속 부분을 포함하는 나노막대; 상기 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위는 상기 나노막대에서 서로 공간적으로 구별되어 있으며; (b) 상기 나노막대의 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위 중에서 어느 한 부위에 결합된 세포-결합 분자; 및 (c) 상기 나노막대의 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위 중에서 다른 한 부위에 결합된 카르고(cargo)를 포함하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체(intracellular delivery system)을 제공한다. 본 발명은 암 세포 사멸기능 단백질을 활성화시킬 수 있는 miRNA를 기능화시켜 암 세포 사멸 유도를 통해 암을 치료할 수 있으며, 나노 막대에 형광물질을 표시시켜 in vitro 상에서 세포 이미징 기술 및 MRI 조영제 기능을 갖는 니켈을 이용하여 in vivo 상에서 세포의 동시 이미징 기술을 통해 암 진단을 할 수 있다.The present invention relates to a nanorod-based nanocomposite cell carrier, comprising: (a) a nanorod comprising a multi-component inorganic metal portion comprising a gold component region and a nickel component region; The gold component portion and the nickel component portion are spatially distinguished from each other in the nanorods; (b) a cell-binding molecule bound to any one of a gold component region and a nickel component region of the nanorods; And (c) a carbohydrate bound to another of the gold component moiety and the nickel moiety of the nanorods. The nanorod-based nanocomposite intracellular delivery system comprises: The present invention can treat cancer through induction of cancer cell death by functionalizing miRNA capable of activating a cancer cell death killing protein, and it is also possible to display a fluorescent substance on a nanorod and to provide a cell imaging technique and a MRI contrast agent Can be used to diagnose cancer through simultaneous imaging of cells in vivo.

Description

나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체{Nanorod-based Nanocomposite Intracellular Delivery System}Nanorod-based Nanocomposite Intracellular Delivery System < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체에 관한 것이다.
The present invention relates to nanorod-based nanocomposite intracellular carriers.

최근 인구 고령화와 만성질환 증가에 따라 건강한 삶에 대한 사람들의 관심이 커져가고 있는 상황에서 현재 우리나라 국민 4명 중에서 1명이 암으로 사망하고 있는 실정이다. 암은 현존하는 모든 인류에게 가장 큰 부담을 주는 질병의 하나이며, 이 경향은 앞으로 더욱 심해질 것으로 예측하고 있다. 암으로 인한 부담을 줄이기 위해서 국가적인 차원에서 많은 노력을 기울이고 있으나, 무엇보다도 개개인의 금연이나 예방접촉을 통한 암 예방이 중요하며, 일단 발생된 암에 대한 정확한 조기진단 및 치료에 대한 연구가 절실히 필요하다.Recently, as people's interest in healthy life has been increasing due to population aging and increasing chronic diseases, one out of four Koreans in Korea is currently suffering from cancer. Cancer is one of the most burdensome diseases of all existing human beings, and it is predicted that this trend will grow in the future. In order to reduce the burden of cancer, many efforts have been made at the national level, but above all, prevention of cancer through smoking cessation or preventive contact of individuals is important, and research on precise diagnosis and treatment of cancer that has once occurred is urgently needed Do.

의학적으로 암을 진단하는 방법은 초음파 검사, CT검사, 혈액검사, 조직검사 등 다양하게 실시될 수 있으나 보통 암이 있을 때 수치가 올라갈 수 있는 종양표지자를 대상으로 하는 혈액검사의 경우 종양표지자의 개인적 수치상의 차이로 인하여 검사의 한계를 내포하고 있어 정확한 진단 기술이 어려운 실정이다.The diagnosis of cancer can be made by a variety of methods including ultrasound, CT, blood, and biopsy. However, in the case of a blood test for a tumor marker whose numerical value can be elevated when the cancer is present, Due to the differences in the numerical values, the limitations of the test are implied and accurate diagnosis technology is difficult.

의학적으로 암을 치료하는 방법은 인위적으로 인체 내의 암세포를 죽이는 방법을 사용하며, 이는 암 덩어리를 떼어내는 절제 수술과 방사선을 통한 세포의 사멸 유도 방법 및 항암제 투여 방법으로 분류할 수 있다. 그러나 위에서 언급한 기존의 암 치료 방법은 수혜자가 감당하는 고비용의 치료비와 수술에 따른 위험성, 또는 항암제나 방사선 치료에 따른 건강상의 부작용이 심각하게 일어나 개선이 시급하게 요구된다.The method of medically treating cancer is artificially using a method of killing cancer cells in the human body, which can be classified into a resection surgery to remove a cancer mass, a method of inducing the death of cells through radiation, and an administration method of an anticancer drug. However, the above-mentioned conventional cancer treatment methods are urgently required to be improved because of the high cost of treatment, the risk of surgery, or the adverse health effects due to chemotherapy or radiation therapy.

따라서 21세기 인류의 건강을 가장 크게 위협하고 큰 부담을 주는 질병의 하나인 암에 대한 정확한 진단과 동시에 기존의 암 치료 방법이 내포하고 있는 위험성 및 부작용을 현격하게 개선 시킬 수 있는 진단 및 치료기술에 대한 연구개발이 절실히 요구된다.
Therefore, diagnosis and treatment technologies that can accurately diagnose cancer, which is one of the diseases that threaten humanity's health in the 21st century and cause great burdens, and that can significantly improve the risks and side effects of existing cancer treatment methods Research and development is urgently required.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0035498호(2012.04.16)Korean Patent Publication No. 10-2012-0035498 (April 16, 2012)

본 발명자들은 나노막대를 기반으로 한 세포의 이미징 및 약물 운반체를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 금 성분 및 니켈 성분을 포함하는 나노막대에 세포-결합 분자 및 miRNA를 결합시켜 세포를 이미징 할 수 있었으며, 세포 사멸을 유도할 수 있는 miRNA를 선택하여 암 세포의 선택적 사멸을 유도함으로써 암 치료를 동시에 할 수 있는 나노 복합 세포내 운반체를 개발함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present inventors have sought to develop nanodevice-based cell imaging and drug delivery vehicles. As a result, it was possible to image cells by binding cell-binding molecules and miRNA to nanorods containing gold and nickel components, and by selectively selecting miRNAs capable of inducing apoptosis, The present inventors have completed the present invention by developing a nanocomposite cell carrier capable of simultaneously treating the cell.

따라서, 본 발명의 목적은 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체(intracellular delivery system)를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a nanorod-based nanocomposite intracellular delivery system.

본 발명의 다른 목적은 암 진단 및 치료용 나노 복합체 약제학적 조성물을 제공하는 데 있다.
It is another object of the present invention to provide a nanocomposite pharmaceutical composition for cancer diagnosis and treatment.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 다음을 포함하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체(intracellular delivery system)를 제공한다:According to one aspect of the present invention, there is provided a nanorod-based nanocomposite intracellular delivery system comprising:

(a) 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위를 포함하는 다성분 무기 금속 부분을 포함하는 나노막대; 상기 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위는 상기 나노막대에서 서로 공간적으로 구별되어 있으며; (a) a nanorod comprising a multi-component inorganic metal portion comprising a gold component and a nickel component; The gold component portion and the nickel component portion are spatially distinguished from each other in the nanorods;

(b) 상기 나노막대의 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위 중에서 어느 한 부위에 결합된 세포-결합 분자; 및 (b) a cell-binding molecule bound to any one of a gold component region and a nickel component region of the nanorods; And

(c) 상기 나노막대의 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위 중에서 다른 한 부위에 결합된 카르고(cargo).
(c) a cargo bonded to the other of the gold component portion and the nickel component portion of the nanorod.

본 발명자들은 나노막대를 기반으로 한 세포의 이미징 및 약물 운반체를 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 금 성분 및 니켈 성분을 포함하는 나노막대에 세포-결합 분자 및 miRNA를 결합시켜 세포를 이미징 할 수 있었으며, 세포 사멸을 유도할 수 있는 miRNA를 선택하여 암 세포의 선택적 사멸을 유도함으로써 암 치료를 동시에 할 수 있는 나노 복합 세포내 운반체를 개발하였다.
The present inventors have sought to develop nanodevice-based cell imaging and drug delivery vehicles. As a result, it was possible to image cells by binding cell-binding molecules and miRNA to nanorods containing gold and nickel components, and by selectively selecting miRNAs capable of inducing apoptosis, We have developed a carrier of nanocomposite cells capable of simultaneous treatment.

본 발명의 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체는 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위를 포함하는 다성분 무기 금속 부분을 포함하는 나노막대를 포함한다.The nanorod-based nanocomposite intracellular carrier of the present invention comprises a nanorod comprising a multi-component inorganic metal portion comprising a gold component portion and a nickel component portion.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위는 나노막대에서 서로 공간적으로 구별되어 있으며, 각 성분 부위의 공간적 조합에 따라, 금-니켈 나노막대, 금-니켈-금 나노막대, 니켈-금-니켈 나노막대 또는 금-니켈-금-니켈 나노막대 등으로 나노막대를 제조할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 나노막대는 동일한 길이를 갖는 금-니켈의 공간적 조합을 갖는다.According to an embodiment of the present invention, the gold component portion and the nickel component portion are spatially distinguished from each other in the nanorods, and the gold component parts and the nickel component parts may be gold-nickel nanorods, gold- , Nickel-gold-nickel nanorods or gold-nickel-gold-nickel nanorods, but are not limited thereto. According to another embodiment of the present invention, the nanorods have a spatial combination of gold-nickel having the same length.

본 발명의 MRI 조영제 기능을 갖는 니켈을 이용하여 인비보(in vivo) 상에서 세포 이미징을 할 수 있도록 한다.Using a nickel having an MRI contrast agent of the present invention features vivo (in vivo . < / RTI >

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 나노막대는 10 내지 500 ㎚의 지름 및 100 내지 1000 ㎚의 길이를 갖는다. 나노막대의 지름은 알루미늄 형판의 구멍 크기에 의존적이며, 나노막대의 길이는 금 또는 니켈의 전기 증착을 통해 임의적으로 조절할 수 있다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 나노막대는 40 내지 400 ㎚의 지름 및 400 내지 800 ㎚의 길이를 가지고, 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 상기 나노막대는 50 내지 250 ㎚의 지름 및 500 내지 700 ㎚의 길이를 갖는다.
According to one embodiment of the present invention, the nanorods have a diameter of 10 to 500 nm and a length of 100 to 1000 nm. The diameter of the nanorod is dependent on the pore size of the aluminum template, and the length of the nanorod can be arbitrarily controlled by electrodeposition of gold or nickel. According to another embodiment of the present invention, the nanorods have a diameter of 40 to 400 nm and a length of 400 to 800 nm. According to a specific embodiment of the present invention, the nanorods have a diameter of 50 to 250 nm and a diameter of 500 To 700 nm.

본 발명의 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체는 상기 나노막대의 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위 중에서 어느 한 부위에 세포-결합 분자를 포함하며, 이를 통해 세포내로 전달된다.The nanorod-based nanocomposite carrier of the present invention comprises a cell-binding molecule at any one of a gold component portion and a nickel component portion of the nanorod, and is delivered to the cell through the nanorod.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 세포-결합 분자는 펩타이드 또는 단백질이고, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 세포-결합 분자는 펩타이드이며, 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 상기 펩타이드는 황체 형성 호르몬 방출 호르몬(LHRH; Luteinizing Hormone-Releasing Hormone) 펩타이드, 엽산(folic acid), RGD 펩타이드, 클로로톡신(chlorotoxin) 펩타이드, Erb B 펩타이드, EGF(Endothelial Growth Factor) 펩타이드, 아드레노메둘린(adrenomedullin; ADM) 펩타이드, AMF(Autocrine Motility Factor) 펩타이드, 앰피리귤린 펩타이드, APRIL 펩타이드, 아르테민 펩타이드, 베타세일룬 펩타이드, 봄베신 펩타이드, CTR(Calcitonin Receptor) 펩타이드, 엔도텔린 펩타이드, 에리스로포이에틴 펩타이드, FGF(Fibroblast Growth Factor) 펩타이드, FSH(Follicle Stimulating Hormone) 펩타이드, 가스트린 펩타이드, GRP(gastrin releasing peptide), GDNF(Glial-Derived Neurotrophic Factor) 펩타이드, 그렐린 펩타이드, GHRH(Growth Hormone Releasing Hormone) 펩타이드, G-CSF(Granulocyte Colony Stimulating Factor) 펩타이드, 성장 호르몬 펩타이드, HB(Heparin Binding)-EGF 펩타이드, HGF(Hepatocyte Growth Factor) 펩타이드, IL(Interleukin) 펩타이드, KGF(Keratinocyte Growth Factor) 펩타이드, 렙틴 펩타이드, LIF(Leukemia Inhibitory Factor) 펩타이드, α-멜라노트로핀 펩타이드, MGSA(Melanoma Growth Stimulatory Activity)/GRO 펩타이드, NRG 펩타이드, 옥시토신 펩타이드, 오스테오폰틴(osteopontin) 펩타이드, 뉴레귤린-1 펩타이드, VIP(Vasoactive Intestinal Peptide), PACAP(Pituitary Adenylate Cyclase- Activating Peptide), PDGF(Platelet-Derived Growth Factor) 펩타이드, 프로락틴 펩타이드, SCF(Skp, Cullin, F-box containing complex) 펩타이드, 소마토스태틴 펩타이드, 코르티스태틴 펩타이드, TNF(Tumor Necrosis Factor) 펩타이드, TGF(Transforming Growth Factor) 펩타이드, VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor) 펩타이드, 바소프레신 펩타이드, 안지오포이에틴 펩타이드, B-CLL(B-cell Chronic Lymphocytic Leukemia) 펩타이드, a BCGF(B Cell Growth Factor)-12KD 펩타이드, BAFF(B-cell Activating Factor) 펩타이드, 갈라닌 펩타이드, GDNF(Glial cell-derived Neurotrophic Factor) 펩타이드, GnRH 펩타이드, IGF(Insulin-like Growth Factor)-II 펩타이드, 뉴로트로핍 펩타이드, SP(Substance P) 펩타이드, TGF-α 펩타이드, IGF 펩타이드, CXC 펩타이드 또는 CCL(CC chemokine Ligand) 펩타이드이고, 본 발명의 다른 특정 구현예에 따르면, 상기 펩타이드는 황체 형성 호르몬 방출 호르몬 펩타이드이이다. 상기 황체 형성 호르몬 방출 호르몬 펩타이드의 아미노산 서열은 서열목록 제1서열이다.According to an embodiment of the present invention, the cell-binding molecule is a peptide or a protein. According to another embodiment of the present invention, the cell-binding molecule is a peptide. According to a specific embodiment of the present invention, Luteinizing hormone-releasing hormone (LHR) peptide, folic acid, RGD peptide, chlorotoxin peptide, Erb B peptide, EGF (endothelial growth factor) peptide, adrenomedullin (ADM) peptide, an AMR (Autocrine Motility Factor) peptide, an APRIL peptide, an artemin peptide, a betacynline peptide, a bombesin peptide, a CTR (calcitonin receptor) peptide, an endothelin peptide, an erythropoietin peptide, an FGF Fibroblast Growth Factor) peptide, FSH (Follicle Stimulating Hormone) peptide, gastrin peptide, GRP (gastrin releasing p (G-CSF) peptide, growth hormone peptide, HB (Heparin Binding) -EGF peptide, HGF (human growth hormone) peptide, (Hepatocyte Growth Factor) peptide, IL (Interleukin) peptide, KGF (Keratinocyte Growth Factor) peptide, leptin peptide, Leukemia inhibitory factor (LIF) peptide, α-melanotropin peptide, MGSA (Melanoma Growth Stimulatory Activity) , NRG peptide, oxytocin peptide, osteopontin peptide, neuregulin-1 peptide, VIP (Vasoactive Intestinal Peptide), PACAP (Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Peptide), PDGF (Platelet- Derived Growth Factor) peptide, prolactin peptide , SCF (Skp, Cullin, F-box containing complex) peptides, somatostatin peptides, Cortis tactin peptides, TNF (Tumor Necrosis Factor) peptides A cell growth factor (TGF) peptide, a Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) peptide, a vasopressin peptide, an angiopoietin peptide, a B-cell chronic lymphocytic leukemia (BCL) 12KD peptide, BAFF (B-cell Activating Factor) peptide, GalNAn peptide, GDNF peptide, GnRH peptide, Insulin-like Growth Factor- II peptide, Neurotropic peptide, SP Substance P) peptide, a TGF- alpha peptide, an IGF peptide, a CXC peptide or a CC chemokine ligand peptide, and according to another specific embodiment of the present invention, the peptide is a luteinizing hormone releasing hormone peptide. The amino acid sequence of the luteinizing hormone releasing hormone peptide is SEQ ID No. 1.

본 발명에서 세포-결합 분자로 이용될 수 있는 펩타이드는 세포 표면의 수용기(receptor)와 같은 막단백질(membrane protein)에 결합하여 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체와 함께 세포내로 전달된다.In the present invention, a peptide that can be used as a cell-binding molecule binds to a membrane protein such as a receptor on a cell surface and is delivered into the cell together with a nanoparticle-based nanocomposite carrier.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 황체 형성 호르몬 방출 호르몬 펩타이드는 암 세포 표면의 황체 형성 호르몬 방출 호르몬 수용기(LHRHR; Luteinizing Hormone-Releasing Hormone Receptor)와 결합하여 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체가 세포내로 전달된다. 이는 수용기-매개 세포 침투(receptor-mediated endocytosis)과정을 통해 세포내로 전달된다.According to one embodiment of the present invention, the luteinizing hormone-releasing hormone peptide of the present invention binds to the luteinizing hormone-releasing hormone receptor (LHRHR) on the surface of a cancer cell, The carrier is transferred into the cell. It is delivered into the cell via a receptor-mediated endocytosis process.

본 발명의 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체의 세포-결합 분자는 나노막대 결합용 기능기와 결합되어 있다.The cell-binding molecules of the nanorod-based nanocomposite intracellular carriers of the present invention are associated with nanorod binding functional groups.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 세포-결합 분자는 나노막대 결합용 기능기와 결합되어 있다. 상기 나노막대 결합용 기능기는 SH 기 또는 이미다졸(immidazole) 기를 포함하는 아미노산이다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 SH 기 또는 이미다졸 기를 포함하는 아미노산은 시스테인(Cysteine) 또는 히스티딘(Histidine)이다.According to one embodiment of the present invention, the cell-binding molecule is associated with a functional group for nanorod binding. The nanorod binding functional group is an amino acid including an SH group or an immidazole group. According to another embodiment of the present invention, the amino acid comprising the SH group or the imidazole group is cysteine or histidine.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 세포-결합 분자에 결합하는 아미노산은 1 내지 20개가 연속적으로 결합되어 있고, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 아미노산은 2 내지 15개가 연속적으로 결합되어 있으며, 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 상기 아미노산은 3 내지 10개가 연속적으로 결합되어 있고, 본 발명의 다른 특정 구현예에 따르면, 상기 아미노산은 4 내지 8개가 연속적으로 결합되어 있다.According to one embodiment of the present invention, 1 to 20 amino acids are bound continuously to the cell-binding molecule, and in another embodiment of the present invention, 2 to 15 amino acids are continuously connected According to a specific embodiment of the present invention, 3 to 10 amino acids are continuously connected to each other. According to another specific embodiment of the present invention, 4 to 8 amino acids are continuously connected.

본 명세서에서, 용어 ‘결합’은 결합하는 양 요소 간의 물리적 및/또는 화학적 연결을 갖는 것을 의미한다. 상기 물리적 연결성은 물리적 커플링 또는 물리적 링킹이고, 상기 화학적 연결은 펩타이드 결합, 공유결합, 이온성 결합, 수소 결합, 분자간 힘, 반 데르 발스의 힘 및 정전기력과 같은 화학적 결합이다. 또한, 양 요소의 어느 부분이 직접적으로 결합하는 직접 결합 및 타 요소(예컨대, 형광 색소)를 통해 결합하는 간접 결합을 모두 포함한다.As used herein, the term " bond " means having a physical and / or chemical link between the two elements to which it is attached. The physical connectivity is a physical coupling or a physical linking, and the chemical linkage is a chemical bond such as peptide bond, covalent bond, ionic bond, hydrogen bond, intermolecular force, van der Waals' force and electrostatic force. It also includes both direct bonds in which both moieties are directly bonded and indirect bonding in which they are bonded through another element (for example, a fluorescent dye).

본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 세포-결합 분자는 나노막대 결합용 기능기와의 결합은 직접 결합 및 간접 결합을 모두 포함한다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 본 발명의 세포-결합 분자와 나노막대 결합용 기능기가 직접 결합하는 경우에는 세포-결합 분자의 3'에 나노막대 결합용 기능기가 순차적으로 결합되고, 본 발명의 세포-결합 분자와 나노막대 결합용 기능기가 간접 결합하는 경우에는 세포-결합 분자의 3'에 형광 색소가 결합되고, 상기 형광색소에 나노막대 결합용 기능기가 기능적으로 결합된다.According to one embodiment of the present invention, the cell-binding molecule of the present invention includes both a direct binding and an indirect binding in combination with a functional group for nanorod binding. According to another embodiment of the present invention, when the cell-binding molecule of the present invention and the functional group for nanorod binding are directly bound, the nanorod binding functional group is sequentially bonded to the 3 'of the cell-binding molecule, When the cell-binding molecule and the functional group for nanodevice binding are indirectly bonded, the fluorescent dye is bonded to the 3 'of the cell-binding molecule and the functional group for binding the nanodevice is functionally bound to the fluorescent dye.

본 발명의 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체는 상기 나노막대의 금 성분 부위 및 니켈 부위 중 다른 한 부위에 카르고를 포함한다.The nanorod-based nanocomposite intracellular carrier of the present invention comprises a cargo in the gold moiety of the nanorod and the other of the nickel moiety.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 카르고는 siRNA, 약물, 조영제, 형광마커, 염색물질로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 카르고이고, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 카르고는 siRNA이며, 상기 siRNA는 암세포 특이 발현 단백질에 대한 siRNA이다.
According to one embodiment of the present invention, the cargo is at least one cargo selected from the group consisting of a siRNA, a drug, a contrast agent, a fluorescent marker, and a dye material. According to another embodiment of the present invention, siRNA is siRNA for cancer cell specific expression protein.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 암세포 특이 발현 단백질은 VEGF(Vascular Ephitherial Growth Factors), EGFR(Epidermal Growth Factor Receptors), 에스트로겐 수용기, 프로게스테론 수용기, 피브린, 피브리노겐, HER2(Human Epidermal Growth Factor 2), AFP(alphafetoprotein), CEA(Carcinoembryonic actigen), CA-125, MUC-1, ETA(Epithelial tumor antigen), 티로시나제, 멜라노마-관련 항원(MAGE; Melanoma-associated antigen), ras의 비정상 산물, p53의 비정상 산물, β-2-마이크로글로불린, 티로글로불린, β-인간 융모성 고나도트로핀, uPA(urokinase Plasminogen Activator), PAI-1(Plasminogen Activator Inhibitor), Bcl(B-cell lymphoma)-2, cFLIP(cellular FLICE Inhibitory Protein), Mcl-1(Myeloid cell leukemia-1), NR-13, 센트린, TOS0(fas apoptotic inhibitory molecule 3), CPAN(caspase-activated nuclease), PED, DFF45(DNA-fragmentation-factor 45), XIAP(X-linked Inhibitor of Apoptosis Protein), cIAP-1(cellular Inhibitor of Apoptosis Protein 1), cIAP-2, ML-IAP(livin), BIRC5(survivin), 아폴론, 포르틸린, Bcl-xL(B-cell lymphoma-extra Large) 및 PED((S)-1-phenylethanol dehydrogenase)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단백질이고, 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 암세포 특이 발현 단백질은 VEGF이다. 즉, 본 발명의 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체의 나노막대에 결합된 카르고는 VEGF에 대한 siRNA이며, 상기 siRNA는 서열목록 제2서열이다. According to one embodiment of the present invention, the cancer cell-specific expression protein is selected from the group consisting of VEGF (Vascular Ephthalial Growth Factors), EGFR (Epidermal Growth Factor Receptors), estrogen receptors, progesterone receptors, fibrin, fibrinogen, HER2 (Human Epidermal Growth Factor 2) (AFP), carcinoembryonic actigen (CEA), CA-125, MUC-1, Epithelial tumor antigen, tyrosinase, (B-cell lymphoma) -2, cFLIP (b-cell lymphoma), and the like, as well as the β-2-microglobulin, thyroglobulin, β-human chorionic gonadotropin, uPA (urokinase plasminogen activator) cellular FLICE Inhibitory Protein, Myeloid cell leukemia-1, NR-13, centrin, fas apoptotic inhibitory molecule 3, caspase-activated nuclease, PED, DNA- 45), X-linked inhibitor of Apoptosis Protein (XIAP), cIAP-1 (cellular Inhibitor (B-cell lymphoma-extra large) and PED ((S) -1-phenylethanol dehydrogenase (Bcl-xL)), cIAP-2, ML-IAP (livin), BIRC5 (survivin), Apolon, ). According to another embodiment of the present invention, the cancer cell-specific expressing protein is VEGF. That is, the cargo bound to the nanorods of the nanorod-based nanocomposite cell of the present invention is siRNA for VEGF, and the siRNA is the second sequence of the sequence listing.

본 발명의 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체는 나노막대에 결합된 이미징제를 통해 이미징 할 수 있다.The nanorod-based nanocomposite intracellular carriers of the present invention can be imaged through a nanoparticle-coupled imaging agent.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 나노막대는 이미징제(imaging agent)가 추가적으로 결합된다. 본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 이미징제는 형광색소이고, 본 발명의 특정 구현예에 따르면, 잔텐(Xanthene)계 유도체[예컨대, 플루오레세인(fluorescein), 로다민(rhodamine), 오레곤 그린(Oregon green), 에오신(eosin) 및 텍사스 레드(Texas red)], 시아닌(cyanine)계 유도체[예컨대, 시아닌(cyanine), 인도카르보시아닌(indocarbocyanine), 옥사카르보시아닌(oxacarbocyanine) 티아카르보시아닌(thiacarbocyanine) 및 메로시아닌(merocyanine)], 나프탄렌(naphthalene)계 유도체, 쿠마린(coumarin)계 유도체, 옥사디아졸(oxadiazole)계 유도체[예컨대, 피리딜옥사졸(pyridyloxazole), 니트로벤조옥사디아졸(nitrobenzoxadiazole) 및 벤조옥사디아졸(benzodxadiazole)], 피린(pyrene)계 유도체[예컨대, 케스케이드 블루(cascade blue)], 옥사진(oxazine)계 유도체[나일 레드(nile red), 나일 블루(nile blue), 크레실 바이올렛(cresyl violet), 옥사진 170(oxazine 170)], 아크리딘(acridine)계 유도체[예컨대, 프로플라빈(proflavin), 아크리딘(acridine), 오렌지(orange), 아크리딘 옐로우(acridine yellow) 등], 아릴메틴(arylmethine)계 유도체[예컨대, 아우라민(auramine), 크리스탈바이올렛(crystal violet), 마라치트 그린(malachite green)] 및 테트라피롤(tetrapyrrole)계 유도체[예컨대, 포르핀(porphin), 프탈로시아닌(phtalocyanine), 빌리루빈(bilirubin)]로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 형광색소이며, 본 발명의 다른 특정 구현예에 따르면, 상기 형광색소는 잔텐(Xanthene)계 유도체이다.
According to an embodiment of the present invention, the nanorods are further combined with an imaging agent. According to another embodiment of the present invention, the imaging agent is a fluorescent dye, and according to a particular embodiment of the present invention, a Xanthene-based derivative (e.g., fluorescein, rhodamine, Oregon green, eosin and Texas red), cyanine derivatives (such as cyanine, indocarbocyanine, oxacarbocyanine, thiacarbocyanine, Thiacarbocyanine and merocyanine], naphthalene derivatives, coumarin derivatives, oxadiazole derivatives (for example, pyridyloxazole, nitrobenzoxazine, Nitrobenzoxadiazole and benzodxadiazole], pyrene derivatives [such as cascade blue], oxazine derivatives [nile red, nile blue (for example, nile blue, cresyl violet, Acridine derivatives such as proflavin, acridine, orange, acridine yellow, etc., arylsulfonyl derivatives such as arylsulfonyl derivatives, For example, arylmethine-based derivatives (such as auramine, crystal violet, malachite green) and tetrapyrrole derivatives (e.g., porphin, phtalocyanine ), And bilirubin]. According to another specific embodiment of the present invention, the fluorescent dye is a xanthene derivative.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 다음을 포함하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체(intracellular delivery system)를 이용한 암 진단 및 치료용 나노 복합체 약제학적 조성물을 제공한다:According to another aspect of the present invention, there is provided a nanocomposite pharmaceutical composition for diagnosing and treating cancer using a nanorod-based nanocomposite intracellular delivery system comprising:

(a) 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위를 포함하는 다성분 무기 금속 부분을 포함하는 나노막대; 상기 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위는 상기 나노막대에서 서로 공간적으로 구별되어 있으며; (a) a nanorod comprising a multi-component inorganic metal portion comprising a gold component and a nickel component; The gold component portion and the nickel component portion are spatially distinguished from each other in the nanorods;

(b) 상기 나노막대의 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위 중에서 어느 한 부위에 결합된 암세포-결합 분자; 및 (b) a cancer cell-binding molecule bound to any one of a gold component site and a nickel component site of the nanorod; And

(c) 상기 나노막대의 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위 중에서 다른 한 부위에 결합된 항암제.
(c) an anticancer agent bound to the other of the gold component portion and the nickel component portion of the nanorod.

본 발명의 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체는 운반대상의 카르고에 따라, 질병 또는 질환의 치료, 특정 세포의 검출, 질병(예컨대, 암)의 진단, 특정 세포의 위치 추적 및 인 비보 이미징 등에 이용될 수 있다.The nanorod-based nanocomposite intracellular carrier of the present invention can be used for treatment of a disease or a disease, detection of a specific cell, diagnosis of a disease (e.g., cancer), tracking of a specific cell, and in vivo imaging And the like.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 암은 유방암, 호흡기의 암, 소세포성 폐암, 비소세포성 폐암, 기저 세포암, 담도암, 방광암, 골암, 뇌종양, 자궁경부암, 융모암종, 중추신경계 암, 대장암, 직장암, 결합조직암, 소화기 계통의 암, 자궁내막암, 식도암, 안암, 두경부 암, 위암, 상피내 종양, 신장암, 후두암, 백혈병, 급성 골수성 백혈병, 급성 림프구성 백혈병, 만성 골수성 백혈병, 만성 림프구성 백혈병, 간암, 림프종, 비호지킨 림프종, 흑색종, 신경아 세포종, 구강암, 난소암, 췌장암, 전립선암, 망막아종, 횡문근육종, 직장암, 신장암, 육종, 피부암, 위암, 고환암, 갑상선암, 자궁암 또는 비뇨기계의 암이다.
In one embodiment of the present invention the cancer is selected from the group consisting of breast cancer, respiratory cancer, small cell lung cancer, non-small cell lung cancer, basal cell carcinoma, biliary cancer, bladder cancer, bone cancer, brain tumor, cervical cancer, Cancer, leukemia, acute myelogenous leukemia, acute lymphoblastic leukemia, chronic myelogenous leukemia, myelodysplastic syndrome, leukemia, leukemia, acute myelogenous leukemia, cancer of the digestive system, endometrial cancer, esophagus cancer, Cancer of the stomach, cancer of the stomach, cancer of the prostate, retinoblastoma, rhabdomyosarcoma, rectal cancer, renal cancer, sarcoma, skin cancer, stomach cancer, testicular cancer, thyroid cancer, Cancer of the uterus or urinary tract.

본 발명의 암 진단 및 치료용 나노 복합체 약제학적 조성물은 상기 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체와 유사하기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
Since the nanocomposite pharmaceutical composition for diagnosing and treating cancer of the present invention is similar to the nanocomposite-based nanoparticle intracellular carrier, the description common to both is omitted in order to avoid the excessive complexity of the present specification .

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다: The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(a) 본 발명의 나노입자의 크기를 제어하여 세포내로의 전달성을 향상시켜 유전자 전달 효율성을 극대화할 수 있다.(a) By controlling the size of the nanoparticles of the present invention, transfection into cells can be improved and gene transfer efficiency can be maximized.

(b) 본 발명은 암 세포만 선택적으로 표적할 수 있는 리간드로 무기 나노물질을 기능화시켜 암 세포표면에만 유전자 전달체를 근접시킴으로서 유전자 전달의 선택성을 극대화할 수 있다.(b) The present invention can maximize the selectivity of gene transfer by functioning inorganic nanomaterials as a ligand capable of selectively targeting cancer cells and bringing the gene transporter closer to the cancer cell surface only.

(c) 본 발명은 암 세포 사멸기능 단백질을 활성화시킬 수 있는 miRNA를 기능화시켜 암 세포 사멸 유도를 통해 암을 치료할 수 있다.(c) The present invention can treat cancer through induction of cancer cell death by functionalizing miRNA capable of activating cancer cell death function protein.

(d) 본 발명은 나노 막대에 형광물질을 표시시켜 in vitro 상에서 세포 이미징 기술 및 MRI 조영제 기능을 갖는 니켈을 이용하여 in vivo 상에서 세포의 동시 이미징 기술을 통해 암 진단을 할 수 있다.
(d) The present invention can diagnose cancer through simultaneous imaging of cells in vivo using nickel having a cell imaging technique and an MRI contrast agent function in vitro by displaying a fluorescent substance on a nanorod.

도 1은 알루미늄 형판 제작의 모식도를 보여준다.
도 2는 알루미늄 형판의 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지를 보여준다. 오른쪽 이미지는 구입한 알루미늄 형판으로 구멍 크기는 대략 200 ㎚이고, 왼쪽 이미지는 본 발명자들이 제조한 알루미늄 형판으로 구멍 크기는 대략 100 ㎚ 이하이다.
도 3은 무기 나노막대 제작의 모식도를 보여준다.
도 4는 상기 알루미늄 형판을 이용하여 나노막대를 제작하는 전기증착법의 모식도를 보여준다.
도 5는 상기 전기증착법으로 제조된 나노막대의 SEM 이미지 및 광학 현미경 이미지를 보여준다. 오른쪽 이미지는 본 발명자들이 제조한 알루미늄 형판(구멍 크기 100 ㎚ 이하)으로 만든 금 나노막대이고, 가운데 이미지 및 왼쪽 이미지는 구입한 알루미늄 형판(구멍 크기 200 ㎚)으로 만든 금-니켈 나노막대를 나타낸다.
도 6은 다양한 크기의 나노막대의 SEM 이미지로, 오른쪽 이미지 및 가운데 이미지는 구입한 알루미늄 형판으로 제작한 금-니켈 나노막대(지름 약 200 ㎚)이고, 왼쪽 이미지는 본 발명자들이 제조한 알루미늄 형판으로 제작한 나노막대(지름 약 80 ㎚ 이하)이다.
도 7은 전기증착 시간에 대한 나노막대 길이를 나타내는 그래프이다. 왼쪽 그래프는 금 나노막대의 길이를 나타내고, 오른쪽 그래프는 니켈 나노막대의 길이를 나타낸다.
도 8은 암세포의 현미경 이미지로, 왼쪽 이미지는 A549를 나타내고, 오른쪽 이미지는 SK-OV-3을 나타낸다.
도 9는 제조한 펩타이드의 모식도를 나타낸다.
도 10(a) 내지 도 10(b)는 암세포의 현미경 이미지로, (a)는 A549, (B)는 MCF-7, (C)는 SK-OV-3를 보여준다.
도 11(a) 및 도 11(b)는 암 세포 사멸 유도가 가능한 RNA 선정 과정으로, 도 11(a)는 siVEGF의 염기서열을 나타내고, 도 11(b)는 PCR 결과를 통한 siVEGF의 발현 억제 효율을 나타낸다.
도 12는 나노복합체의 모식도를 나타낸다.
도 13(a) 내지 도 13(d)는 나노복합체의 형광이미지로, 도 13(a)는 광학이미지이고, 도 13(b)는 형광(녹색) 이미지이며, 도 13(c)는 형광(붉은색) 이미지이고, 도 13(d)는 도 13(a) 내지 도 13(c)를 병합한 이미지이다. 도 13은 실제 사용한 나노막대가 아닌 형광 이미지 확인을 위해 10 ㎛로 제조한 나노막대이다.
도 14는 MCF-7 세포에 대한 나노복합체 전달을 보여주는 이미지이다. 도 14(a)는 도 14(b) 내지 도 14(d)를 병합한 이미지이고, 도 14(b)는 형광(녹색) 이미지이며, 도 14(c)는 형광(붉은색) 이미지이고, 도 14(d)는 광학이미지이다.
도 15는 VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor)의 mRNA 발현 정도를 비교한 그래프이다.
도 16는 나노복합체를 처리한 VEGF의 단백질 발현정도를 비교한 그래프이다.
도 17은 나노복합체를 처리한 암세포의 생존율을 비교한 그래프이다.
Fig. 1 shows a schematic view of the production of an aluminum mold plate.
2 shows an SEM (Scanning Electron Microscope) image of an aluminum mold plate. The image on the right is the purchased aluminum plate with a hole size of approximately 200 nm, and the left image is an aluminum plate manufactured by the present inventors, and the hole size is approximately 100 nm or less.
Figure 3 shows a schematic diagram of the production of inorganic nanorods.
FIG. 4 is a schematic view of an electrodeposition method for manufacturing nanorods using the aluminum plate.
FIG. 5 shows an SEM image and an optical microscope image of the nanorods prepared by the above-mentioned electrodeposition method. The image on the right is a gold nanorod made of an aluminum mold plate (pore size of 100 nm or less) manufactured by the present inventors, and a middle image and a left image represent gold-nickel nanorods made of purchased aluminum mold (pore size 200 nm).
FIG. 6 is a SEM image of nanorods of various sizes. The right image and the middle image are gold-nickel nanorods (diameter: about 200 nm) fabricated from the purchased aluminum template, and the left image is an aluminum template produced by the present inventors Manufactured nanorods (diameter of about 80 nm or less).
7 is a graph showing nanorod length versus time for electrodeposition. The left graph shows the length of the gold nanorods, and the right graph shows the length of the nickel nanorods.
Fig. 8 is a microscope image of a cancer cell. The left image shows A549 and the right image shows SK-OV-3.
Fig. 9 shows a schematic diagram of the peptide produced.
10 (a) to 10 (b) are microscope images of cancer cells, wherein (a) shows A549, (B) shows MCF-7 and (C) shows SK-OV-3.
11 (a) shows the nucleotide sequence of siVEGF, and Fig. 11 (b) shows the siVEGF expression suppression through the PCR result. Efficiency.
12 shows a schematic diagram of a nanocomposite.
13 (a) to 13 (d) are fluorescence images of a nanocomposite, wherein FIG. 13 (a) is an optical image, 13 (d) is an image obtained by combining Figs. 13 (a) to 13 (c). 13 is a nanorod formed at 10 [mu] m for fluorescence image identification, not actually used nanorods.
Figure 14 is an image showing nanocomposite delivery to MCF-7 cells. 14 (b) is a fluorescence (green) image, Fig. 14 (c) is a fluorescence (red) image, 14 (d) is an optical image.
15 is a graph comparing mRNA expression levels of VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor).
16 is a graph comparing the degree of protein expression of VEGF treated with the nanocomposite.
17 is a graph comparing survival rates of cancer cells treated with the nanocomposite.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are only for describing the present invention in more detail and that the scope of the present invention is not limited by these embodiments in accordance with the gist of the present invention .

실시예 1: 무기 나노 막대 제작을 위한 알루미늄 형판의 제조Example 1: Preparation of an aluminum mold plate for producing inorganic nanorods

알루미늄 형판 제조 기술 확립Established aluminum plate manufacturing technology

알루미늄 호일(AL000630 Aluminum foil, 99.999%, 0.25 ㎜T × 100 ㎜W × 100 ㎜L, Future science)을 이용하여 균일한 구멍을 형성하는 알루미늄 형판(Anodic Aluminum Oxide; AAO)을 제조한다. 상기 알루미늄 호일을 12시간동안 0℃의 조건에서 0.3 M의 옥살산과 약 40 V의 전압을 걸어주어 산화시킨 후에, 산화크롬 용액(1.8w%)을 이용해 12시간 동안 60℃에서 에칭 작업을 실시하였다. 동일한 양의 옥살산을 이용하여 두 번째 산화를 24시간 동안 0℃에서 진행한 후에 포화 수은 용액에 6시간 동안 담궈 알루미늄을 완전히 제거하였다. 마지막으로 알루미늄 형판의 구멍을 일정한 크기(100 ㎚ 이하)로 형성하기 위해 인산용액(8.5%)에 30분 동안 반응시켜 나노막대를 제조하기 위한 알루미늄 형판을 완성하였다(도 1).
Anodic Aluminum Oxide (AAO) is used to form uniform holes by using aluminum foil (AL000630 aluminum foil, 99.999%, 0.25 mm T × 100 mm W × 100 mm L, Future science). The aluminum foil was oxidized by applying a voltage of about 40 V with 0.3 M oxalic acid at 0 캜 for 12 hours, and then etching was performed at 60 캜 for 12 hours using a chromium oxide solution (1.8 wt%) . The same oxidation of oxalic acid was carried out at 0 ° C for 24 hours, then the aluminum was completely removed by soaking in a saturated mercury solution for 6 hours. Finally, in order to form the holes of the aluminum mold plate to have a constant size (100 nm or less), an aluminum mold plate for manufacturing nanorods was completed by reacting with a phosphoric acid solution (8.5%) for 30 minutes (FIG.

다양한 구멍 크기의 알루미늄 형판 확보Obtain aluminum plate with various hole sizes

무기 나노막대를 제작하기 위한 알루미늄 형판은 두 가지 종류를 준비하였다. 멤브레인 필터로 사용하는 알루미늄 형판(Anodisc 13, whatman)을 구매하였다. 상기 알루미늄 형판의 구멍 크기는 약 200 ㎚로, 지름이 200 ㎚인 무기 나노막대의 제작에 사용할 수 있다. 또한 본 발명자들이 전기 산화 방법을 이용하여 제조한 알루미늄 형판은 지름 크기는 100nm 이하의 나노막대를 제조할 수 있다(도 2).
Two types of aluminum plates were prepared for the production of inorganic nanorods. An aluminum plate (Anodisc 13, whatman) used as a membrane filter was purchased. The hole size of the aluminum plate is about 200 nm and can be used for the production of inorganic nanorods having a diameter of 200 nm. In addition, the aluminum plate produced by the present inventors using an electro-oxidation method can produce a nanorod having a diameter of 100 nm or less (FIG. 2).

실시예 2: 무기 금속 나노막대 제조 기법 확립Example 2: Establishment of inorganic metal nanorod manufacturing technique

금 ? 니켈을 이용한 나노막대 제조 기술 확보Gold? Obtained nanorod manufacturing technology using nickel

균일한 크기의 구멍이 형성된 알루미늄 형판을 이용해 무기 나노막대를 제조하였다. 알루미늄 형판의 반대쪽에 열 증착기를 이용하여 은(두께 : 200 ㎚)을 증착하였다. 나노막대를 제작하기 전에 보다 정확한 증착을 위해 은 도금용액(1025 silver, technic inc.)을 이용하여 전기 증착하였다(-0.95 ㎷, 1 C). 은 증착 후 물로 충분히 세척하고, 제조하고자 하는 무기 나노막대의 구성성분 중 원하는 성분[금(TECHNI-GOLD 25, technic inc.) 또는 니켈(한택PMC)]에 일정한 음전압 (-0.95 ㎷)을 주어 증착하였다(예컨대, 금 : 0.15 C, 300 ㎚/니켈 : 0.3 C, 300 ㎚). 원하는 구성(예컨대, 금-니켈 또는 니켈-금-니켈) 및 크기의 나노막대를 제조한 후, 50% 질산 용액을 이용하여 알루미늄 형판의 한쪽 면에 증착되어 있는 은을 완전히 제거하였다. 3차 증류수로 알루미늄 형판을 씻어낸 후 3M 수산화나트륨 용액을 이용해 산화 알루미늄을 융해하여 무기 나노막대를 수득하였다(도 3 및 도 4).
Inorganic nanorods were prepared using an aluminum template having holes of uniform size. Silver (thickness: 200 nm) was deposited on the opposite side of the aluminum template using a thermal evaporator. Prior to fabrication of the nanorods, electrodeposition (-0.95 ㎷, 1 C) was performed using a silver plating solution (1025 silver, technic inc.) For more accurate deposition. (TECHNI-GOLD 25, technic inc.) Or nickel (HANTAI PMC)] among the constituent components of the inorganic nanorods to be produced at a constant negative voltage (-0.95 ㎷) (E.g., gold: 0.15 C, 300 nm / nickel: 0.3 C, 300 nm). After making nanorods of the desired composition (e.g., gold-nickel or nickel-gold-nickel) and size, the silver deposited on one side of the aluminum template was completely removed using 50% nitric acid solution. The aluminum plate was rinsed with tertiary distilled water, and aluminum oxide was melted using 3M sodium hydroxide solution to obtain an inorganic nanorod (FIGS. 3 and 4).

나노 입자 제조 및 주사 전자 현미경(SEM)을 통한 나노 입자의 확인Preparation of nanoparticles and identification of nanoparticles by scanning electron microscopy (SEM)

제조된 무기 나노막대를 주사 전자 현미경 및 광학 현미경을 통해 확인하였다. 오른쪽 사진은 구멍 크기가 100 ㎚ 이하인 알루미늄 형판을 직접 제조하며 만든 금 나노막대이고, 가운데와 왼쪽의 사진은 구멍 크기가 약 200 ㎚인 알루미늄 형판을 구입하여 만든 금-니켈 나노막대이다. 1회 공정으로 만들 수 있는 나노막대의 개수는 대략 2×109개이다(도 5).
The prepared inorganic nanorods were confirmed by scanning electron microscope and optical microscope. The photo on the right is a gold nanorod made by directly manufacturing an aluminum plate with a hole size of 100 nm or less. The middle and left photographs are gold-nickel nanorods made by purchasing an aluminum plate with a hole size of about 200 nm. The number of nanorods that can be made in a single process is approximately 2 x 10 9 (Fig. 5).

실시예 3: 다양한 크기의 나노막대 제조Example 3: Fabrication of nanorods of various sizes

다양한 크기의 나노막대 제작Produce nanorods of various sizes

제작 또는 구매한 다양한 구멍 크기의 알루미늄 형판을 이용하여 여러 가지 지름 크기의 나노막대를 제조할 수 있고, 전기 증착 시간의 조절을 통해서 나노막대의 길이를 조절할 수 있다. 가운데 및 오른쪽의 사진은 구입한 알루미늄 형판으로 제작한 금-니켈 나노막대로써 지름이 약 200 ㎚이다. 왼쪽 사진은 본 발명자들이 직접 제조한 알루미늄 형판으로 제작한 나노막대로써 지름이 약 80 ㎚ 이하이다(도 6).
The nanorods of various diameters can be fabricated by using various hole size aluminum plates manufactured or purchased and the length of the nanorods can be controlled by controlling the electric deposition time. The middle and right photographs are gold-nickel nanorods made of purchased aluminum plate and have a diameter of about 200 nm. The photo on the left is a nanorod made of an aluminum plate manufactured by the present inventors and has a diameter of about 80 nm or less (FIG. 6).

금과 니켈의 전기 증착 시간 조절을 통한 구성 비율의 조절 기술 확립Establishment of control technology of composition ratio by adjusting electric deposition time of gold and nickel

전기 증착 시간의 조절을 통해 형성되는 나노막대의 길이를 제어할 수 있다. 1가 이온 상태인 금 용액을 이용한 금 나노막대의 제조에서는 0.2 C(Coulomb) 당 약 700 ㎚의 나노막대가 형성되었고, 2가 이온 상태의 니켈 용액을 이용한 니켈 나노막대의 제조는 0.2 C당 약 230 ㎚의 나노막대가 형성되었다(도 7).
The length of the nanorods formed through the adjustment of the electrical deposition time can be controlled. In the preparation of gold nanorods using a gold solution with a monovalent ion state, nanorods of about 700 nm were formed per 0.2 C (Coulomb), and production of nickel nanorods using a bivalent ion nickel solution was about 0.2 C A nanorod of 230 nm was formed (Fig. 7).

실시예Example 4: 무기 나노 복합체를 이용하여 치료할 암세포 선정 4: Selection of cancer cells to treat using inorganic nanocomposites

암 세포 후보군 선정 및 수용기 연구Selection of Cancer Cell Candidates and Receptor

본 발명의 목적은 제작한 나노 복합체가 암세포 안으로 선택적으로 침투하여 정확한 세포 이미징 및 치료를 통한 암세포의 사멸 유도이다. 최근 여러 논문에서 발표된 연구결과를 통해 다양한 암세포에서 각기 다른 수용기가 선택적으로 발현되는 것을 확인하였다.It is an object of the present invention to induce the death of cancer cells through accurate cell imaging and treatment by selectively penetrating the nanocomposite into cancer cells. Recent studies in various papers have shown that different receptors are selectively expressed in various cancer cells.

Figure 112013025202043-pat00001
Figure 112013025202043-pat00001

특정 수용기가 발현된 암세포 확보Acquire cancer cells expressing specific receptors

조사된 자료를 바탕으로 황체 형성 호르몬 방출 호르몬 수용기(LHRHR; Luteinizing Hormone-Releasing Hormone Receptor)가 선택적으로 발현되는 폐암 세포(A549; lung adenocarcinoma epitherial cell)와 상대적으로 LHRHR을 발현하지 않는 난소암 세포(SK-OV-3; ovarian cancer)를 선정하여 수용기의 유무에 따른 나노 복합체의 침투 현상을 관찰하고자 하였다(도 8).
Based on the data, A549 (lung adenocarcinoma epitherial cell), which is selectively expressing LHRR (LHRH), and ovarian cancer cells SK (LHRHR) -OV-3; ovarian cancer) were selected to observe the penetration of nanocomposites according to presence or absence of a receptor (FIG. 8).

특정 certain 펩타이드의Of peptide 제작 making

본 연구에서 선택한 A549는 LHRHR이 발현되어 있고, 상기 LHRHR은 황체 형성 호르몬 방출 호르몬(LHRH)에 대해 특이적으로 결합하여 수용기-매개 세포 침투(receptor-mediated endocytosis) 현상을 유도한다. 이러한 LHRH 및 LHRHR의 결합은 특정 펩타이드 서열(Pyr-HWSYkLRPK; 서열목록 제1서열)에 의해 이루어져 있으며, 이를 임의적으로 펩타이드 합성 및 제작하였다(Peptron Inc.). 본 발명에서 제작한 합성 펩타이드는 나노막대에 결합할 수 있는 기능기(Histidine), 형광색소 및 LHRH의 특정 펩타이드 서열를 결합하여 설계하였다(Peptron Inc. 도 9).
A549 selected in this study expresses LHRHR, which specifically binds to luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) and induces receptor-mediated endocytosis. This binding of LHRH and LHRHR is made by a specific peptide sequence (Pyr-HWSYkLRPK; Sequence Listing 1 sequence), which is arbitrarily synthesized and prepared (Peptron Inc.). The synthetic peptides prepared in the present invention were designed by combining specific peptide sequences of Histidine, fluorescent dye and LHRH capable of binding to nanorods (Peptron Inc., FIG. 9).

실시예Example 5: 치료 대상 암 세포와  5: Cancer cells to be treated RNARNA 후보물질 선정 Candidate selection

동일한 수용기를 갖는 둘 이상의 암 세포 확보Securing two or more cancer cells with the same receptor

제작된 다성분 나노 복합체의 세포 전달 및 세포 사멸 유도를 위해서는 LHRH 수용기가 과발현된 세포의 확보가 중요하다. SK-OV-3 및 A549에 더하여 MCF-7(유방암 세포)을 확보하여 실험을 진행하였다(도 10).
In order to induce cell proliferation and apoptosis of the prepared multicomponent nanocomposite, it is important to secure the cell overexpressing the LHRH receptor. In addition to SK-OV-3 and A549, MCF-7 (breast cancer cells) was secured and the experiment was conducted (FIG. 10).

암 세포 사멸 유도가 가능한 Cancer cell death induction is possible RNARNA 물질 선정 Material selection

그동안 연구된 암 세포 사멸 관련 논문 중 siRNA 관련된 논문의 연구 결과를 토대로 암 생장 및 전이와 관련이 있는 VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor) 단백질을 표적물질로 선정하였다. 암 세포 사멸에 직접적인 연관은 없지만, 가장 연구가 활발하게 진행된 표적 물질의 선정을 통해서 표적물질에 따른 연구결과의 오차를 줄이도록 하였다. 세포 연구 분야에서는 살아있는 생체 물질을 다룬다는 측면에 있어서 변수가 많이 있어서 VEGF의 기작을 조절하는 siRNA의 선정 과정을 통해 확실한 siRNA를 선택할 수 있도록 하였다. http://sidirect2.rnai.jp/를 통해 후보 siRNA를 구성하고 실험을 통하여 siRNA를 선정하였다. 도 11은 4개의 siRNA 후보군을 MCF-7에 적용한 결과가 개시되어 있으며, 본 연구과제에서는 비교적 VEGF의 발현을 저해하는 두 번째 siRNA를 선정하였다(Bioneer Inc. 도 11).
VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) protein, which is related to cancer growth and metastasis, was selected as a target substance based on the research results of siRNA related research among the papers related to cancer cell death that have been studied so far. Although there is no direct relationship to cancer cell death, the selection of target substances that have been actively researched has led to a reduction in errors in the results of studies on target substances. In the field of cell research, there are many variables in terms of dealing with living biomaterials, so we can select the definite siRNA through selection of siRNA which regulates the mechanism of VEGF. We constructed candidate siRNA through http://sidirect2.rnai.jp/ and selected siRNA through experiment. FIG. 11 shows results of applying four candidate siRNAs to MCF-7. In this study, a second siRNA that inhibits the expression of VEGF was selected (Bioneer Inc., FIG. 11).

실시예Example 6:  6: 3성분이The three components 고정화된  Immobilized 다기능성Versatile 막대형 나노복합체 개발 Development of rod-shaped nanocomposite

3성분3 components (수용기, (Receptors, siRNAsiRNA , 형광물질) 나노 복합체 구성, Fluorescent material) Composition of nanocomposite

본격적으로 암 세포의 사멸 유도 및 세포 이미징(진단)을 위해 3성분 나노 복합체를 제작하였다. 먼저 전기화학적으로 금-니켈 나노막대를 600 ㎚(금:니켈=300:300)의 크기로 합성하였다. 세척된 나노막대 3pM에 미리 설계한 1 ㎎/㎖의 LHRH-FITC-His를 8시간 동안 4℃에서 반응하였다. 히스티딘(His; Histidine)이 나노막대의 니켈 부분에 선택적으로 반응된다. 이 후에 원심분리기를 이용하여 0.1% 트윈 20을 포함하는 PBS(Phosphate Buffered Saline)로 13000 rpm 및 10 분 동안, 3번 세척하였다. 이 후에 제작된 100 μM SH-siRNA-TAMRA(bioneer 의뢰, 대한민국)를 나노막대에 8시간 동안 4℃에서 반응시켜 SH기가 금 부분에 선택적으로 반응되게 하였다(도 12). 이를 형광현미경을 이용하여 나노막대의 형광 이미지를 통한 선택적 고정화를 확인하였다(도 13).
Three-component nanocomposites were prepared for induction of cancer cell death and cell imaging (diagnosis) in earnest. First, the gold-nickel nanorods were electrochemically synthesized to a size of 600 nm (gold: nickel = 300: 300). 1 mg / ml of LHRH-FITC-His previously designed on the washed nanorods 3 pM was reacted at 4 ° C for 8 hours. Histidine is selectively reacted with the nickel part of the nanorod. Then, the cells were washed three times with PBS (Phosphate Buffered Saline) containing 0.1% Tween 20 at 13000 rpm for 10 minutes using a centrifuge. The resulting 100 μM SH-siRNA-TAMRA (bioneer request, Korea) was reacted at 4 ° C for 8 hours on the nanorod so that the SH group selectively reacted with the gold portion (FIG. 12). This was confirmed by fluorescence microscopy to selectively immobilize the nanorods through a fluorescent image (FIG. 13).

실시예Example 7: 기능성 막대형 나노 복합체를 이용한 암세포의 사멸 유도 7: induction of cancer cell death using functional rod-shaped nanocomposite

3성분3 components 나노 복합체를 이용한 세포 전달(진단) 현상 확인 Confirmation of cell transfer (diagnosis) using nanocomposite

암 세포 사멸을 위해 최종 선정된 MCF-7 세포를 이용해 LHRH, siRNA 및 형광물질이 고정화된 다성분 나노 복합체의 세포 전달을 확인하였다. 제작된 나노복합체(3pM, 100 ㎕)를 세포와 3시간동안 상온에서 반응 시킨 뒤 PBS 용액을 이용해 3번 정도 세척하였다. siRNA 및 LHRH가 각각 붉은색과 녹색의 형광물질을 가지고 있으므로 서로 다른 두 가지 색의 형광 탐지를 통한 암세포 진단에 이용 될 수 있다. 도 14는 복합체가 전달된 MCF-7 세포를 공초점 현미경으로 관찰한 이미지로써 나노 복합체가 세포 안으로 잘 침투했다는 사실을 알 수 있다(도 14).
Cell death of LHRH, siRNA and fluorescent substance immobilized multicomponent nanocomposites was confirmed using MCF-7 cells selected for cancer cell death. The prepared nanocomposite (3 pM, 100 μl) was incubated with the cells for 3 hours at room temperature and then washed three times with PBS solution. Since siRNA and LHRH each have red and green fluorescent materials, they can be used for the diagnosis of cancer cells by detecting fluorescence of two different colors. FIG. 14 is an image of the MCF-7 cell transferred with the confocal microscope, showing that the nanocomposite penetrated into the cell well (FIG. 14).

siRNAsiRNA 를 이용한 암 세포 사멸 유도 확인Induction of cancer cell death using

앞서 암 세포의 사멸 유도를 위해 선정된 표적물질인 VEGF 단백질과 및 siVEGF(siRNA의 한 종류)를 선정하였다. 선정된 siVEGF(GAAGTTCATGGATGTCTAT; 서열목록 제2서열)를 제작된 다성분 나노막대에 고정화 시킨 후에 이를 암 세포에 전달시켜 암 세포의 사멸 유도에 관한 연구를 진행하였다. siRNA(마이크로 RNA)를 통한 암세포의 기작에 대한 확인은 다음과 같은 mRNA 단계, 단백질 단계 및 세포 증식과 같이 세 가지 측면에서 살펴봐야 한다. 먼저 VEGF의 mRNA의 발현 정도를 측정하기 위해 RT-PCR을 통해 siVEGF를 처리한 세포의 발현정도를 관찰하였다(도 15). 결과를 통해 알 수 있듯이, 아무것도 처리하지 않은 음성대조군 세포에 비해 siRNA를 처리한 세포의 mRNA의 발현정도가 확연히 줄어들었으며, 이를 본 연구에서 제작한 나노막대-siRNA 복합체와 비교해 보면 siRNA를 단독으로 침투시켰을 때보다 약 2-3배가량 mRNA의 발현이 덜 된 것을 알 수 있다. 이를 통해 나노 복합체를 통해 효과적으로 siRNA의 기작이 작동하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 siRNA의 작용을 하지 못하는 스크램블(scrambled) siRNA와 아무것도 관능화 하지 않은 나노막대도 같이 세포에 침투시켜 mRNA의 발현도를 측정하였으며, 결과적으로 나노막대에 붙어있는 siRNA를 통해 mRNA의 발현이 저해되는 것을 확인할 수 있었다.VEGF protein and siVEGF (one kind of siRNA) were selected for induction of cancer cell death. After the selected siVEGF (GAAGTTCATGGATGTCTAT; Sequence Listing 2) was immobilized on the prepared multi-component nanorods, it was transferred to cancer cells to study the induction of cancer cell death. Identification of the mechanism of cancer cells through siRNA (microRNA) should be examined in three aspects, such as mRNA stage, protein stage and cell proliferation as follows. First, in order to measure the expression level of VEGF mRNA, the expression level of siVEGF-treated cells was observed by RT-PCR (FIG. 15). As can be seen from the results, the expression level of mRNA of siRNA-treated cells was significantly reduced compared with the negative control cells which were not treated with anything, and compared with the nanorod-siRNA complex prepared in this study, siRNA alone penetrated The expression of mRNA was about 2-3 fold less than that of the control. This confirms that the siRNA mechanism works effectively through the nanocomposite. In addition, scrambled siRNAs that do not function as siRNAs and nanorods that are not functionalized as such penetrate into the cells to measure mRNA expression, resulting in the inhibition of mRNA expression through siRNA attached to nanorods I could confirm.

두 번째로 VEGF 단백질의 발현 정도를 직접 비교하기 위해 시중에서 단백질 정량화에 많이 사용되고 있는 효소 기반 면역 검출 기법(ELISA, Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)을 통해 VEGF의 발현 정도를 비교하였다(도 16). mRNA의 발현정도와 비교했을 때 미세한 차이를 보이는데, 전체적으로 단백질의 발현 정도는 mRNA의 차이보다 크지 않았다. siRNA로 인해 mRNA가 발현저해가 되더라도 그 전에 생성된 단백질이 남아있기 때문에 이런 현상을 보이게 되는데, 이는 향후 반복적인 세포 내의 침투를 정기적으로 진행하면 해결할 수 있는 부분이다. 그래프를 보면 비교적 나노 복합체를 넣은 세포의 발현 정도는 양성대조군 세포의 50% 정도를 보이고, siRNA 단독으로 전달시킨 세포의 발현 정도에 비해서도 적은 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다(도 16).Secondly, in order to directly compare the expression level of VEGF protein, the degree of expression of VEGF was compared through an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), which is widely used for protein quantification in the market (Fig. 16). The expression level of the protein was not greater than that of the mRNA. Even if mRNA expression is inhibited by siRNA, this phenomenon occurs because the protein that has been generated before is observed. This is a part that can be solved by regularly repeating intracellular penetration in the future. The graph shows that the degree of expression of the cells containing relatively nanocomposite is about 50% of that of the positive control cells, and that it is lower than the expression level of cells delivered by siRNA alone (FIG. 16).

마지막으로, 제작된 나노 복합체의 암세포 사멸 여부를 확인하기 위해 나노 복합체의 세포 전달 이후에 MTT 분석법을 실시하였다. 이 기법은 세포의 생존 여부를 검사하기 위한 간단한 방법으로, 나노 복합체가 양성대조군 세포에 비해 20% 정도의 생존율을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 단, 제작된 나노 복합체의 경우도 약 70% 정도의 생존율을 보여 향후 나노막대의 침투 시 세포에 영향을 미치지 않는 복합체 코팅 방법에 대한 연구가 필요할 것으로 보인다. 그러나 나노 복합체 단독으로 세포전달을 한 세포 생존율에 비해서도 siRNA-나노 복합체의 세포 생존율이 현저히 낮기 때문에, 이를 통해 본 연구에서 사용되는 다성분 나노 복합체를 통한 암 세포 사멸 유도에 대한 가능성을 확인할 수 있었다(도 17).
Finally, MTT assay was performed after the cell delivery of the nanocomposite to confirm the death of cancer cells in the prepared nanocomposite. This technique is a simple method for examining the viability of cells. It can be confirmed that the nanocomposite has a survival rate of about 20% as compared with the positive control cells. However, the prepared nanocomposite also has a survival rate of about 70%. Therefore, it is necessary to study the method of coating the nanocomposite that does not affect the cells in the future. However, the cell survival rate of siRNA-nanocomposite is significantly lower than that of single-celled siRNA nanocomposite, and thus, the possibility of inducing cancer cell death through multicomponent nanocomposite used in this study was confirmed 17).

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

<110> Industry-University Cooperation Foundation Sogang University <120> Nanorod-based Nanocomposite Intracellular Delivery System <130> PN130007 <160> 2 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 9 <212> PRT <213> LHRH peptide <400> 1 His Trp Ser Tyr Lys Leu Arg Pro Lys 1 5 <210> 2 <211> 19 <212> RNA <213> siVEGF <400> 2 gaagttcatg gatgtctat 19 <110> Industry-University Cooperation Foundation Sogang University <120> Nanorod-based Nanocomposite Intracellular Delivery System <130> PN130007 <160> 2 <170> Kopatentin 2.0 <210> 1 <211> 9 <212> PRT <213> LHRH peptide <400> 1 His Trp Ser Tyr Lys Leu Arg Pro Lys   1 5 <210> 2 <211> 19 <212> RNA <213> siVEGF <400> 2 gaagttcatg gatgtctat 19

Claims (13)

다음을 포함하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체(intracellular delivery system):
(a) 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위를 포함하는 나노막대로서, 상기 금 성분 부위 및 니켈 성분 부위는 상기 나노막대에서 서로 공간적으로 구별되어 있으며;
(b) 상기 나노막대의 니켈 성분 부위에 결합된 세포-결합 분자(Cell-Adhesion Molecule)인 펩타이드로서, 상기 펩타이드는 세표 표면의 수용기(receptor)에 결합하고; 및
(c) 상기 나노막대의 금 성분 부위에 결합된 카르고(cargo)인 siRNA; 그리고,
상기 (b)의 펩타이드는 황체 형성 호르몬 방출 호르몬(LHRH; Luteinizing Hormone-Releasing Hormone) 펩타이드, 엽산(folic acid), RGD 펩타이드, 클로로톡신(chlorotoxin) 펩타이드, Erb B 펩타이드, EGF(Endothelial Growth Factor) 펩타이드, 아드레노메둘린(adrenomedullin; ADM) 펩타이드, AMF(Autocrine Motility Factor) 펩타이드, 앰피리귤린 펩타이드, APRIL 펩타이드, 아르테민 펩타이드, 베타세일룬 펩타이드, 봄베신 펩타이드, CTR(Calcitonin Receptor) 펩타이드, 엔도텔린 펩타이드, 에리스로포이에틴 펩타이드, FGF(Fibroblast Growth Factor) 펩타이드, FSH(Follicle Stimulating Hormone) 펩타이드, 가스트린 펩타이드, GRP(gastrin releasing peptide), GDNF(Glial-Derived Neurotrophic Factor) 펩타이드, 그렐린 펩타이드, GHRH(Growth Hormone Releasing Hormone) 펩타이드, G-CSF(Granulocyte Colony Stimulating Factor) 펩타이드, 성장 호르몬 펩타이드, HB(Heparin Binding)-EGF 펩타이드, HGF(Hepatocyte Growth Factor) 펩타이드, IL(Interleukin) 펩타이드, KGF(Keratinocyte Growth Factor) 펩타이드, 렙틴 펩타이드, LIF(Leukemia Inhibitory Factor) 펩타이드, α-멜라노트로핀 펩타이드, MGSA(Melanoma Growth Stimulatory Activity)/GRO 펩타이드, NRG 펩타이드, 옥시토신 펩타이드, 오스테오폰틴(osteopontin) 펩타이드, 뉴레귤린-1 펩타이드, VIP(Vasoactive Intestinal Peptide), PACAP(Pituitary Adenylate Cyclase- Activating Peptide), PDGF(Platelet-Derived Growth Factor) 펩타이드, 프로락틴 펩타이드, SCF(Skp, Cullin, F-box containing complex) 펩타이드, 소마토스태틴 펩타이드, 코르티스태틴 펩타이드, TNF(Tumor Necrosis Factor) 펩타이드, TGF(Transforming Growth Factor) 펩타이드, VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor) 펩타이드, 바소프레신 펩타이드, 안지오포이에틴 펩타이드, B-CLL(B-cell Chronic Lymphocytic Leukemia) 펩타이드, a BCGF(B Cell Growth Factor)-12KD 펩타이드, BAFF(B-cell Activating Factor) 펩타이드, 갈라닌 펩타이드, GDNF(Glial cell-derived Neurotrophic Factor) 펩타이드, GnRH 펩타이드, IGF(Insulin-like Growth Factor)-II 펩타이드, 뉴로트로핍 펩타이드, SP(Substance P) 펩타이드, TGF-α 펩타이드, IGF 펩타이드, CXC 펩타이드 또는 CCL(CC chemokine Ligand) 펩타이드이다.
Nanobarb-based nanocomplex intracellular delivery system comprising:
(a) a nanorod comprising a gold component portion and a nickel component portion, wherein the gold component portion and the nickel component portion are spatially separated from each other in the nanorods;
(b) a peptide that is a cell-binding molecule bound to a nickel moiety of the nanorod; the peptide binds to a receptor on the surface of the cell surface; And
(c) an siRNA that is a cargo bound to a gold component of the nanorod; And,
The peptide of (b) is selected from the group consisting of Luteinizing Hormone-Releasing Hormone (LHR) peptide, folic acid, RGD peptide, chlorotoxin peptide, Erb B peptide, EGF (Endothelial Growth Factor) , Adrenomedullin (ADM) peptides, AMR (Autocrine Motility Factor) peptides, amphiprienetic peptides, APRIL peptides, artemin peptides, betacyclin peptides, bombesin peptides, CTR (calcitonin receptor) peptides, endothelin Peptide, erythropoietin peptide, FGF (Fibroblast Growth Factor) peptide, FSH (Follicle Stimulating Hormone) peptide, gastrin peptide, gastrin releasing peptide (GRP), glial-derived neurotrophic factor (GDNF) peptide, ghrelin peptide, growth hormone releasing hormone ) Peptide, Granulocyte Colony Stimulating Factor (G-CSF) peptide, growth hormone peptide, Heparin Bin (leukemia inhibitory factor) peptide, alpha-melanotropin peptide, MGSA (melanoma, melanoma, melanoma, melanoma, etc.) peptide, Growth Stimulatory Activity / GRO peptide, NRG peptide, oxytocin peptide, osteopontin peptide, neuretin-1 peptide, VIP (Vasoactive Intestinal Peptide), PACAP (Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Peptide), PDGF (TGF) peptide, TGF (Transforming Growth Factor) peptide, VEGF (TGF-β) peptide, progesterone peptide, progesterone peptide, peptidic peptide, Vascular Endothelial Growth Factor) peptide, vasopressin peptide, angiopoietin peptide, B-CLL (B-cell Chronic Lymphocytic Leukemia) peptide, a BCGF Growth Factor-12KD peptide, BAFF (B-cell Activating Factor) peptide, GalNAn peptide, GDNF peptide, GnRH peptide, Insulin-like Growth Factor- II peptide, Neurotropic Peptide, a SP (Substance P) peptide, a TGF- alpha peptide, an IGF peptide, a CXC peptide, or a CC (chemokine ligand) peptide.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 펩타이드는 황체 형성 호르몬 방출 호르몬 펩타이드인 것을 특징으로 하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체.
2. The nanodevice-based nanocomposite cell of claim 1, wherein the peptide is a luteinizing hormone-releasing hormone peptide.
제 1 항에 있어서, 상기 세포-결합 분자 또는 카르고는 나노막대 결합용 기능기와 결합되어 있으며, 상기 나노막대 결합용 기능기는 SH 기 또는 이미다졸(immidazole) 기를 포함하는 아미노산이고, 상기 아미노산은 1 내지 20개가 연속적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체.
2. The method of claim 1, wherein the cell-binding molecule or cargo is bound to a functional group for binding the nanorods, the functional group for binding nanorods is an amino acid comprising an SH group or an immidazole group, 20 &lt; / RTI &gt; of the nanoparticles are connected in series.
제 6 항에 있어서, 상기 결합은 세포-결합 분자 또는 카르고와 나노막대 결합용 기능기가 직접적 또는 간접적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체.
7. The nanodevice-based nanocomposite cell of claim 6, wherein the binding is directly or indirectly coupled to a cell-binding molecule or a functional group for binding cargo and nanorod.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 siRNA는 암세포 특이 발현 단백질에 대한 siRNA인 것을 특징으로 하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체.
The nano bar-based nanocomposite cell carrier according to claim 1, wherein the siRNA is siRNA for a cancer cell specific expression protein.
제 9 항에 있어서, 상기 암세포 특이 발현 단백질은 VEGF(Vascular Ephitherial Growth Factors), EGFR(Epidermal Growth Factor Receptors), 에스트로겐 수용기, 프로게스테론 수용기, 피브린, 피브리노겐, HER2(Human Epidermal Growth Factor 2), AFP(alphafetoprotein), CEA(Carcinoembryonic actigen), CA-125, MUC-1, ETA(Epithelial tumor antigen), 티로시나제, 멜라노마-관련 항원(MAGE; Melanoma-associated antigen), ras의 비정상 산물, p53의 비정상 산물, β-2-마이크로글로불린, 티로글로불린, β-인간 융모성 고나도트로핀, uPA(urokinase Plasminogen Activator), PAI-1(Plasminogen Activator Inhibitor), Bcl(B-cell lymphoma)-2, cFLIP(cellular FLICE Inhibitory Protein), Mcl-1(Myeloid cell leukemia-1), NR-13, 센트린, TOS0(fas apoptotic inhibitory molecule 3), CPAN(caspase-activated nuclease), PED, DFF45(DNA-fragmentation-factor 45), XIAP(X-linked Inhibitor of Apoptosis Protein), cIAP-1(cellular Inhibitor of Apoptosis Protein 1), cIAP-2, ML-IAP(livin), BIRC5(survivin), 아폴론, 포르틸린, Bcl-xL(B-cell lymphoma-extra Large) 및 PED((S)-1-phenylethanol dehydrogenase)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단백질인 것을 특징으로 하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체.
10. The method of claim 9, wherein the cancer cell specific expression protein is selected from the group consisting of VEGF (Vascular Ephthalial Growth Factors), EGFR (Epidermal Growth Factor Receptors), estrogen receptors, progesterone receptors, fibrin, fibrinogen, HER2 (human epidermal growth factor 2) ), CEA (carcinoembryonic actigen), CA-125, MUC-1, Epithelial tumor antigen (ETA), tyrosinase, melanoma-associated antigen (MAGE), abnormal product of ras, abnormal product of p53 -2-microglobulin, thioglobulin, β-human chorionic gonadotropin, uPA (urokinase plasminogen activator), PAI-1 (Plasminogen activator inhibitor), Bcl-2, cFLIP Protein), Mcl-1 (Myeloid cell leukemia-1), NR-13, centrin, TOSO (fas apoptotic inhibitory molecule 3), CPAN (caspase-activated nuclease), PED, X-linked inhibitors of Apoptosis Protein (XIAP), cIAP-1 (Cellular Inhibitor of Apoptosis Protein (B-cell lymphoma-extra large) and PED ((S) -1-phenylethanol dehydrogenase), respectively. Wherein the carrier is one or more proteins selected from the group consisting of nanoparticle-based nanocomposite cells.
제 7 항에 있어서, 상기 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체는 상기 세포-결합 분자 또는 카르고와 나노막대 결합용 기능기 사이에 이미징제(imaging agent)가 추가적으로 결합되고, 상기 이미징제는 형광색소이며, 상기 형광색소는 플루오레세인(fluorescein), FITC, 로다민(rhodamine), TAMRA, 오레곤 그린(Oregon green), 에오신(eosin), 텍사스 레드(Texas red), 시아닌(cyanine), 인도카르보시아닌(indocarbocyanine), 옥사카르보시아닌(oxacarbocyanine), 티아카르보시아닌(thiacarbocyanine), 메로시아닌(merocyanine), 피리딜옥사졸(pyridyloxazole), 니트로벤조옥사디아졸(nitrobenzoxadiazole), 벤조옥사디아졸(benzodxadiazole), 케스케이드 블루(cascade blue), 나일 레드(nile red), 나일 블루(nile blue), 크레실 바이올렛(cresyl violet), 옥사진 170(oxazine 170), 프로플라빈(proflavin), 아크리딘(acridine), 오렌지(orange), 아크리딘 옐로우(acridine yellow), 아우라민(auramine), 크리스탈바이올렛(crystal violet), 마라치트 그린(malachite green), 포르핀(porphin), 프탈로시아닌(phtalocyanine) 및 빌리루빈(bilirubin)로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상의 형광색소인 것을 특징으로 하는 나노막대-기반 나노 복합 세포내 운반체.
8. The method of claim 7, wherein the nanorods-based nanocomposite carrier further comprises an imaging agent between the cell-binding molecule or functional group for cargo and nanorod binding, Wherein the fluorescent dye is selected from the group consisting of fluorescein, FITC, rhodamine, TAMRA, Oregon green, eosin, Texas red, cyanine, But are not limited to, indocarbocyanine, oxacarbocyanine, thiacarbocyanine, merocyanine, pyridyloxazole, nitrobenzoxadiazole, benzoxadiazole, benzodiadiazole, benzodxadiazole, cascade blue, nile red, nile blue, cresyl violet, oxazine 170, proflavin, Acridine, orange, acry At least one member selected from the group consisting of acridine yellow, auramine, crystal violet, malachite green, porphin, phtalocyanine and bilirubin Nanoparticle-based nanocomposite cell carrier characterized by fluorescence.
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