KR20210110128A - A nano-ligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophage and a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophage using the same - Google Patents

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KR20210110128A KR1020200050357A KR20200050357A KR20210110128A KR 20210110128 A KR20210110128 A KR 20210110128A KR 1020200050357 A KR1020200050357 A KR 1020200050357A KR 20200050357 A KR20200050357 A KR 20200050357A KR 20210110128 A KR20210110128 A KR 20210110128A
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Abstract

The present invention relates to a nano-ligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages and a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages using the nano-ligand. The method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages of the present invention not only temporally and spatially controls the sliding of the nano-ligand, but also allows reversible control by applying a magnetic field to a substrate containing the nano-ligand, and can efficiently regulate the cell adhesion and phenotype of macrophages in vitro and in vivo through magnetic field-based temporal and spatial control.

Description

대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드 및 이를 이용한 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법{A nano-ligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophage and a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophage using the same}Nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages and a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages using the same }

본 발명은 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드 및 상기 나노리간드를 이용한 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법에 관한 것으로, 구체적으로 상기 나노리간드를 이용하여 대식세포의 세포 부착 및 재생을 원격으로 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages and a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages using the nanoligand. about how to control it.

대식세포는 선천 면역을 담당하는 주요한 세포이다. 온 몸에 정착성으로 있는 것이 대부분이나 일부는 혈액 내에서 단핵구의 형태로 존재한다. 이 단핵구는 수지상 세포나 대식세포로 분화할 수 있다. 대부분의 대식세포는 정착성으로 대표적으로 먼지세포, 미세교세포, 쿠퍼세포, 랑게르한스세포 등이 있으며 이들은 몸 전체에 분포하며, 이들은 항원이 침입하면 섭식하거나 독소를 분비하여 파괴, 항원을 제거하며 림프구에 항원을 전달, 면역반응을 일으킨다. 혈중에 있는 단핵구는 적이 상처로 침입하면 호중구와 같이 혈관 밖으로 나가 대식세포로 분화되어, 박테리아를 제거한다. 또한 대식세포는 체내 여러 곳을 이동하며 식작용을 하는 유리형(Free form)과 지정된 장기에 고정되어 식작용을 하는 고착형(Fixed form)으로 구분된다. 고착형 대식세포는 간의 쿠퍼세포(Kupffer cell), 폐포의 대식세포, 결합조직의 구조(Histiocyte), 뇌의 소교세포(Microglia) 등이 있다.Macrophages are the main cells responsible for innate immunity. Most of them are settled throughout the body, but some exist in the form of monocytes in the blood. These monocytes can differentiate into dendritic cells or macrophages. Most macrophages are sessile and typically include dust cells, microglia, Kupffer cells, and Langerhans cells, which are distributed throughout the body. Delivers antigens and triggers an immune response. When an enemy invades a wound, the monocytes in the blood go out of the blood vessels like neutrophils and differentiate into macrophages, removing bacteria. In addition, macrophages are divided into a free form, which moves and phagocytoses several places in the body, and a fixed form, which is fixed in a designated organ and phagocytic. Adherent macrophages include liver Kupffer cells, alveolar macrophages, connective tissue structures (Histiocytes), and brain microglia (Microglia).

이와 같이 대식세포의 재생 및 함염증 효과를 효율적으로 제어하기 위한 방법으로 생체 내에서 리간드의 제시를 통한 기술이 이용되고 있다. 그러나, 기존의 생체 내에서의 나노리간드 제시는 대부분 정적이거나, 동적이어도 실시간 원격제어를 통한 거시 규모의 나노리간드 밀도의 가역적인 변화는 불가능한 단점이 있다.As such, as a method for efficiently controlling the regeneration and anti-inflammatory effects of macrophages, a technique through the presentation of ligands in vivo is used. However, although most of the existing nanoligand presentation in vivo is static or dynamic, it is impossible to reversibly change the density of nanoligands on a macroscopic scale through real-time remote control.

대한민국 공개특허 제10-2014-0084043호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0084043

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판과 정전기적으로 결합하여 이동이 가능한 나노리간드를 제공하고, 상기 나노리간드를 이용하여 실시간 원격을 통해 거시적인 나노리간드 밀도를 가역적으로 변화시켜 대식세포의 세포 부착 및 재생을 촉진하는 방법을 제공함에 있다.The problem to be solved by the present invention is to provide a movable nanoligand by electrostatic bonding with a substrate, and reversibly change the macroscopic nanoligand density through real-time remote using the nanoligand to attach macrophages to cells And to provide a method for promoting regeneration.

본 발명은 자성나노입자를 포함하는 코어; 및 코어를 감싸도록 구비되고 인테그린 리간드 펩티드를 포함하는 코팅층을 포함하고,The present invention includes a core comprising magnetic nanoparticles; and a coating layer provided to surround the core and comprising an integrin ligand peptide,

상기 인테그린 리간드 펩티드는 음으로 하전된 것을 특징으로 하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드를 제공한다.The integrin ligand peptide provides a nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, characterized in that they are negatively charged.

또한, 본 발명은 자성나노입자를 포함하는 코어를 준비하는 단계; 상기 코어를 링커를 포함하는 제1 현탁액과 혼합하여 링커가 결합된 코어를 제조하는 단계; 및 상기 링커가 결합된 코어를 인테그린 리간드 펩티드(RGD)을 포함하는 제2 현탁액과 혼합하는 단계;를 포함하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a core comprising magnetic nanoparticles; preparing a core to which a linker is bound by mixing the core with a first suspension containing a linker; And mixing the linker-coupled core with a second suspension comprising an integrin ligand peptide (RGD); for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to any one of claims 1 to 5, comprising a; A method for preparing a nanoligand is provided.

아울러, 본 발명은 상기 서술한 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드를 포함하는 용액을 표면이 활성화된 기판을 담지하여 나노리간드 제시 기판을 제조하는 단계; 및 상기 나노리간드 제시 기판에 배양액을 처리한 후 외부 자기장을 인가하여 대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계를 포함하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a nanoligand presentation substrate by supporting a substrate with an activated surface in a solution containing the nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages as described above; And it provides a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, comprising the step of controlling the cell adhesion and regeneration of macrophages by applying an external magnetic field after treating the culture medium to the nanoligand presentation substrate.

본 발명에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드는 자성나노입자를 포함하는 코어 상에 음으로 하전된 리간드를 코팅된 것으로 기판과 정전기적 결합을 통해 기판 상에서 이동(슬라이딩)이 용이하다.The nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to the present invention is a negatively charged ligand coated on a core containing magnetic nanoparticles, and it is easy to move (sliding) on the substrate through electrostatic bonding with the substrate .

또한, 본 발명에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법은 상기 나노리간드를 포함하는 기판에 자기장을 인가함으로써 나노리간드의 슬라이딩을 시간적 및 공간적으로 제어할 뿐만 아니라 가역적인 제어도 가능하며, 상기 자기장 기반 시공간적 제어를 통해 생체 외 및 생체 내에서의 대식세포의 세포 부착 및 표현형 분극을 효율적으로 조절할 수 있다.In addition, in the method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to the present invention, by applying a magnetic field to the substrate including the nanoligand, not only temporally and spatially controlling the sliding of the nanoligand, but also reversible control is possible, and the magnetic field Based on spatiotemporal control, we can efficiently regulate cell adhesion and phenotypic polarization of macrophages in vitro and in vivo.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드 및 이를 이용한 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법을 도식화한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 투과전자 현미경 이미지(TEM)이다. 스케일 바는 20 nm를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 특성을 나타낸 것이다: (a)는 크기 분포를 갖는 자성 나노 입자(MNP) 및 아미노-실리카-코팅된 MNP의 동적 광산란 이미지이고, (b)는 대표적인 아미노-실리카-코팅된 MNP의 고각 환형 암시야 주사 투과 전자 현미경(High-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy, HAADF-STEM) 이미지이다. 스케일 바는 20 nm를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 푸리에 변환 적외선 스펙트럼 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 진동 샘플 자력계 히스테리시스(Vibrating sample magnetometer hysteresis)이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기판과 슬라이딩 가능한 나노리간드의 정전기적 결합(Electrostatic coupling)을 도식화한 이미지이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 거시 규모와 및 나노 규모의 나노리간드의 슬라이딩의 인시투 가역적인 시공간 조작(In situ reversible spatiotemporal manipulation)에 대한 주사전자현미경(SEM) 및 원자간력 현미경(AFM)으로 촬영한 이미지이다: (a) 및 (b)는 양으로 하전된 기판 및 나노리간드의 이미지이고, (c) 및 (d)는 타입-랩스 SEM 이미징(Time-lapse SEM imaging)의 결과이며, (e)는 AFM 스캐닝을 통한 나노리간드의 슬라이딩의 나노스케일 변위를 나타낸 것이다.
도 9는 비교예의 영구 자석의 부재에서 인시투 나노리간드의 슬라이딩의 원자간력 현미경(AFM) 이미지이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 나노리간드의 인시투 제어의 인테그린 β1(integrin β1) 결합을 조절하는 것을 나타낸다: (a) 기판의 "좌측" 아래에 영구자석이 있는 슬라이딩 나노리간드의 모식도이고, (b) 기판의 "자석", "중간" 및 "비-자석"에서 슬라이딩 가능한 나노리간드에 결합한 후 인테그린 β1 면역형광의 공초점 이미지이고, 스케일바는 50 ㎛를 의미하며, (c) 기판의 "자석", "중간" 및 "비-자석" 쪽에서 인테그린 β1 클러스터의 염색 강도의 정량을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 나노리간드의 슬라이딩의 인시투 제어 실험 결과를 나타낸 이미지이다:(a)는 기판의 바닥(“자석” 쪽)에 있는 영구자석을 위치시켜 수행된 24시간의 대식세포 배양 후 빈쿨린, 액틴 및 핵에 대한 면역형광 염색에 상응하는 공초점 이미지와 함께 기판의 바닥(“자석” 쪽)에 영구자석이 배치됨으로써 슬라이딩 가능한 나노리간드를 조작하는 개략적인 이미지이다. (b)는 대식세포의 부착 세포 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비의 정량을 나타낸 그래프이다.
도 12는 비교예에 따른 대식세포의 부착성 실험 결과이다: (a)는 RGD 펩타이드 리간드 또는 자기장이 없는 경우에 24시간 대식세포 배양한 후 빈쿨린, 액틴 및 핵에 대한 면역형광 염색의 공초점 이미지이다. (b)는 대식세포 밀도, 면적 및 종횡비의 정량을 나타낸 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 거시 규모의 나노리간드의 조절을 통해 대식세포의 부착성을 제어하는 실험 결과이다. (a)는 기판의 바닥에 영구자석을 배치하거나[“자기장(MF)”] 또는 기판으로부터 영구자석을 빼내는[“자기장 없음(NMF)”] 것으로 수행된 12시간 또는 24시간 대식세포 배양 후에 F-액틴 및 핵을 가진 빈쿨린에 대한 면역형광의 공초점 이미지이다. (b)는 기판의 “좌측” 면에 대한 대식세포의 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비를 계산한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 나노리간드의 시간 조절에 따른 기판의 "우측" 면에 대한 대식세포 밀도, 면적 및 종횡비의 정량을 나타낸 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 거시 규모 나노리간드 제시의 시간적 전환에 대한 (a) 면역형광의 공초점 이미지 및 (b) 대식세포의 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비를 계산한 그래프이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 나노리간드의 시간 조절된 자기인력에 따른 표현형 실험 결과이다: (a)는 M2 분극 배지 하에서 배양된 대식세포에 대한 M2 표현형 마커(Arginase-1 및 Ym1) 또는 M1 분극 배지 하에서 배양된 대식세포에 대한 M1 표현형 마커(iNOS and TNF-α)의 정량적 유전자 발현을 나타낸 그래프이다. (b-c)는 배양된 대식세포의 Arg-1 및 핵의 iNOS에 대한 면역형광의 공초점 이미지이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 M1 분극 배지(polarizing medium)에서 대식세포의 M2 표현형을 나타낸 그래프이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 M2 분극 배지(polarizing medium)에서 대식세포의 M1 표현형을 나타낸 그래프이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력에 기적 인력에 대한 대식세포의 M2 표현형 실험의 면역형광의 공초점 이미지이다.
도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 나노리간드의 자기 인력 조절 실험의 (a) 면역형광의 공초점 이미지 및 (b) 부착성 대식세포의 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비 또는 M2 배지에서 배양한 후의 면적, 종횡비 및 Arg-1의 염색 강도의 계산을 나타낸 그래프이다.
도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력에 대한 생체 내에서의 숙주 대식세포의 부착성 및 염증성 M1 표현형 실험의 결과이다: (a)는 생체 내에서 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 제어의 대략적인 모식도이다. (b)는 기판의 "자석" 및 "비-자석" 쪽에 부착된 세포의 iNOS, F-액틴 및 핵에 대한 면역형광의 공초점 이미지이다. (c)는 생체 내 부착된 세포의 M1 표현형 마커(iNOS and TNF-α)의 유전자 발현 프로파일(n=3) 뿐만 아니라 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비(n=30)의 계산을 나타낸 그래프이다.
도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이드 가능한 나노리간드에 대해 숙주 호중구의 생체 내 부착 실험 결과이다. (a)는 기판 상에 IL-4 및 IL-13을 피하에 주입한 24시간 후에 슬라이딩 가능한 나노리간드를 나타내는 기판의 "자석" 및 "비-자석" 쪽에 부착된 숙주 세포의 NIMP-R14, F-액틴 및 핵에 대한 면역형광 염색의 공초점 이미지이다. (b)는 생체 내 부착된 NIMP-R14-양성 숙주 호중구의 밀도의 정량을 나타낸 그래프이다.
도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력(magnetic attraction)에 대한 생체 내에서 숙주 대식세포의 부착성 및 재생성 M2 표현형 실험 결과를 나타낸 것이다: (a) IL-4 및 IL-13을 기판 상에 주입하여 피하 이식 24시간 후의 슬라이딩 가능한 나노리간드를 가지는 기판의 "자석" 및 "비-자석" 쪽에 부착된 세포의 Arg-1, F-액틴 및 핵에 대한 면역형광의 공초점 이미지이다. (b) 생체 내 부착된 세포의 M2 표현형 마커(Arg-1 and Ym1)의 유전자 발현 프로파일(n=3) 뿐만 아니라 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비(n=30)의 계산을 나타낸 그래프이다. 도 4b에 나타낸 (c) ROCK 억제(Y27632을 갖는) 하에 핵 대 세포질 YAP 형광 비율 및 (d) 미오신 Ⅱ 억제(블레비스타틴을 갖는)의 세포 면적을 계산한 그래프이다.
1 is a schematic diagram showing a nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages and a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages using the same according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram schematically illustrating a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to an embodiment of the present invention.
3 is a transmission electron microscope image (TEM) of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention. Scale bar represents 20 nm.
4 shows the characteristics of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention: (a) is a dynamic light scattering image of magnetic nanoparticles (MNP) having a size distribution and amino-silica-coated MNP, ( b) is a representative high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) image of amino-silica-coated MNPs. Scale bar represents 20 nm.
5 is a Fourier transform infrared spectrum image of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention.
6 is a vibrating sample magnetometer hysteresis of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic image of electrostatic coupling between a substrate and a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention.
8 is a scanning electron microscope (SEM) and an atomic force microscope (SEM) for in situ reversible spatiotemporal manipulation of sliding of the macroscale and nanoscale nanoligands according to an embodiment of the present invention; AFM): (a) and (b) are images of the positively charged substrate and nanoligand, (c) and (d) are the results of type-lapse SEM imaging (Time-lapse SEM imaging) , and (e) shows the nanoscale displacement of the nanoligand sliding through AFM scanning.
9 is an atomic force microscope (AFM) image of the sliding of the nanoligand in situ in the absence of a permanent magnet of a comparative example.
Figure 10 shows the regulation of integrin β1 binding of in situ control of a sliding nanoligand according to an embodiment of the present invention: (a) a sliding nanoligand with a permanent magnet under the "left" of the substrate Schematic diagram, (b) confocal image of integrin β1 immunofluorescence after binding to a slidable nanoligand in “magnet”, “middle” and “non-magnet” of the substrate, scale bar means 50 μm, (c) ) A graph showing the quantification of staining intensity of integrin β1 clusters on the “magnetic”, “middle” and “non-magnetic” sides of the substrate.
11 is an image showing the results of an in situ control experiment of sliding of a nanoligand according to an embodiment of the present invention: (a) is 24 hours performed by positioning a permanent magnet on the bottom (“magnet” side) of the substrate After macrophage culture of . (b) is a graph showing the quantification of the adherent cell density, cell area, and cell aspect ratio of macrophages.
12 is a macrophage adhesion test result according to Comparative Example: (a) is a confocal immunofluorescence staining for vinculin, actin and nucleus after 24 hours of macrophage culture in the absence of RGD peptide ligand or magnetic field It is an image. (b) is a graph showing the quantification of macrophage density, area and aspect ratio.
13 is an experimental result for controlling the adhesion of macrophages through the regulation of macro-scale nanoligands according to an embodiment of the present invention. (a) shows F after 12 h or 24 h macrophage incubation performed by placing a permanent magnet on the bottom of the substrate [“magnetic field (MF)”] or withdrawing the permanent magnet from the substrate [“no magnetic field (NMF)”] -Confocal images of immunofluorescence for actin and vinculin with nucleus. (b) is a graph in which the density of macrophages, cell area, and cell aspect ratio are calculated for the “left” side of the substrate.
14 is a graph showing the quantification of macrophage density, area, and aspect ratio for the "right" side of the substrate according to the time control of the nanoligand according to an embodiment of the present invention.
15 is a graph of (a) immunofluorescence confocal image and (b) macrophage density, cell area and cell aspect ratio for temporal transformation of macroscopic nanoligand presentation according to an embodiment of the present invention.
16 is a phenotypic experiment result according to time-controlled magnetic attraction of a nanoligand according to an embodiment of the present invention: (a) is an M2 phenotypic marker (Arginase-1 and Ym1) for macrophages cultured in M2 polarized medium Alternatively, it is a graph showing quantitative gene expression of M1 phenotypic markers (iNOS and TNF-α) for macrophages cultured under M1 polarization medium. (bc) is a confocal image of immunofluorescence for Arg-1 and nuclear iNOS of cultured macrophages.
17 is a graph showing the M2 phenotype of macrophages in M1 polarizing medium of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention.
18 is a graph showing the M1 phenotype of macrophages in M2 polarizing medium of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention.
19 is a confocal image of immunofluorescence in the M2 phenotype experiment of macrophages for miraculous attraction to magnetic attraction of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention.
20 is a confocal image of (a) immunofluorescence and (b) density, cell area and cell aspect ratio of adherent macrophages or cultured in M2 medium of a magnetic attraction regulation experiment of a nanoligand according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the calculation of the area, aspect ratio, and Arg-1 staining intensity afterward.
Figure 21 is the result of the host macrophage adhesion and inflammatory M1 phenotype experiments in vivo against the magnetic attraction of the slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention: (a) is a slidable nanoligand in vivo It is a schematic diagram of the self-control of (b) is a confocal image of immunofluorescence for iNOS, F-actin and nuclei of cells attached to the “magnetic” and “non-magnetic” sides of the substrate. (c) is a graph showing the calculation of density, cell area and cell aspect ratio (n=30) as well as gene expression profile (n=3) of M1 phenotypic markers (iNOS and TNF-α) of adherent cells in vivo.
22 is an in vivo adhesion test result of host neutrophils to the slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention. (a) NIMP-R14, F of host cells attached to the “magnetic” and “non-magnetic” side of the substrate, showing slidable nanoligands 24 hours after subcutaneous injection of IL-4 and IL-13 on the substrate. -Confocal images of immunofluorescence staining for actin and nuclei. (b) is a graph showing the quantification of the density of attached NIMP-R14-positive host neutrophils in vivo.
23 shows the results of the adhesion and regeneration M2 phenotype experiments of host macrophages in vivo for magnetic attraction of the slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention: (a) IL-4 and Immunofluorescence for Arg-1, F-actin and nuclei of cells attached to the “magnetic” and “non-magnetic” sides of the substrate with slidable nanoligands 24 hours after subcutaneous implantation by injecting IL-13 onto the substrate It is a confocal image. (b) A graph showing the calculation of density, cell area and cell aspect ratio (n=30) as well as gene expression profiles (n=3) of M2 phenotypic markers (Arg-1 and Ym1) of adherent cells in vivo. Figure 4b is a graph in which (c) the ratio of nuclear to cytoplasmic YAP fluorescence under ROCK inhibition (with Y27632) and (d) the cell area of myosin II inhibition (with blevisstatin) were calculated.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings in order to describe the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms.

대식세포는 지속적으로 리모델링된 세포외 매트릭스(ECM)과 도적으로 상호작용하여, 이에 의해 생체 내에서 공간적 및 시간적으로 이질적인 거시 규모의 나노리간드 분포가 발생한다. 본 발명에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드는 거시 규모의 나노리간드 분포를 공간적 및 시간적으로 변화시킴으로써 가역적인 원격 제어를 가능하게 하여 세포 외 매트릭스(ECM) 리모델링을 모방할 수 있고, 시간적 및 공간적인 숙주 반응(host responses)의 제어를 위한 대식세포의 부착 및 분극을 조절할 수 있다. 본 발명의 나노리간드는 음으로 하전된 슬라이딩 나노리간드와 양으로 하전된 기판의 정전기적 상호작용을 통해 결합하며, 고분자 링커 및 음으로 하전된 RGD 리간드로 코팅된 자성 코어 나노입자(magnetic core nanoparticles)를 이용하여 나노리간드의 슬라이딩 가능성을 최적화하였다. 거시 규모의 나노리간드 밀도를 시공간적 및 가역적으로 변화시키는 외부 자기장 하에서 거시 규모 및 인시투 나노 규모의 나노리간드 슬라이딩의 특징을 확인하였다. 또한, 본 발명은 생체 내에서 숙주 대식세포의 부착 및 분극 표현형을 조절하기 위해 슬라이딩 가능한 나노리간드를 자기적으로 끌어당겨 거시 규모의 나노리간드 밀도의 전례 없는 인시투 조작을 제시한다. 구체적으로, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 시간-제어된 자기 인력은 대식세포의 염증성 M1 표현형을 억제하지만 재생성 M2 표현형을 자극한다. 또한, 본 발명의 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력은 대식세포 내 부착 구조의 조립(assembly)을 촉진하여 M2 표현형에 그들의 분극을 자극한다. 이를 통해 본 발명에 따른 나노리간드는 거시 규모의 나노리간드 밀도의 원격, 시공간적 및 가역적인 제어를 통해 생체 내 임플란트(implant)에 대한 면역조절 조직-재생성 반응의 시공간적 조절을 가능하게 한다.Macrophages constantly interact with the remodeled extracellular matrix (ECM), resulting in spatially and temporally heterogeneous macro-scale distribution of nanoligands in vivo. The nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to the present invention can mimic extracellular matrix (ECM) remodeling by enabling reversible remote control by spatially and temporally changing macro-scale nanoligand distribution, It can modulate the adhesion and polarization of macrophages for the control of temporal and spatial host responses. The nanoligand of the present invention binds to a negatively charged sliding nanoligand through an electrostatic interaction of a positively charged substrate, and magnetic core nanoparticles coated with a polymeric linker and negatively charged RGD ligand. was used to optimize the sliding potential of the nanoligand. Characteristics of macroscopic and in-situ nano-scale sliding of nanoligands under an external magnetic field that spatially and reversibly change macro-scale nanoligand density were confirmed. Furthermore, the present invention presents unprecedented in situ manipulation of macro-scale nanoligand densities by magnetically attracting slidable nanoligands to modulate the adhesion and polarization phenotype of host macrophages in vivo. Specifically, the time-controlled magnetic attraction of slidable nanoligands suppresses the inflammatory M1 phenotype of macrophages but stimulates the regenerative M2 phenotype. In addition, the magnetic attraction of the slidable nanoligands of the present invention promotes the assembly of adhesion structures within macrophages, thereby stimulating their polarization to the M2 phenotype. Through this, the nanoligand according to the present invention enables the spatiotemporal modulation of the immunomodulatory tissue-regenerative response to the implant in vivo through remote, spatiotemporal and reversible control of the nanoligand density on the macroscale.

본 발명은 자성나노입자를 포함하는 코어; 및 상기 코어를 감싸도록 구비되고 인테그린 리간드 펩티드를 포함하는 코팅층을 포함하고, 상기 인테그린 리간드 펩티드는 음으로 하전된 것을 특징으로 하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드를 제공한다.The present invention includes a core comprising magnetic nanoparticles; and a coating layer provided to surround the core and including an integrin ligand peptide, wherein the integrin ligand peptide is negatively charged. It provides a nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages.

도 1은 본 발명에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드 및 이를 이용한 하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to the present invention and a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages using the same.

도 1을 살펴보면, 본 발명의 나노리간드는 자성나노입자를 포함하는 코어; 및 상기 코어를 감싸도록 구비되고 인테그린 리간드 펩티드(peptide)를 포함하는 코팅층을 포함하며, 상기 인테그린 리간드 펩티드는 음으로 하전된 인테그린 펩티드 인 것을 알 수 있다. 구체적으로, 상기 코어 상에 결합된 인테그린 리간드 펩티드는 코어를 마이셀 구조와 같이 코어를 둘러싸는 형태일 수 있다. 이에 따라 상기 나노리간드의 표면 전하는 음전하를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 가능한 나노리간드는 초상자성 코어 산화철 나노입자가 먼저 합성되고, 상기 초상자성 코어 나노입자에 기능성 아미노-실리카 쉘로 작용기화한 다음 폴리에틸렌 글리콜(PEG) 링커로 코팅하여 음으로 하전된 인테그린 리간드 펩티드(RGD, CCDRGD)가 그라프팅되어 나노리간드의 슬라이딩성을 향상시킬 수 있다.Referring to Figure 1, the nanoligand of the present invention is a core comprising magnetic nanoparticles; and a coating layer provided to surround the core and including an integrin ligand peptide (peptide), it can be seen that the integrin ligand peptide is a negatively charged integrin peptide. Specifically, the integrin ligand peptide bound to the core may have a form surrounding the core, such as a micelle structure. Accordingly, the surface charge of the nanoligand may represent a negative charge. For example, a slidable nanoligand is a negatively charged integrin in which superparamagnetic core iron oxide nanoparticles are first synthesized, the superparamagnetic core nanoparticles are functionalized with a functional amino-silica shell, and then coated with a polyethylene glycol (PEG) linker. Ligand peptides (RGD, CCDRGD) can be grafted to improve the sliding properties of nanoligands.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드의 투과전자 현미경(TEM) 이미지로, 상기 나노리간드의 크기를 알 수 있다. 구체적으로, 상기 나노리간드는 30 내지 60 nm의 직경을 가질 수 있다. 상기 나노리간드의 직경이 30 nm 미만인 경우, 상기 나노리간드를 이동을 제어하기 어렵고, 60 nm 초과인 경우에는 대식세포의 세포 부착 효율이 저하되어 문제될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 나노리간드는 30 내지 50 nm 또는 35 내지 45 nm의 직경을 가질 수 있다.3 is a transmission electron microscope (TEM) image of the nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to the present invention, and the size of the nanoligand can be seen. Specifically, the nanoligand may have a diameter of 30 to 60 nm. When the diameter of the nanoligand is less than 30 nm, it is difficult to control the movement of the nanoligand, and when it is more than 60 nm, the cell adhesion efficiency of macrophages is lowered, which may cause a problem. More specifically, the nanoligand may have a diameter of 30 to 50 nm or 35 to 45 nm.

상기 자성나노입자는 자성을 띠는 나노입자라면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 자성나노입자는 5 내지 30 nm의 직경을 가질 수 있다. 상기 자성나노입자의 직경이 5 nm 미만인 경우 입자의 크기가 너무 작아 손실(loss)가 많아 효율이 저하되고, 30 nm 초과인 경우에는 나노리간드의 직경이 커지고 이에 의하여 대식세포의 세포 부착 효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 자성나노입자는 5 내지 15 nm, 15 내지 20 nm 또는 10 내지 20 nm의 직경을 가질 수 있다. 상기와 같은 자성나노입자를 포함함으로써, 본 발명의 나노리간드는 자기장을 이용하여 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진할 수 있다.The magnetic nanoparticles are not particularly limited as long as they are magnetic nanoparticles. For example, the magnetic nanoparticles may have a diameter of 5 to 30 nm. When the diameter of the magnetic nanoparticles is less than 5 nm, the particle size is too small, resulting in a large loss, and thus the efficiency is lowered. problems may arise. More specifically, the magnetic nanoparticles may have a diameter of 5 to 15 nm, 15 to 20 nm, or 10 to 20 nm. By including the magnetic nanoparticles as described above, the nanoligand of the present invention can promote cell adhesion and regeneration of macrophages using a magnetic field.

또한, 상기 자성나노입자는 실리카가 표면에 결합된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 자성나노입자는 아미노-실리카가 표면에 결합된 것일 수 있다. 상기 실리카의 종류는 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 및 (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APTES) 중 어느 하나 이상일 수 있다.In addition, the magnetic nanoparticles may be silica bonded to the surface. Specifically, the magnetic nanoparticles may be amino-silica bonded to the surface. The type of silica may be at least one of tetraethylorthosilicate (TEOS) and (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES).

예를 들어, 본 발명의 나노리간드는 상기 코어와 코팅층 사이에 링커로 연결된 구조이고, 상기 링커는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)계 링커일 수 있다. 구체적으로 상기 폴리에틸렌 글리콜계 링커는 말레이미드-폴리에틸렌글리콜-NHS 에스터(Mal-PEG-NHS ester)일 수 있다. 상기와 같은 링커를 포함하여 코어와 코팅층 사이의 결합력을 높여 나노리간드의 내구성을 높일 수 있다.For example, the nanoligand of the present invention has a structure connected by a linker between the core and the coating layer, and the linker may be a polyethylene glycol (PEG)-based linker. Specifically, the polyethylene glycol-based linker may be maleimide-polyethylene glycol-NHS ester (Mal-PEG-NHS ester). By including the linker as described above, it is possible to increase the binding force between the core and the coating layer to increase the durability of the nanoligand.

상기 코팅층은 코어 또는 코어에 결합된 링커에 결합되되, 코어를 둘러싼 형태일 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층은 인테그린 리간드 펩티드(RGD)를 포함하고, 상기 인테그린 리간드 펩티드는 음으로 하전된 형태일 수 있고, 음으로 하전된 티올화된 인테그린 리간드 펩티드를 포함할 수 있다. 상기와 같이 음으로 하전된 인테그린 리간드 펩티드를 포함하여 본 발명의 나노리간드의 표면은 음으로 하전된 형태를 가지며, 이에 따라 기판과 정전기적 결합을 통해 기판 상의 이동이 자유로울 수 있다. 이러한 특징으로 인해 상기 나노리간드는 '슬라이딩 가능한 나노리간드'라고도 하며, 기판 상에서 나노리간드의 슬라이딩을 통해 대식세포의 세포 부착 및 재생을 촉진시킬 수 있다.The coating layer is coupled to a core or a linker coupled to the core, and may have a form surrounding the core. Specifically, the coating layer may include an integrin ligand peptide (RGD), and the integrin ligand peptide may be in a negatively charged form, and may include a negatively charged thiolated integrin ligand peptide. As described above, the surface of the nanoligand of the present invention, including the negatively charged integrin ligand peptide, has a negatively charged form, and thus can be freely moved on the substrate through electrostatic bonding with the substrate. Due to these characteristics, the nanoligand is also referred to as a 'slidable nanoligand', and can promote cell adhesion and regeneration of macrophages through sliding of the nanoligand on the substrate.

또한, 본 발명은 자성나노입자를 포함하는 코어를 준비하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of preparing a core comprising magnetic nanoparticles;

상기 코어를 링커를 포함하는 제1 현탁액과 혼합하여 링커가 결합된 코어를 제조하는 단계; 및preparing a core to which a linker is bound by mixing the core with a first suspension containing a linker; and

상기 링커가 결합된 코어를 인테그린 리간드 펩티드(RGD)을 포함하는 제2 현탁액과 혼합하는 단계;를 포함하는 상기 서술한 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드의 제조방법을 제공한다.It provides a method for preparing the nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages as described above, comprising the step of mixing the linker-bound core with a second suspension containing an integrin ligand peptide (RGD).

상기 코어를 준비하는 단계는 자성나노입자를 실란 용액과 교반하여 실란이 코팅된 코어를 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 코어를 준비하는 단계는 자성나노입자를 아미노-실란 용액과 교반하여 아미노-실란이 코팅된 코어를 형성할 수 있다. 상기 실란 용액에 포함된 실란의 종류는 테트라에틸오르토실리케이트(TEOS) 및 (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APTES) 중 어느 하나 이상일 수 있다.In the preparing of the core, magnetic nanoparticles may be stirred with a silane solution to form a silane-coated core. Specifically, preparing the core may include stirring the magnetic nanoparticles with an amino-silane solution to form an amino-silane-coated core. The type of silane included in the silane solution may be at least one of tetraethylorthosilicate (TEOS) and (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES).

구체적으로, 상기 링커가 결합된 코어를 제조하는 단계는 상기 코어를 링커를 포함하는 현탁액에 암 조건 하에서 10 시간 내지 20 시간 또는 10 시간 내지 15 시간 동안 교반하여 수행할 수 있다. 이에 따라 링커가 결합된 코어를 얻을 수 있다. 이때, 영구자석을 이용하면서 용매로 2회 이상 세척하여 링커가 결합된 코어를 수득할 수 있다. 상기 용매는 디메틸포름알데히드(DMF) 및 디메틸설폭시드(DMSO) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the step of preparing the core to which the linker is bound may be performed by stirring the core in a suspension containing the linker under dark conditions for 10 hours to 20 hours or 10 hours to 15 hours. Accordingly, a core to which a linker is bonded can be obtained. In this case, the core to which the linker is bound can be obtained by washing twice or more with a solvent while using a permanent magnet. The solvent may include any one or more of dimethylformaldehyde (DMF) and dimethylsulfoxide (DMSO).

이때, 상기 링커는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)계 링커일 수 있다. 구체적으로 상기 폴리에틸렌 글리콜계 링커는 말레이미드-폴리에틸렌글리콜-NHS 에스터(Mal-PEG-NHS ester)일 수 있다. 상기와 같은 링커를 코어에 결합시켜, 코어와 코팅층 사이의 결합력을 높여 나노리간드의 내구성을 높일 수 있다.In this case, the linker may be a polyethylene glycol (PEG)-based linker. Specifically, the polyethylene glycol-based linker may be maleimide-polyethylene glycol-NHS ester (Mal-PEG-NHS ester). By bonding the linker as described above to the core, it is possible to increase the binding force between the core and the coating layer to increase the durability of the nanoligand.

또한, 상기 제2 현탁액과 혼합하는 단계는 링커가 결합된 코어를 인테그린 리간드 펩티드(RGD)을 포함하는 현탁액에 암 조건 하에서 10 시간 내지 20 시간 또는 10 시간 내지 15 시간 동안 교반하여 수행할 수 있다. 이때, 영구자석을 이용하면서 용매로 세척하여 음으로 하전된 인테그린 리간드 펩티드가 결합된 자성나노입자(나노리간드)를 수득할 수 있다. 상기 용매는 디메틸포름알데히드(DMF) 및 디메틸설폭시드(DMSO) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the step of mixing with the second suspension may be performed by stirring the linker-bound core in a suspension containing the integrin ligand peptide (RGD) under dark conditions for 10 to 20 hours or 10 to 15 hours. In this case, magnetic nanoparticles (nanoligands) to which negatively charged integrin ligand peptides are bound can be obtained by washing with a solvent while using a permanent magnet. The solvent may include any one or more of dimethylformaldehyde (DMF) and dimethylsulfoxide (DMSO).

여기서, 상기 인테그린 리간드 펩티드와 교반하는 과정을 통해 코어 상에 코팅층을 형성할 수 있다. 구체적으로, 상기 인테그린 리간드 펩티드는 음으로 하전된 형태일 수 있고, 음으로 하전된 티올화된 인테그린 리간드 펩티드일 수 있다. 상기와 같이 음으로 하전된 인테그린 리간드 펩티드로 코어 상에 코팅층을 형성함으로써 본 발명의 나노리간드의 표면은 음으로 하전된 형태를 가지며, 이에 따라 기판과 정전기적 결합을 통해 기판 상의 이동이 자유로울 수 있다. 이러한 특징으로 인해 상기 나노리간드는 '슬라이딩 가능한 나노리간드'라고도 하며, 기판 상에서 나노리간드의 슬라이딩을 통해 대식세포의 세포 부착 및 재생을 촉진시킬 수 있다.Here, a coating layer may be formed on the core through a process of stirring with the integrin ligand peptide. Specifically, the integrin ligand peptide may be in a negatively charged form, and may be a negatively charged thiolated integrin ligand peptide. By forming a coating layer on the core with the negatively charged integrin ligand peptide as described above, the surface of the nanoligand of the present invention has a negatively charged form, and thus, it can be freely moved on the substrate through electrostatic bonding with the substrate. . Due to these characteristics, the nanoligand is also referred to as a 'slidable nanoligand', and can promote cell adhesion and regeneration of macrophages through sliding of the nanoligand on the substrate.

아울러, 본 발명은 상기 서술한 대식세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드를 포함하는 용액을 표면이 활성화된 기판을 담지하여 나노리간드 제시 기판을 제조하는 단계; 및 상기 나노리간드 제시 기판에 배양액을 처리한 후 외부 자기장을 인가하여 대식세포 부착 및 재생을 조절하는 단계를 포함하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of preparing a nanoligand presentation substrate by supporting a substrate with an activated surface in a solution containing the nanoligand for promoting macrophage adhesion and regeneration described above; And it provides a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, comprising the step of controlling macrophage adhesion and regeneration by applying an external magnetic field after treating the culture medium to the nanoligand presentation substrate.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법을 도식화한 도면이다. 도 1 및 도 2를 살펴보면, 양으로 하전된 기판 상에 표면이 음으로 하전된 나노리간드가 정전기적 결합되어 자기장을 인가함으로써 자기장이 인가되는 부분에 대식세포의 세포 부착을 촉진하며 염증성 M1 표현형은 억하고 재생성 M2 표현형을 활성화시키는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 상기 기판과 상기 나노리간드가 정전기적 결합을 통해 결합되어 있어 자기장이 인가되는 위치에 따라 나노리간드가 이동하며(슬라이딩하며), 이에 따라 자기장이 인가되는 부분에 상기 나노리간드의 밀도를 조절하여 원하는 부위에 대식세포의 세포 부착 및 재생을 촉진시킬 수 있는 장점이 있다.1 and 2 are diagrams schematically illustrating a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, the surface of the negatively charged nanoligand is electrostatically bound on the positively charged substrate to promote the cell adhesion of macrophages to the portion to which the magnetic field is applied by applying a magnetic field, and the inflammatory M1 phenotype is inhibit and activate the regenerative M2 phenotype. Specifically, since the substrate and the nanoligand are coupled through electrostatic bonding, the nanoligand moves (slides) depending on a position to which a magnetic field is applied, and accordingly, the density of the nanoligand is adjusted in a portion to which a magnetic field is applied. Thus, there is an advantage in that it can promote cell adhesion and regeneration of macrophages to a desired site.

구체적으로, 상기 나노리간드 제시 기판을 제조하는 단계는, 기판의 표면을 산성용액 중에 침지시키는 단계; 침지가 완료된 기판을 아미노실란 용액 중에 담지하여 상기 기판 표면을 활성화시키는 단계; 및 활성화된 기판을 실온에서 초음파를 이용하여 처리하는 단계;를 포함할 수 있다.Specifically, preparing the nanoligand-presenting substrate may include immersing the surface of the substrate in an acidic solution; activating the substrate surface by immersing the immersed substrate in an aminosilane solution; and processing the activated substrate using ultrasonic waves at room temperature.

상기 기판의 표면을 산성용액 중에 침지시키는 단계는 염산 및 황산 중 어느 하나 이상을 포함하는 산성 용액에 30분 내지 2시간 또는 30분 내지 1시간 동안 침지시킬 수 있다. 이를 통해, 상기 기판의 표면에 수산화기를 결합시켜 아미노기와의 결합을 용이하게 하게 기판의 표면 활성화를 효과적으로 수행할 수 있다.The step of immersing the surface of the substrate in the acidic solution may include immersion in an acidic solution containing at least one of hydrochloric acid and sulfuric acid for 30 minutes to 2 hours or 30 minutes to 1 hour. Through this, the surface activation of the substrate can be effectively performed by bonding a hydroxyl group to the surface of the substrate to facilitate bonding with the amino group.

상기 기판 표면을 활성화시키는 단계는 암 조건 하에서 아미노-실란 용액에 기판을 담지하여 기판의 표면을 활성화시킬 수 있다. 상기 아미노-실란 용액은 (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APTES)을 포함할 수 있다. 이때, 기판의 표면을 활성화시킨다는 것은 기판의 표면을 양으로 하전된다는 것을 의미이고, 구체적으로는 기판 상에 아민기를 결합시켜 활성화시킬 수 있다. 상기와 같이 아미노-실란 용액에 침지하여 기판의 표면을 활성화시켜 기판의 표면이 양으로 하전됨으로써, 상기 기판은 상기 나노리간드와 정전기적 인력으로 결합할 수 있다.In the step of activating the substrate surface, the surface of the substrate may be activated by immersing the substrate in an amino-silane solution under dark conditions. The amino-silane solution may include (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES). In this case, activating the surface of the substrate means that the surface of the substrate is positively charged, and specifically, it may be activated by bonding an amine group on the substrate. As described above, the surface of the substrate is activated by immersion in the amino-silane solution to positively charge the surface of the substrate, so that the substrate can be coupled to the nanoligand by electrostatic attraction.

또한, 상기 초음파를 이용하여 처리하는 단계는 상기 나노리간드를 포함하는 용액에 표면이 활성화된 기판을 담지하여 나노리간드 제시 기판을 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 나노리간드를 포함하는 용액에 표면이 활성화된 기판을 정제수 중에서 초음파 처리 하에 실온에서 30분 내지 2시간 또는 30분 내기 1시간 동안 담지하여 수행하였다.In addition, in the processing using ultrasonic waves, a substrate having a surface activated thereon is supported in a solution containing the nanoligand to prepare a nanoligand-presenting substrate. Specifically, the surface-activated substrate was immersed in a solution containing the nanoligand at room temperature for 30 minutes to 2 hours or 30 minutes for 1 hour under ultrasonication in purified water.

상기 대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계는 생체 내 및 생체 외에 상기 나노리간드 제시 기판을 위치시킨 후 100 내지 700mT의 자기장을 12 시간 내지 48 시간 동안 인가하여 수행할 수 있다. 구체적으로, 대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계는 생체 내 및 생체 외에 상기 나노리간드 제시 기판을 위치시킨 후 100 내지 600Mt, 200 내지 600mT 또는 300 내지 550mT의 자기장을 12 시간 내지 36 시간, 24 시간 내지 26 시간 또는 12 시간 내지 24 시간 동안 인가하여 수행할 수 있다. 상기와 같이 상기 나노리간드 제시 기판에 자기장을 인가함으로써, 기판 상에 위치한 나노리간드에 대식세포의 세포 부착을 촉진시키며, 부착된 대식세포의 염증성 M1 표현형의 분극은 억제하고 재생성 M2 표현형의 분극은 촉진할 수 있다.The step of controlling the cell adhesion and regeneration of macrophages may be performed by applying a magnetic field of 100 to 700 mT for 12 hours to 48 hours after positioning the nanoligand presentation substrate in vivo and in vitro. Specifically, the step of controlling the cell adhesion and regeneration of macrophages in vivo and ex vivo after positioning the nanoligand presentation substrate 100 to 600 Mt, 200 to 600 mT or 300 to 550 mT magnetic field for 12 hours to 36 hours, 24 It can be carried out by applying for hours to 26 hours or 12 hours to 24 hours. As described above, by applying a magnetic field to the nanoligand-presenting substrate, the cell adhesion of macrophages to the nanoligand located on the substrate is promoted, and the polarization of the inflammatory M1 phenotype of the adhered macrophages is suppressed and the polarization of the regenerative M2 phenotype is promoted. can do.

또한, 상기 대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계는 기판 인가되는 자기장의 위치를 변화시켜 수행할 수 있다. 구체적으로, 100 내지 600mT, 200 내지 600mT 또는 300 내지 550mT의 자기장을 인가하면서 기판 인가되는 자기장의 위치를 변화시켜 대식세포의 세포 부착 및 재생을 공간적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 기판의 일부분에 자기장을 인가하여 기판 상의 상기 나노리간드의 밀도를 조절하여 기판 상의 원하는 부분에만 대식세포의 세포 부착을 촉진시키며, 부착된 대식세포의 염증성 M1 표현형의 분극은 억제하고 재생성 M2 표현형의 분극은 촉진할 수 있다.In addition, the step of controlling the cell adhesion and regeneration of macrophages may be performed by changing the position of the magnetic field applied to the substrate. Specifically, by changing the position of the magnetic field applied to the substrate while applying a magnetic field of 100 to 600 mT, 200 to 600 mT, or 300 to 550 mT, cell adhesion and regeneration of macrophages can be spatially controlled. For example, by applying a magnetic field to a portion of the substrate to control the density of the nanoligand on the substrate, the cell adhesion of macrophages is promoted only on a desired portion on the substrate, and the polarization of the inflammatory M1 phenotype of the adhered macrophages is suppressed and regenerated. Polarization of the M2 phenotype can be facilitated.

더불어, 대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계는 기판 하단에 인가되는 자기장의 위치를 시간에 따라 변화시켜 수행할 수 있다. 구체적으로, 100 내지 600mT, 200 내지 600mT 또는 300 내지 550mT의 자기장을 인가하면서 기판 인가되는 자기장의 위치를 시간에 따라 변화시켜 대식세포의 세포 부착 및 표현형을 시간적 및 공간적으로 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 기판의 각 부분마다 개별적으로 자기장을 인가하여 기판 상에 위치한 상리 나노리간드의 밀도를 시간에 따라 조절하여 기판 상의 각 부분의 대식세포의 세포 부착 및 재생성 M2 분극의 촉진 정도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 기판의 좌측에는 12 시간 내지 24 시간 동안 자기장을 인가하고, 기판의 우측에는 24 시간 내지 36 시간 동안 자기장을 인가한 경우, 기판의 좌측과 우측에 부착되거나 재생성 M2 분극의 대식세포의 양이 달라질 수 있다.In addition, the step of controlling the cell adhesion and regeneration of macrophages may be performed by changing the position of the magnetic field applied to the bottom of the substrate with time. Specifically, while applying a magnetic field of 100 to 600 mT, 200 to 600 mT, or 300 to 550 mT, the position of the magnetic field applied to the substrate may be changed over time to temporally and spatially control cell adhesion and phenotype of macrophages. More specifically, by applying a magnetic field to each part of the substrate individually, the density of dissimilar nanoligands located on the substrate can be adjusted over time to control the degree of promotion of cell adhesion and regeneration of M2 polarization of macrophages in each part on the substrate. have. For example, when a magnetic field is applied to the left side of the substrate for 12 to 24 hours and a magnetic field is applied to the right side of the substrate for 24 hours to 36 hours, the macrophages attached to the left and right sides of the substrate or regenerating M2-polarized macrophages The amount may vary.

이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 그러나, 하기 실시예들은 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명의 권리 범위가 하기 실시예들에 의하여 제한되는 것은 아니다.Examples of the present invention will be described below. However, the following examples are only preferred examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.

[제조예][Production Example]

제조예 1Preparation Example 1

슬라이딩 가능한 나노리간드(slidable nano-ligand)의 제조Preparation of slidable nano-ligands

1)자성 코어 제조(MNP)1) Magnetic core manufacturing (MNP)

슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 제어를 위해, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자성 코어를 다음과 같이 제조하였다. 에탄올 약 80mL, 탈이온수(DI) 60 mL 및 헵탄 140 mL를 먼저 혼합하였다. 이 혼합물에, 비활성 환경 하에서 120 mmol의 올레산 나트륨(sodium oleate) 및 40 mmol의 염화철(Ⅲ) 6 수화물(iron (III) chloride hexahydrate)을 에탄올 80 mL, 탈이온수(DI) 60 mL 및 헵탄 140 mL의 용매 혼합물에 70℃에서 4시간 동안 용해시켰다. 철 올레산염을 포함하는 헵탄층을 수집하고 탈이온수로 세척하였다. 이어서 헵탄을 증발시켜 건조된 철 올레산염을 수집하고, 여기에 올레산 20 mmol 및 1-옥타데센 200 g을 건조된 철 올레산염 약 40 mmol에 첨가하였다. 이 용액을 100℃에서 5분 동안 교반하였다. 이어서 온도를 320℃로 상승시키고 대략 30분 동안 유지시켰다. 상기 혼합물 용액을 대기 하에서 현탁시키고, 실온으로 냉각시킨 후 영구자석을 사용하여 에탄올로 3회 세척하여 나노입자를 수집하였다. 이 자성 코어 나노입자(MNP)를 저장하기 위해, 용액은 사용될 때까지 헵탄에 저장하였다.For magnetic control of slidable nanoligands, magnetic cores of slidable nanoligands were prepared as follows. About 80 mL of ethanol, 60 mL of deionized water (DI) and 140 mL of heptane were first mixed. To this mixture, under an inert environment, 120 mmol of sodium oleate and 40 mmol of iron (III) chloride hexahydrate were added to 80 mL of ethanol, 60 mL of deionized water (DI) and 140 mL of heptane. was dissolved in a solvent mixture of 70 °C for 4 hours. The heptane layer containing iron oleate was collected and washed with deionized water. Heptane was then evaporated to collect dried iron oleate, to which 20 mmol of oleic acid and 200 g of 1-octadecene were added to about 40 mmol of dried iron oleate. The solution was stirred at 100° C. for 5 minutes. The temperature was then raised to 320° C. and held for approximately 30 minutes. The mixture solution was suspended under the atmosphere, cooled to room temperature, and washed with ethanol three times using a permanent magnet to collect nanoparticles. To store these magnetic core nanoparticles (MNPs), the solution was stored in heptane until used.

2)자성 코어의 아미노-실리카 기능화(functionalization)(아미노-실리카 코팅된 MNP)2) amino-silica functionalization of magnetic core (amino-silica coated MNP)

자성 코어 나노입자는 슬라이딩 가능한 나노리간드의 나노 조립체를 위해 아미노-실리카 쉘로 코팅되었다. 자성 코어 나노입자(30 mg)을 시클로헥산(25 mL)에 분산시켰다. 상기 현탁액에 트리톤-X(Triton-X)(5 mL), 1-헥산올(5 mL), NH4OH(0.5 mL) 및 탈이온수(1 mL)를 순차적으로 첨가하고 30분 동안 교반하였다. 에멀젼을 안정화시킨 후, 테트라에틸 오르토실리케이트(TEOS, 12.5 μL)를 천천히 혼합하고 10분 동안 교반하였다. 아미노 작용기화를 위해 (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APTES, 6.25 mL)을 혼합하고 밤새 교반하였다. 아미노 작용기화 후, 아미노-실리카 쉘 코팅된 MNP를 각각 3회 아세톤 및 디메틸포름아미드(DMF)로 세척하고, 자석으로 수집하였다.Magnetic core nanoparticles were coated with amino-silica shells for nanoassembly of slidable nanoligands. Magnetic core nanoparticles (30 mg) were dispersed in cyclohexane (25 mL). To the suspension, triton-X (Triton-X) (5 mL), 1-hexanol (5 mL), NHOH (0.5 mL) and deionized water (1 mL) were sequentially added and stirred for 30 minutes. After stabilizing the emulsion, tetraethyl orthosilicate (TEOS, 12.5 μL) was mixed slowly and stirred for 10 minutes. (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES, 6.25 mL) was mixed for amino functionalization and stirred overnight. After amino functionalization, the amino-silica shell coated MNPs were washed with acetone and dimethylformamide (DMF) three times each, and collected with a magnet.

3)슬라이딩 가능한 나노리간드의 제조3) Preparation of slidable nanoligand

폴리에틸렌글리콜(PEG) 링커를 이용하여 나노리간드의 슬라이딩 특성을 향상시키고 음으로 하전된 RGD 펩타이드 리간드를 표면 아미노-실리카 쉘 코팅된 MNP에 그라프팅하였다. PEG 링커는 슬라이딩 가능한 나노리간드의 나노조립체에서 세포흡수를 방지하기 위해 사용되었다. DMF(1 mL) 중에서 아미노-실리카 코팅된 MNP를 사용하여 5 mg의 말레이미드-폴리(에틸렌글리콜)-NHS에스터(Mal-PEG-NHS ester; Mn = 5000 Da, Biochempeg)를 용해시켰다. 여기에 N,N-디이소프로필에틸아민(DIPEA, 2 μL)를 첨가하고 밤새 교반하고 이어서 DMF로 3회와 디메틸설폭시드(DMSO)로 3회 세척한 후 영구자석을 사용하여 수집하였다. DMSO(1 mL) 중 PEG- 아미노-실리카 코팅된 MNP를 첨가하여 음으로 하전된 티올화된 RGD 펩티드(CDDRGD, GL Biochem, 0.5 mg)을 용해시켰다. 이황화물 결합의 형성을 피하기 위해 DIPEA(2 μl) 및 트리스(2-카르복시에틸)포스핀히드로클로라이드(Tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride, TCEP, 10 mM)를 이 현탁액에 첨가하고 밤새 암 조건 하에서 교반하였다. 현탁액을 DMSO로 세척하고, 정전기적 상호작용을 통해 겹합하는 기판 결합하기 전에 영구자석을 사용하여 수집하였다.A polyethylene glycol (PEG) linker was used to improve the sliding properties of the nanoligand, and a negatively charged RGD peptide ligand was grafted onto the surface amino-silica shell-coated MNP. A PEG linker was used to prevent cellular uptake in nanoassemblies of slidable nanoligands. 5 mg of maleimide-poly(ethylene glycol)-NHS ester (Mal-PEG-NHS ester; Mn = 5000 Da, Biochempeg) was dissolved in DMF (1 mL) using amino-silica coated MNP. N,N-diisopropylethylamine (DIPEA, 2 μL) was added thereto, and the mixture was stirred overnight, then washed 3 times with DMF and 3 times with dimethyl sulfoxide (DMSO), and then collected using a permanent magnet. Negatively charged thiolated RGD peptide (CDDRGD, GL Biochem, 0.5 mg) was dissolved by addition of PEG-amino-silica coated MNP in DMSO (1 mL). To avoid the formation of disulfide bonds, DIPEA (2 μl) and tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride (TCEP, 10 mM) were added to this suspension and overnight under dark conditions. stirred. The suspension was washed with DMSO and collected using a permanent magnet prior to bonding the bonding substrates via electrostatic interaction.

비교제조예 1Comparative Preparation Example 1

음으로 하전된 티올화된 RGD 펩티드(CDDRGD, GL Biochem)을 첨가하지 않은 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 "No RGD" 나노리간드를 제조하였다.A "No RGD" nanoligand was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that negatively charged thiolated RGD peptide (CDDRGD, GL Biochem) was not added.

[실시예][Example]

실시예 1Example 1

슬라이딩 가능한 나노리간드 및 상기 나노리간드와 기판의 결합Sliding nanoligand and binding of the nanoligand to the substrate

상기 제조예에서 제조한 슬라이딩 가능한 나노리간드를 기판에 가역적으로 결합시키기 위해, 배양 등급 유리 커버슬립(culture-grade glass coverslips, 22 mm x 22 mm)을 사용하였다. 기판을 30분 동안 염산 및 메탄올의 1:1 혼합물에 침지시켜 표면에 유기 오염물을 제거한 것을 확인한 다음 탈이온수로 세척하였다. 이를 황산에 1시간 동안 침지시키고 탈이온수로 세척하였다. 기판을 암 조건 하에서 1시간 동안 APTES 및 에탄올의 1:1 혼합물에 침지시켜 기판의 아민화를 형성하였다. 이어서 기판을 에탄올로 세척하고 100℃에서 1시간 동안 건조시켰다. 정전기적 상호작용을 용이하게 하기 위해, 1 mL의 DMSO 중 음으로 하전된 슬라이딩 가능한 나노리간드(RGD-PEG-아미노 실리카 쉘-코팅된 자성 나노입자)를 DMSO(1:20)로 희석한 다음, 초음파 처리하에 1시간 동안 양으로 하전된 아미노화 된 기판과 배양하였다. 기판을 탈이온수로 세척하여 슬라이딩 가능한 나노리간드가 존재하는 기판을 얻었다.In order to reversibly bind the slidable nanoligand prepared in Preparation Example to the substrate, culture-grade glass coverslips (22 mm x 22 mm) were used. The substrate was immersed in a 1:1 mixture of hydrochloric acid and methanol for 30 minutes to confirm that organic contaminants were removed from the surface, and then washed with deionized water. It was immersed in sulfuric acid for 1 hour and washed with deionized water. Amination of the substrate was formed by immersing the substrate in a 1:1 mixture of APTES and ethanol for 1 hour under dark conditions. The substrate was then washed with ethanol and dried at 100° C. for 1 hour. To facilitate electrostatic interaction, negatively charged slidable nanoligand (RGD-PEG-amino silica shell-coated magnetic nanoparticles) in 1 mL of DMSO was diluted with DMSO (1:20), followed by Incubated with positively charged amination substrates for 1 h under sonication. The substrate was washed with deionized water to obtain a substrate with a slidable nanoligand.

[실험예][Experimental example]

실험예 1Experimental Example 1

본 발명에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 형태를 확인하기 위해서, 슬라이딩 가능한 나노리간드를 대상으로 투과전자현미경(TEM), 동적 광산란 및 고각 환형 암시야 주사 TEM(HAADF-STEM) 분석을 수행하였으며, 그 결과는 도 3 및 도 4에 나타내었다.In order to confirm the shape of the slidable nanoligand according to the present invention, transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering, and high-angle annular dark field scanning TEM (HAADF-STEM) analysis were performed on the slidable nanoligand. is shown in FIGS. 3 and 4 .

또한, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 성질 및 화학적 결합 특성을 확인하기 위해서, 슬라이딩 가능한 나노리간드를 대상으로 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 및 진동 샘플 자력 측정을 수행하였으며, 그 결과는 도 5 및 도 6에 나타내었다.In addition, in order to confirm the properties and chemical bonding properties of the slidable nanoligand, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and vibration sample magnetometry were performed on the slidable nanoligand, and the results are shown in FIGS. 5 and 6 It was.

구체적으로, 투과전자 현미경(TEM) 실험은 슬라이딩 가능한 나노리간드의 크기 및 형태 특성을 확인하기 위해, Tecnai 20 (FEI, USA)을 이용하여 TEM 이미징을 수행하였다.Specifically, transmission electron microscopy (TEM) experiments were performed using Tecnai 20 (FEI, USA) to confirm the size and shape characteristics of the slidable nanoligand.

또한, 고각 환형 암시야 주사 투과 전자 현미경(HAADF-STEM은 대표적인 슬라이딩 가능한 나노리간드의 크기 및 형태의 특성을 확인하기 위한 것으로, HAADF-STEM 이미지는 1 nm 프로브 크기, 20 ㎛ 콘덴서 개구(condenser aperture), 및 Z 대비를 위한 80-150 mrad 수집 각도를 갖는 JEOL 2100F를 사용하여 수행되었다.In addition, high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy (HAADF-STEM) was used to characterize the size and morphology of representative slidable nanoligands. , and a JEOL 2100F with 80-150 mrad collection angle for Z contrast.

더불어, 동적 광산란(DLS) 분석은 슬라이딩 나노리간드의 조립 공정에서 크기 분포 프로파일(유체 역학적 직경, hydrodynamic diameter)를 정량하기 위해, DLS 측정(Zetasizer Nano ZS90 Malvern Panalytical, Malvern, UK)을 수행하였다.In addition, dynamic light scattering (DLS) analysis was performed to quantify the size distribution profile (hydrodynamic diameter) in the assembly process of sliding nanoligands, DLS measurement (Zetasizer Nano ZS90 Malvern Panalytical, Malvern, UK).

또한, 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)은 슬라이딩 가능한 나노리간드에서 화학적 결합 특성을 확인하기 위해, FTIR은 GX1(Perkin Elmer Spectrum, USA)을 사용하여 수행되었다. 화학적 결합 특성의 변화에 대한 분석을 거친 샘플을 분석 전에 동결 건조시키고 KBr 펠렛으로 조밀하게 패킹하였다.In addition, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was performed using GX1 (Perkin Elmer Spectrum, USA) to confirm the chemical binding properties of the slidable nanoligand. Samples subjected to analysis for changes in chemical binding properties were lyophilized prior to analysis and densely packed into KBr pellets.

진동 샘플 자기측정(Vibrating sample magnetometry, VSM) 측정은 나노리간드의 초상자성 특성을 확인하기 위해, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자성 나노입자 코어는 인가된 자기장 하에 실온에서 VSM 측정(EV9; Microsense)에 적용되었다. 상기 대응하는 자기 모멘트(magnetic moment)는 슬라이딩 가능한 나노리간드에서 자성 코어로 건조 중량으로 정규화한 후 히스테리시스 루프(hyteresis loop)에 표시되었다.Vibrating sample magnetometry (VSM) measurement was applied to VSM measurement (EV9; Microsense) at room temperature under an applied magnetic field to confirm the superparamagnetic properties of the nanoligand. . The corresponding magnetic moments were displayed in a hysteresis loop after normalization to dry weight from the slidable nanoligand to the magnetic core.

도 3은 슬라이딩 가능한 나노리간드의 투과전자 현미경 이미지이며, 스케일 바는 20 nm를 나타낸다. 도 4의 (a)는 크기 분포를 갖는 자성 나노입자(MNP) 및 아미노-실리카-코팅된 MNP의 동적 광산란 결과 이미지이고, (b)는 아미노-실리카-코팅된 MNP의 고각 환형 암시야 주사 투과 전자현미경(HAADF-STEM) 이미지이며, 스케일 바는 20 nm를 나타낸다.3 is a transmission electron microscope image of a slidable nanoligand, and the scale bar represents 20 nm. Figure 4 (a) is an image of dynamic light scattering results of magnetic nanoparticles (MNP) and amino-silica-coated MNPs having a size distribution, (b) is a high-angle annular dark field scanning transmission of amino-silica-coated MNPs. It is an electron microscope (HAADF-STEM) image, and the scale bar represents 20 nm.

도 3를 살펴보면, 이는 초상자성 코어(16 ± 2 nm) 및 슬라이딩 가능한 나노리간드 코어-쉘(42 ± 5 nm)을 포함하는 슬라이딩 가능한 나노리간드의 구체는 균일한 형태를 보여주었다. 또한, 도 4를 살펴보면, 동적 광산란에 의해 결정된 바와 같이, 15 ± 4 nm의 초상자성 코어와 41 ± 5 nm의 슬라이딩 가능한 나노리간드 코어-쉘의 균일한 직경으로, TEM 및 고각 환형 암시야 스캐닝 TEM(high-angle annular dark-field scanning TEM, HAADF-STEM) 이미지와 일치했다. Referring to FIG. 3, the spheres of the slidable nanoligand including the superparamagnetic core (16 ± 2 nm) and the slidable nanoligand core-shell (42 ± 5 nm) showed a uniform morphology. Also, referring to FIG. 4, with uniform diameters of a superparamagnetic core of 15 ± 4 nm and a slidable nanoligand core-shell of 41 ± 5 nm, as determined by dynamic light scattering, TEM and high-angle annular dark-field scanning TEM (high-angle annular dark-field scanning TEM, HAADF-STEM) images were consistent.

도 5는 일실시예의 슬라이딩 가능한 나노리간드의 푸리에 변환 적외선 스펙트럼 이미지이다. 구체적으로, MNP, 실리카 코팅된 MNP 및 RGD 리간드-제시 PEG 그라프팅된 실리카 코팅된 MNP(RGD-PEG-실리카 코팅된 MNP, 슬라이딩 가능한 나노리간드에 해당)의 푸리에 변환 적외선 스펙트럼 이미지이다. 도 6은 슬라이딩 가능한 나노리간드의 진동 샘플 자력계 히스테리시스이다.5 is a Fourier transform infrared spectral image of a slidable nanoligand according to an embodiment. Specifically, it is a Fourier transform infrared spectral image of MNP, silica-coated MNP and RGD ligand-presenting PEG-grafted silica-coated MNP (RGD-PEG-silica coated MNP, corresponding to a slidable nanoligand). 6 is a vibratory sample magnetometer hysteresis of a slidable nanoligand.

도 5를 살펴보면, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 제조과정에서 화학결합 변화는 FTIR을 통해 알 수 있다. 구체적으로, Fe-O 결합은 초상자성 산화철 코어 나노입자에서 699 cm-1의 흡수 피크 값에서 검출되었다. Si-O 결합은 실리카 쉘에서 1168 cm-1의 흡수 피크 값에서 검출되었다. 슬라이딩 가능한 나노리간드에서, PEG 링커(Mn = 5,000 Da)는 이전 문헌에서 입증된 바와 같이 슬라이딩 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 세포에 의한 흡수를 억제하고, CDDRGD는 1152 cm-1의 흡수 피크에서 C=O 결합과 1635 cm-1의 흡수 피크에서 아마이드(amide) 결합을 나타냈다. 이러한 FTIR 분석은 슬라이딩 가능한 나노리간드의 성공적인 조립을 확인시켜 주었다.Referring to FIG. 5 , changes in chemical bonding during the manufacturing process of the slidable nanoligand can be seen through FTIR. Specifically, Fe-O bonding was detected at an absorption peak value of 699 cm -1 in superparamagnetic iron oxide core nanoparticles. Si-O bonding was detected at an absorption peak value of 1168 cm -1 in the silica shell. In the slidable nanoligand, the PEG linker (M n = 5,000 Da) not only enhances the sliding properties as demonstrated in previous literature but also inhibits uptake by cells, and CDDRGD has C= at the absorption peak of 1152 cm −1 . The O bond and the absorption peak at 1635 cm -1 showed an amide bond. This FTIR analysis confirmed the successful assembly of the slidable nanoligand.

도 6을 살펴보면, 20 emu/g의 Ms로 초상자성을 확인했다. 이를 통해, 본 발명에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드는 초상자성 특성을 나타내어 가역적 슬라이딩이 가능하므로 이 특성은 시간적 및 가역적으로 나노리간드의 슬라이딩의 자기 제어에 매우 중요하다.Referring to FIG. 6 , superparamagnetism was confirmed with an Ms of 20 emu/g. Through this, since the slidable nanoligand according to the present invention exhibits superparamagnetic properties and enables reversible sliding, this property is very important for self-control of the sliding of the nanoligand temporally and reversibly.

실험예 2Experimental Example 2

본 발명에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 인시투 가역적 시공간적 제어를 입증하기 위해, 슬라이딩 가능한 나노리간드를 대상으로 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하였고, 원자간력 현미경(AFM) 이미징을 수행하였으며, 그 결과는 도 8 및 도 9에 나타내었다.In order to demonstrate the in situ reversible spatiotemporal control of the slidable nanoligand according to the present invention, the slidable nanoligand was photographed with a scanning electron microscope (SEM), and atomic force microscopy (AFM) imaging was performed. is shown in FIGS. 8 and 9 .

도 7은 기판 상에 슬라이딩 가능한 나노리간드가 정전기적 결합한 것을 도식화한 이미지이다. 도 7을 살펴보면, 자성 나노입자(코어)는 PEG화되고, 상기 자성 나노입자 상에 음으로 하전된 RGD 펩타이드 리간드(CDDRGD)로 코팅하여 슬라이딩 가능한 나노리간드를 형성하고, 이는 정전기적 상호작용을 통해 양으로 하전된 기판에 결합되었다. 구체적으로, 도 7에 나타난 바와 같이 본 발명은 정전기적으로 거시 규모의 나노리간드 제시를 제어하기 위해 나노리간드의 슬라이딩의 인시투 시공간적 제어를 위한 양으로 하전된 기판에 슬라이딩 가능한 리간드를 결합시켰다. 나노리간드와 기판 사이의 정전기적 결합을 통해 나노리간드의 슬라이딩의 가역적인 움직임을 가능하게 했다.7 is a schematic image of electrostatic bonding of a slidable nanoligand on a substrate. Referring to FIG. 7 , magnetic nanoparticles (cores) are PEGylated and coated with negatively charged RGD peptide ligand (CDDRGD) on the magnetic nanoparticles to form slidable nanoligands, which through electrostatic interaction bound to a positively charged substrate. Specifically, as shown in FIG. 7 , the present invention electrostatically bound a slidable ligand to a positively charged substrate for in situ spatiotemporal control of the sliding of nanoligands to control macroscale nanoligand presentation. Electrostatic bonding between the nanoligand and the substrate enabled the reversible movement of the nanoligand sliding.

여기서, 주사 전자 현미경(SEM)은 정적기적 상호작용을 통해 양으로 하전된 기판에 결합된 음으로 하전된 슬라이딩 가능한 나노리간드를 확인하기 위한 것으로, 전계방출 SEM 이미징(FE-SEM, FEI, Quanta 250 FEG)은 건조된 백금-코팅된 기판 상에서 수행하였다. 기판과 결합된 슬라이딩 가능한 나노리간드의 밀도는 10개 다른 이미지를 사용하여 Image J로 측정되었다. 거시 규모의 나노리간드 밀도의 가역적 및 시공간적 조작의 특징을 확인하기 위해 SEM 이징 또한 수행되었다. 영구 자석(150 mT)의 위치는 기판의 좌측 하단에서 우측 하단으로, 12시간 마다 좌측 하단으로 다시 전환되었다. 거시 규모의 나노리간드 밀도에서의 상응하는 변화는 이미지 J를 사용하여 계산되었으며, 결과를 도 8에 나타내었다.Here, scanning electron microscopy (SEM) was used to identify negatively charged slidable nanoligands bound to positively charged substrates through static-mechanical interactions, and field emission SEM imaging (FE-SEM, FEI, Quanta 250) FEG) was performed on dried platinum-coated substrates. The density of the slidable nanoligands bound to the substrate was measured with Image J using 10 different images. SEM isolating was also performed to characterize the reversible and spatiotemporal manipulation of the nanoligand density on the macroscale. The position of the permanent magnet (150 mT) was switched from the bottom left to the bottom right of the substrate, and back to the bottom left every 12 hours. Corresponding changes in nanoligand density on the macroscale were calculated using image J, and the results are shown in FIG. 8 .

또한, 인시투 자기 원자간력 현미경(In situ magnetic atomic force microscopy, AFM)은 기판 상에 슬라이딩 가능한 나노리간드의 3D 이미징 및 슬라이딩 가능한 나노리간드의 인시투 나노 규모의 움직임의 특징을 확인하기 위한 것으로, AFM 이미징(Asylum Research, XE-100 System)은 25℃에서 공기 모드의 AC에서 수행되었다. 스프링 상수(spring constant, 5-3 N/m) 및 공명 주파수(resonance frequency, 96-175 kHz)를 갖는 AFM 캔틸레버(cantilever)(Nanosensors, SSS-SEIHR-20)를 사용하였다. 기판 근처에 자석이 없는 정적 직렬 이미징을 위해, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자석-매개 변위를 검사하기 위해 기판의 동일한 스캐닝 영역에서 수행되었다. 인시투 자기 이미징을 위해, 먼저 이미징이 수행된 다음, 영구자석이 기판의 바닥이나 스캐닝 영역의 반대쪽에 배치되고, 이어서 인시투 나노 규모의 나노리간드 슬라이딩을 특징짓기 위해 동일한 스캐닝 영역에서 이미징을 수행되었으며, 그 결과는 도 8 및 도 9에 나타내었다.In addition, in situ magnetic atomic force microscopy (AFM) is to confirm the characteristics of 3D imaging of the slidable nanoligand on the substrate and the in situ nanoscale movement of the slidable nanoligand, AFM imaging (Asylum Research, XE-100 System) was performed in AC in air mode at 25°C. An AFM cantilever (Nanosensors, SSS-SEIHR-20) having a spring constant (5-3 N/m) and a resonance frequency (96-175 kHz) was used. For static serial imaging without magnets near the substrate, the same scanning area of the substrate was performed to examine the magnet-mediated displacement of the slidable nanoligand. For in-situ magnetic imaging, imaging was performed first, then a permanent magnet was placed on the bottom of the substrate or opposite to the scanning area, and then imaging was performed in the same scanning area to characterize in-situ nanoscale nanoligand sliding. , the results are shown in FIGS. 8 and 9 .

도 8은 거시 규모와 및 나노 규모의 나노리간드의 슬라이딩의 인시투 가역적인 시공간 조작(In situ reversible spatiotemporal manipulation)에 대한 이미지이다. 도 8a-b를 살펴보면, 양으로 하전된 아미노 작용기화된 기판은 주사전자 현미경(SEM) 및 3D 원자간력 현미경(AFM)에 나타난 바와 같이 나노리간드는 기판 표면에 무작위적이고 균일하게 결합된 것을 확인하였다. 또한, 거시적인 나노리간드의 밀도는 20 ± 3 나노리간드 입자/㎛2인 것으로 계산되었다. 상기와 같은 밀도를 가짐으로써 나노리간드의 슬라이딩성(이동성)을 효과적으로 제어할 수 있고, 나노리간드의 응집을 유발하지 않는 것을 알 수 있다. 따라서 본 발명의 나노리간드는 기판 상에서 가역적인 슬라이딩(이동)이 가능하여 대식세포의 세포 부착 및 표현형을 시공간적 및 가역적으로 제어할 수 있다.8 is an image of in situ reversible spatiotemporal manipulation of sliding of nanoligands on the macroscale and nanoscale. Referring to Figures 8a-b, the positively charged amino-functionalized substrate was confirmed that the nanoligand was randomly and uniformly bound to the substrate surface as shown by scanning electron microscopy (SEM) and 3D atomic force microscopy (AFM). did. In addition, the macroscopic nanoligand density was calculated to be 20 ± 3 nanoligand particles/μm 2 . It can be seen that by having the above density, the sliding properties (mobility) of the nanoligands can be effectively controlled, and aggregation of the nanoligands does not occur. Therefore, the nanoligand of the present invention is capable of reversible sliding (movement) on the substrate, so that the cell adhesion and phenotype of macrophages can be controlled spatio-temporal and reversible.

도 8c-d는 시공간적 제어 실험의 SEM 이미징 결과로, 자기 제어를 이용한 거시 규모의 나노리간드의 밀도를 조절하여 슬라이딩성을 제어함을 알 수 있다. 구체적으로, SEM 이미징은 영구 자석을 기판의 좌측 아래에 위치시켜 슬라이딩 가능한 나노리간드를 좌측으로 끌어당기고, 이후 우측으로 전환하며, 각각 12시간마다 좌측으로 복귀시켰다. 타입-랩스 SEM 이미징(Time-lapse SEM imaging)은 우측과 비교하여, 좌측의 나노리간드 밀도는 12시간 후 81%으로 높고, 24시간 후 31%으로 낮으나 36시간 후 82%으로 현저하게 높았다.8c-d are SEM imaging results of spatiotemporal control experiments. It can be seen that sliding properties are controlled by controlling the density of macro-scale nanoligands using magnetic control. Specifically, SEM imaging placed a permanent magnet on the lower left side of the substrate to attract the slidable nanoligand to the left, then switched to the right, and returned to the left every 12 h, respectively. In type-lapse SEM imaging, compared with the right, the nanoligand density on the left side was high as 81% after 12 hours, as low as 31% after 24 hours, but was significantly higher at 82% after 36 hours.

도 8e는 시공간적 제어 실험의 비교예로서 스캐닝 영역의 외부 자기장의 유무에 관계없이 동일 스캔 영역에서 연속의 인시투 자기 AFM 스캐닝을 통한 인시투 자기 AFM 이미지로, 나노리간드의 슬라이딩의 나노스케일 변위를 보여주었다. 도 8e에서 슬라이딩 가능한 나노리간드를 나타내는 기판의 하단(주사 영역의 반대면)에 자석을 배치하여 자기장을 발생시켰고, 자석이 없는 상태에서 명확하게 식별되었으나, 나노 규모의 나노리간드 슬라이딩을 나타내는 자석이 있는 경우 스캐닝 영역에서 사라졌다.8e is an in-situ magnetic AFM image through continuous in-situ magnetic AFM scanning in the same scan area regardless of the presence or absence of an external magnetic field in the scanning area as a comparative example of a spatiotemporal control experiment, showing nanoscale displacement of sliding of nanoligands gave. A magnetic field was generated by placing a magnet at the bottom (opposite side of the scanning area) of the substrate showing the slidable nanoligand in FIG. The case disappeared from the scanning area.

도 9는 비교예 실험으로, 동일한 스캐닝에서 자석 없는 상태에서 나노리간드의 슬라이딩의 인시투 원자간력 현미경(AFM) 이미지이다. 도 9를 살펴보면, 두 개의 다른 이미지에서 슬라이딩 가능한 나노리간드를 따라 검은 점선이 그려진다. 스케일바는 50 nm을 나타낸다. 기판 근처에 자석이 없는 상태에서 반복 가능하고 안정적인 이미징을 특징으로 하였으며, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 움직임이 기판의 동일한 영역에서 연속 스캐닝에서 4 nm 변위 내에서 무시할 수 있음을 발견했다.9 is an in situ atomic force microscopy (AFM) image of the sliding of a nanoligand in the absence of a magnet in the same scanning as a comparative experiment. Referring to FIG. 9 , a black dotted line is drawn along the slidable nanoligand in two different images. Scale bar represents 50 nm. Characterized by repeatable and stable imaging in the absence of magnets near the substrate, we found that the motion of the slidable nanoligand was negligible within 4 nm displacement in continuous scanning in the same area of the substrate.

이를 통해, 본 발명에 따른 나노리간드는 자기장을 이용하여 거시 규모의 나노리간드의 밀도를 시공간적 및 가역적으로 변화시켜 나노리간드의 슬라이딩을 가역적으로 제어할 수 있음을 알 수 있다.Through this, it can be seen that the nanoligand according to the present invention can reversibly control the sliding of the nanoligand by changing the density of the macroscopic nanoligand in space-time and reversibly using a magnetic field.

실험예 3Experimental Example 3

본 발명에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드를 이용한 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법에서 거시 규모의 나노리간드의 밀도를 조절하는 것이 대식세포의 세포 부착 조절에 미치는 영향을 확인하기 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다.In the method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages using a slidable nanoligand according to the present invention, the following experiment was performed to confirm the effect of controlling the density of macrophages on the macrophage nanoligand on cell adhesion regulation of macrophages. did.

슬라이딩 가능한 나노리간드에 대한 인테그린 β1의 결합 실험은 다음과 같이 수행하였다. 슬라이딩 가능한 나노리간드 제시 기판을 사용하여 인테그린 β1의 슬라이딩 가능한 나노리간드에 대한 결합 효율을 정량화 하였다. 기판의 “좌측” 하단에 영구 자석을 위치시킴으로써 약 12시간 동안 4℃에서 인산염-완충 식염수(PBS) 내 인테그린 β1(50 μg/mL)에 침지시켰다. 처리된 기판을 인테그린 β1(Santa Cruz Biotechnology)에 대한 면역형광 염색 및 후속 공초점 이미징에 사용하여 인시투 슬라이딩 가능한 나노리간드와 결합된 인테그린 β1을 정량화하였으며, 그 결과는 도 10에 나타내었다.The binding experiment of integrin β1 to the slidable nanoligand was performed as follows. The binding efficiency of integrin β1 to the slidable nanoligand was quantified using a slidable nanoligand presentation substrate. Immersion in integrin β1 (50 μg/mL) in phosphate-buffered saline (PBS) at 4°C for about 12 h by placing a permanent magnet on the “left” bottom of the substrate. The treated substrate was used for immunofluorescence staining for integrin β1 (Santa Cruz Biotechnology) and subsequent confocal imaging to quantify integrin β1 bound to the in situ slidable nanoligand, and the results are shown in FIG. 10 .

도 10은 슬라이딩 나노리간드의 인시투 제어의 인테그린 β1(integrin β1) 결합의 시간적 조절하는 것을 나타낸다. (a)는 기판의 “좌측” 아래에 영구자석이 있는 슬라이딩 나노리간드의 모식도이고, (b)는 기판의 “좌측”, “중간”, 및 “우측”에서 슬라이딩 나노리간드에 결합된 인테그린 β1 클러스터에 대한 면역형광의 공초점 이미지이며, 스케일바는 50 ㎛를 의미하고, 이들 클러스터는 녹색 화살표로 표시된다. (c)는 기판의 “자석”, “중간” 및 “비-자석” 쪽에서 인테그린 β1 클러스터의 염색 강도의 정량을 나타낸다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=30)로 표시된다. 통계적으로 중요한 차이는 다른 알파벳 문자로 표시된다.Figure 10 shows the temporal regulation of integrin β1 (integrin β1) binding of in situ control of sliding nanoligands. (a) is a schematic diagram of a sliding nanoligand with a permanent magnet under the “left” of the substrate, and (b) is an integrin β1 cluster bound to the sliding nanoligand on the “left”, “middle”, and “right” of the substrate. Confocal images of immunofluorescence for (c) shows the quantification of staining intensity of integrin β1 clusters on the “magnetic”, “middle” and “non-magnetic” sides of the substrate. Data are expressed as mean ± standard error (n=30). Statistically significant differences are indicated by different alphabetic characters.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 나노리간드의 슬라이딩의 인시투 제어 실험 결과를 나타낸 이미지로, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기적 인력에 의해 거시 규모 리간드 밀도를 조절함으로써 대식세포(Macrophage)의 부착을 촉진하는 것을 나타냈다. (a)는 기판의 바닥(“자석” 쪽)에 있는 영구자석을 위치시켜 수행된 24시간의 대식세포 배양 후 빈쿨린, 액틴 및 핵에 대한 면역형광 염색에 상응하는 공초점 이미지와 함께 기판의 바닥(“자석” 쪽)에 영구자석이 배치됨으로써 슬라이딩 가능한 나노리간드를 조작하는 개략적인 이미지이다. 부착성 대식세포의 이미지는 기판의 “자석”, “중간” 및 “비-자석” 쪽의 중심(모식도에서 적색 점선 사각형)에서 촬영되었다. 스케일 바는 20 ㎛이다. 제어 그룹에는 “No RGD” 및 “No magnet” 그룹을 포함한다. (b) 대식세포의 부착 세포 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비의 정량을 나타낸 그래프이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=30)로 표시된다. 통계적 유의성은 다른 알파벳 문자로 표시된다.11 is an image showing the experimental results of in situ control of sliding of nanoligands according to an embodiment of the present invention. By controlling the ligand density on a macroscopic scale by magnetic attraction of a slidable nanoligand, the adhesion of macrophages has been shown to promote (a) of the substrate with confocal images corresponding to immunofluorescence staining for vinculin, actin and nuclei after 24 h of macrophage incubation performed by placing a permanent magnet on the bottom (“magnet” side) of the substrate. This is a schematic image of manipulating a slidable nanoligand by placing a permanent magnet on the bottom (“magnet” side). Images of adherent macrophages were taken at the center of the “magnetic”, “middle” and “non-magnetic” sides of the substrate (red dashed squares in the schematic). The scale bar is 20 μm. The control group includes “No RGD” and “No magnet” groups. (b) A graph showing the quantification of adherent cell density, cell area, and cell aspect ratio of macrophages. Data are expressed as mean ± standard error (n=30). Statistical significance is indicated by different alphabetic characters.

도 12는 비교예에 따른 대식세포의 부착성 실험 결과로, (a)는 RGD 펩타이드 리간드 또는 자기장이 없는 경우에 24시간 대식세포 배양한 후 빈쿨린, 액틴 및 핵에 대한 면역형광 염색의 공초점 이미지이다. 부착성 대식세포의 이미지는 기판의 “좌측”, “중간” 및 “우측”의 중심에서 촬영하였다. 스케일 바는 20 ㎛이다. (b)는 대식세포 밀도, 면적 및 종횡비의 정량을 나타낸 그래프이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=30)로 표시된다. 통계적으로 중요한 차이는 다른 알파벳 문자로 표시된다.12 is a macrophage adhesion test result according to a comparative example, (a) is a confocal immunofluorescence staining for vinculin, actin and nucleus after 24 hours of macrophage culture in the absence of RGD peptide ligand or magnetic field. It is an image. Images of adherent macrophages were taken from the center of the “left”, “middle” and “right” of the substrate. The scale bar is 20 μm. (b) is a graph showing the quantification of macrophage density, area and aspect ratio. Data are expressed as mean ± standard error (n=30). Statistically significant differences are indicated by different alphabetic characters.

도 10a를 살펴보면, 인테그린 β1의 결찰이 인시투 슬라이딩 가능한 나노리간드에 의해 조작될 수 있는지 조사한 것으로, 슬라이딩 가능한 나노리간드 제시 기판을 12시간 동안 인테그린 β1과 함께 배양되는 한편, 영구자석은 기판의 아래에 위치시킨 아래(“자석” 쪽)에 위치시켰다. 도 10b-c를 살펴보면 면역형광의 공초점 이미지는 나노리간드에 대한 인테그린 β1의 결합 효율이 상당히 높은 것으로 나타났으며, 이는 기판의 중간(medium) 및 비-자석 쪽과 비교하여, 기판의 자석 쪽으로 각각 30% 및 55% 만큼 끌어당겨졌다. 인테그린 결찰이 대식세포의 부착을 용이하게 하기 때문에, 이러한 결과는 대식세포가 슬라이딩 가능한 나노리간드에 더 강하게 부착될 수 있는 것을 의미하며, 이는 자석 쪽을 향해 이동하여 자석 쪽의 거시 규모의 나노리간드 밀도를 상승시킨다. 또한, 본 발명은 거시 규모의 인시투 리간드 밀도의 제어 하에 대식세포의 부착성을 조사했다.Referring to Figure 10a, it was investigated whether ligation of integrin β1 can be manipulated by an in situ slidable nanoligand. A slidable nanoligand-presenting substrate was incubated with integrin β1 for 12 hours, while a permanent magnet was placed under the substrate. It was placed under the position (“magnet” side). 10b-c, the immunofluorescence confocal image showed that the binding efficiency of integrin β1 to the nanoligand was significantly high, which was compared to the medium and non-magnetic side of the substrate, toward the magnet of the substrate. attracted by 30% and 55%, respectively. Because integrin ligation facilitates the attachment of macrophages, these results suggest that macrophages can attach more strongly to slidable nanoligands, which migrate towards the magnet and the macroscale density of nanoligands towards the magnet. raise the In addition, the present invention investigated the adherence of macrophages under the control of ligand density in situ on a macroscopic scale.

도 11a를 살펴보면, 배양하는 동안 기판의 아래(“자석”측)에 자석을 배치했고, 기판의 “자석”, “중간” 및 “비-자석” 측의 중심에서 이미지화된 대식세포의 부착을 관찰하였다. 또한, 슬라이딩 가능한 나노리간드를 나타내는 기판이나 자석은 없고(“No magnet”) 또는 결합된(conjugated) RGD 펩타이드 리간드가 없는 나노입자가 있는 기판(“No RGD”)으로 제어 실험을 수행하였다. Referring to FIG. 11A , a magnet was placed on the underside (“magnet” side) of the substrate during incubation, and the attachment of imaged macrophages was observed at the center of the “magnet”, “middle” and “non-magnet” side of the substrate. did. In addition, control experiments were performed with substrates exhibiting slidable nanoligands or with nanoparticles without magnets (“No magnet”) or with nanoparticles without conjugated RGD peptide ligands (“No RGD”).

결과는 대식세포가 현저한 액틴 필라멘트 조립체로 상당히 높은 밀도와 세포 영역 및 기판의 “중간” 및 “비-자석” 측에 부착된 것보다 더 긴 형태의 빈쿨린 발현에서 기판의 “자석” 쪽에 더 견고하게 부착됨을 보여주었다(도 11a-b). 정량적으로, “자석” 쪽의 부착성 대식세포의 밀도는 “중간” 및 “자석” 쪽에서 보다 각각 59% 및 82% 더 높았다. 유사하게, “자석” 쪽의 부착성 대식세포의 면적은 “중간” 및 “비-자석” 쪽에서 보다 각각 57% 및 60%로 더 높았다. 또한, 부착성 대식세포의 종횡비(연장 형상 계수, elongation shape factor)는 “중간 및 “비-자석” 쪽보다 “자석” 쪽에서 각각 54% 및 50% 더 높았다.The result is that macrophages are more robust to the "magnetic" side of the substrate at significantly higher densities with prominent actin filament assembly and expression of vinculin in a longer form than those attached to the "middle" and "non-magnetic" side of the substrate and the cell region and the substrate. It was shown to be strongly attached (FIGS. 11a-b). Quantitatively, the density of adherent macrophages on the “magnet” side was 59% and 82% higher than that on the “medium” and “magnet” side, respectively. Similarly, the area of adherent macrophages on the “magnetic” side was 57% and 60% higher than on the “middle” and “non-magnetic” side, respectively. In addition, the aspect ratio (elongation shape factor) of adherent macrophages was 54% and 50% higher on the “magnetic” side than on the “medium and non-magnetic” side, respectively.

도 12a-b를 살펴보면, 나노리간드-매개-제어에 기초한 대식세포 부착의 조절은 기판의 “좌측”, “중간” 및 “우측”에서 유사한 부착성 대식세포 밀도 및 면적을 나타내는 “No RGD” 및 “No magnet” 그룹에 대해 비효율적인 것을 알 수 있다. “No RGD” 그룹은 최소한의 대식세포 부착을 보여, 효과적인 차단을 나타냈다. 이러한 결과는 인시투 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력으로 거시 규모의 나노리간드 밀도를 증가시키는 것이 대식세포의 인테그린 결찰-매개 부착을 효율적으로 촉진한다는 것을 입증한다.12A-B , the regulation of macrophage adhesion based on nanoligand-mediated-control is “No RGD” and “No RGD” showing similar adherent macrophage density and area in “left”, “middle” and “right” of the substrate It can be seen that it is inefficient for the “No magnet” group. The “No RGD” group showed minimal macrophage adhesion, indicating effective blocking. These results demonstrate that increasing macro-scale nanoligand density with the magnetic attraction of in situ slidable nanoligands efficiently promotes integrin ligation-mediated adhesion of macrophages.

실험예 4Experimental Example 4

본 발명에 따른 나노리간드의 거시 규모의 밀도 조절이 대식세포의 가역적인 부착을 제어하는지에 대한 실험을 다음과 같이 수행하였다. An experiment on whether macrophage density control of the nanoligand according to the present invention controls the reversible adhesion of macrophages was performed as follows.

대식세포는 ECM 상에서 동적 부착 및 분극을 나타내며, 이는 공간적 및 시간적으로 변화하는 거시 규모 리간드 분포로 연속적으로 리모델링 되고 있다. 따라서, 공간적, 시간적 및 가역적으로 변화는 거시 규모의 나노리간드 분포의 원격 제어는 대식세포 부착을 조절하는 ECM 리모델링을 모방할 수 있다. 이를 위해, 본 발명은 슬라이딩 가능한 나노리간드를 끌어당김으로써 거시 규모의 나노리간드 제시의 시간적 전환이 대식세포의 부착을 변경할 수 있는지 실험하였으며, 도 13 내지 도 15에 나타내었다.Macrophages exhibit dynamic adhesion and polarization on the ECM, which are continuously remodeling with spatially and temporally varying macro-scale ligand distributions. Thus, spatially, temporally and reversibly changing macroscale remote control of nanoligand distribution could mimic ECM remodeling that modulates macrophage adhesion. To this end, the present invention tested whether the temporal shift of macro-scale nanoligand presentation by attracting slidable nanoligands could alter the adhesion of macrophages, as shown in FIGS. 13 to 15 .

도 13은 거시 규모의 나노리간드의 조절을 통해 대식세포의 부착성을 제어하는 실험 결과이다. (a)는 기판의 바닥에 영구자석을 배치하거나["자기장(MF)"] 또는 기판으로부터 영구자석을 빼내는["자기장 없음(NMF)"] 것으로 수행된 12시간 또는 24시간 대식세포 배양 후에 F-액틴 및 핵을 가진 빈쿨린에 대한 면역형광의 공초점 이미지이다. “MF” 또는 “NMF”는 24시간의 배양기간 동안 적용되거나 12시간 후에 교대로 적용되었다. 부착성 대식세포의 이미지는 기판의 “좌측” 또는 “우측”의 중심에서 촬영하였다. 스케일 바는 20 ㎛이다. (b)는 기판의 "좌측" 면에 대한 대식세포의 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비를 계산한 그래프이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=30)로 표시된다. 통계적 유의성은 다른 알파벳 문자로 표시된다.13 is an experimental result of controlling the adhesion of macrophages through the regulation of macro-scale nanoligands. (a) F after 12 h or 24 h macrophage incubation performed by placing a permanent magnet on the bottom of the substrate [“magnetic field (MF)”] or withdrawing the permanent magnet from the substrate [“no magnetic field (NMF)”] -Confocal images of immunofluorescence for actin and vinculin with nucleus. “MF” or “NMF” was applied during the incubation period of 24 hours or alternately after 12 hours. Images of adherent macrophages were taken from the center of the “left” or “right” of the substrate. The scale bar is 20 μm. (b) is a graph in which the density of macrophages, cell area, and cell aspect ratio are calculated for the “left” side of the substrate. Data are expressed as mean ± standard error (n=30). Statistical significance is indicated by different alphabetic characters.

도 14는 도 13에 나타난 실험에서 기판의 "우측" 면에 대한 대식세포 밀도, 면적 및 종횡비의 정량을 나타낸 그래프이다. 영구자석은 12시간 또는 24시간 동안 대식세포를 배양하는 동안 기판의 "좌측"의 바닥에 놓았거나["자기장(MF)"], 기판으로부터 제거되었다["자기장 없음(NMF)"]. "MF" 또는 "NMF"는 24시간의 배양에 걸쳐 적용되거나 12시간 후에 교대로 적용되었다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=30)로 표시된다. 통계적으로 중요한 차이는 다른 알파벳 문자로 표시된다.14 is a graph showing the quantification of macrophage density, area, and aspect ratio for the “right” side of the substrate in the experiment shown in FIG. 13 . A permanent magnet was placed on the bottom of the "left" of the substrate during macrophage incubation for 12 or 24 hours ["magnetic field (MF)"] or removed from the substrate ["no magnetic field (NMF)"]. "MF" or "NMF" was applied over 24 hours of incubation or alternately after 12 hours. Data are expressed as mean ± standard error (n=30). Statistically significant differences are indicated by different alphabetic characters.

도 15는 두 개의 반대면 사이에 영구자석의 위치를 기판의 “좌측”의 바닥에서 “우측”의 바닥 및 이어서 “좌측” 바닥으로 매 12시간 동안 전환시켜 수행한 기판의 “좌측” 및 “우측”에서 12시간, 24시간 및 35시간의 대식세포의 배양 후에 빈쿨린, 액틴 및 핵에 대한 (a)면역형광 염색의 시간-분해 공초점 이미지이다. 슬라이딩 가능한 나노리간드는 기판의 “좌측” 및 “우측”의 중심(모식도에서 적색 점선 사각형)에서 이미지화 되었다. 스케일 바는 20 ㎛이다. (b) 기판의 “좌측” 면에 대한 대식세포의 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비를 계산한 것이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=30)로 표시된다. 통계적 유의성은 다른 알파벳 문자로 표시된다.15 shows the “left” and “right” of the substrate by switching the position of the permanent magnet between the two opposite faces from the bottom of the “left” of the substrate to the bottom of the “right” and then the bottom of the “left” every 12 hours. (a) Time-resolved confocal images of immunofluorescence staining for vinculin, actin and nuclei after 12 h, 24 h and 35 h of macrophage incubation in ”. Sliding nanoligands were imaged at the center of the “left” and “right” of the substrate (red dashed squares in the schematic). The scale bar is 20 μm. (b) Calculated macrophage density, cell area and cell aspect ratio for the “left” side of the substrate. Data are expressed as mean ± standard error (n=30). Statistical significance is indicated by different alphabetic characters.

도 13을 살펴보면, 영구자석을 24시간 동안 기판의 좌측 아래에(자기장, Magnetic field “MF”)에 지속적으로 위치시켰다. 24시간 동안 기판 근처에 자석이 없는 그룹도 포함되었다(자기장 없음, No magnetic field “NMF”). 또한 본 발명은 초기 12시간 동안 자석이 근처에 배치되지 않았으나, 12시간 후에 기판의 좌측 자석이 배치된 그룹(“NMF-MF”)을 포함시켰다. 24시간 후 “MF” 그룹은 “NMF” 그룹보다 좌측(자석 쪽)에서 현저하게 더 큰 대식세포 부착, 특히 높은 부착 세포 면적이 63%, 종횡비가 66%를 나타냄을 발견했다(도 13a-b). 이 경향은 또한 자석없이 12시간에 낮은 수준의 대식세포 부착을 나타내는 “NMF-MF” 그룹에 반영되었으나, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 좌측(자석)으로의 자석-매개 인력 이후 24시간 후에 현저하게 대식세포 부착이 관찰되었다. 이 슬라이딩 가능한 나노리간드는 자석(좌측) 측으로 끌리면, “MF-NMF” 그룹에서 24시간 후 대식세포 부착성을 유지함으로써 입증된 바와 같이 12시간 이후에 자석을 빼낸 후에도 남아있는 것으로 보인다. 나노리간드 슬라이딩의 이러한 극적인 시간-제어 스위칭은 좌측(자석 쪽)에서 대식세포 부착을 조절하는데 효과적이었지만, 도 14를 살펴보면, 우측(비-자석 쪽)에서 대식세포 부착을 조절하는 데에는 효과적이지 않아서, 나노리간드 슬라이딩의 자석-매개 인시투 제어를 확인한다.Referring to FIG. 13 , a permanent magnet was continuously positioned on the lower left side of the substrate (magnetic field “MF”) for 24 hours. A group with no magnets near the substrate for 24 h was also included (No magnetic field “NMF”). In addition, the present invention included a group (“NMF-MF”) in which no magnet was placed nearby during the initial 12 hours, but the left side magnet of the substrate was placed after 12 hours. It was found that after 24 h, the “MF” group exhibited significantly greater macrophage adhesion on the left side (magnet side) than the “NMF” group, especially with a high adherent cell area of 63% and an aspect ratio of 66% (Fig. 13a-b). ). This trend was also reflected in the “NMF-MF” group, which exhibited low levels of macrophage adhesion at 12 h without magnets, but markedly macrophages 24 h after magnet-mediated attraction to the left (magnet) of the slidable nanoligand. Adhesion was observed. When these slidable nanoligands are attracted to the magnet (left) side, they appear to remain after the magnet is removed after 12 h, as evidenced by maintaining macrophage adherence after 24 h in the “MF-NMF” group. This dramatic time-controlled switching of nanoligand sliding was effective in regulating macrophage adhesion on the left (magnetic side), but looking at Figure 14, it was not effective in regulating macrophage adhesion on the right (non-magnetic side), Confirm the magnet-mediated in situ control of nanoligand sliding.

또한, 본 발명은 대식세포의 가역적인 부착에서 나노리간드 슬라이딩의 시공간적 조율(tuning)의 효과에 대해 실험하였다. 도 15를 살펴보면, 슬라이딩 가능한 나노리간드를 좌측으로 12시간 동안 끌어당기도록 기판의 좌측 하단에 영구자석을 배치했다. 이어서, 자석의 위치를 12시간 동안 기판의 우측 하단에서 유지한 다음 좌측 하단에서 12시간 동안 유지하였다. 좌측과 우측에 해당하는 시간 분해 대식세포 부착성을 조사했다(도 15a). 도 15를 살펴보면, 나노리간드 슬라이딩의 시간적 조절은 가역적인 대식세포의 부착성을 제어하는 것을 알 수 있다. 12시간에, 기판의 좌측은 우측과 비교하여 부착성 대식세포의 면적이 60%, 종횡비가 44%로 상당히 증가된 것으로 나타났다(도 15a-b). 24시간에, 기판의 우측은 좌측 보다 부착성 대식세포의 면적 및 종횡비가 각각 67% 및 70%으로 다소 높게 나타났다. 36시간 후, 가역적으로, 기판의 좌측은 우측 보다 높은 부착성 대식세포의 밀도, 세포 면적 및 종횡비를 각각 51%, 67% 및 68% 만큼 나타내었다. 따라서, 거시 규모의 니노리간드 분포의 이러한 원격 및 시공간적 조절은 대식세포 부착의 가역적 조절에서 강력한 제어를 나타낸다.In addition, the present invention tested the effect of spatiotemporal tuning of nanoligand sliding on the reversible attachment of macrophages. Referring to FIG. 15 , a permanent magnet was disposed on the lower left side of the substrate to attract the slidable nanoligand to the left for 12 hours. Then, the position of the magnet was maintained at the bottom right of the substrate for 12 hours and then at the bottom left for 12 hours. Time-resolved macrophage adhesion corresponding to the left and right was investigated (Fig. 15a). Referring to FIG. 15 , it can be seen that temporal regulation of nanoligand sliding controls the reversible adhesion of macrophages. At 12 h, the left side of the substrate showed a significant increase in the area of adherent macrophages by 60% and the aspect ratio by 44% compared to the right side (Fig. 15a-b). At 24 hours, the area and aspect ratio of adherent macrophages were slightly higher on the right side of the substrate than on the left side, 67% and 70%, respectively. After 36 h, reversibly, the left side of the substrate exhibited higher density, cell area and aspect ratio of adherent macrophages than the right side by 51%, 67% and 68%, respectively. Thus, this remote and spatiotemporal regulation of ninoligand distribution on the macroscale represents a strong control in the reversible regulation of macrophage adhesion.

실험예 5Experimental Example 5

본 발명에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드는 시간-제어 조율(tuning)을 통해 대식세포의 부착-의존 분극을 조절함을 확인하기 위해, 다음과 같은 실험을 진행하였으며, 그 결과를 도 16 내지 20에 나타내었다.To confirm that the slidable nanoligand according to the present invention regulates the adhesion-dependent polarization of macrophages through time-controlled tuning, the following experiment was conducted, and the results are shown in FIGS. 16 to 20 It was.

동적 ECM 리모델링은 시간적으로 다양한 이종 리간드 분포를 나타내고, 이는 이들의 기능적 분극 표현형을 조절하는 대식세포의 부착 구조의 개발을 조절하여, 임플라트에 대한 숙주 반응을 공간적 및 시간적으로 조절한다. 세포 골격의 액틴 조립체 및 연장된 형태의 부착 구조를 발생하는 대식세포는 재생성 M2 표현형에 기능적으로 활성화되는 것으로 알려져 있다. 이들 이전의 보고서는 이전의 발견이 거시 규모의 나노리간드 제시의 시간적 조정이 대식세포의 부착 의존성 분극을 변경할 수 있음을 시사한다.Dynamic ECM remodeling exhibits a temporally diverse heterologous ligand distribution, which regulates the development of adherent structures of macrophages that regulate their functionally polarized phenotypes, thereby spatially and temporally regulating the host response to implants. Macrophages that give rise to cytoskeletal actin assembly and elongated conformational attachment structures are known to be functionally activated to the regenerative M2 phenotype. These previous reports suggest that previous findings suggest that temporal modulation of nanoligand presentation on the macroscale may alter the adhesion-dependent polarization of macrophages.

도 16은 (a)는기판의 “좌측”에 위치한 자석으로 수행된 기판의 “좌측 및 “우측”에서 36시간 동안의 M2 분극 배지 하에서 배양된 대식세포에 대한 M2 표현형 마커(Arginase-1 및 Ym1) 또는 M1 분극 배지 하에서 배양된 대식세포에 대한 M1 표현형 마커(iNOS and TNF-α)의 정량적 유전자 발현을 나타낸 그래프이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=3)로 표시된다. (b-c)는 기판의 바닥의 영구자석을 “좌측”에 배치시키거나[(자기장 “MF”)], 배치시키지 않음[(자기장 없음 “NMF”)]에 의해 배양된 대식세포의 Arg-1 및 핵의 iNOS에 대한 면역형광의 공초점 이미지이다. “MF” 또는 “NMF”는 36시간의 배양기간 동안 적용되거나 12시간 후에 적용되었다. 분극화 된 대식세포의 이미지는 기판의 “좌측” 또는 “우측”의 중심에서 촬영하였다. 스케일 바는 20 ㎛이다. 다른 알파벳 문자는 통계적 유의성을 나타낸다.Figure 16 (a) is the M2 phenotypic markers (Arginase-1 and Ym1) for macrophages cultured in M2 polarized medium for 36 hours in the “left and right” of the substrate performed with a magnet located on the “left” of the substrate. ) or a graph showing quantitative gene expression of M1 phenotypic markers (iNOS and TNF-α) for macrophages cultured under M1 polarization medium. Data are expressed as mean ± standard error (n=3). (bc) Arg-1 and Arg-1 of macrophages cultured by placing the permanent magnet at the bottom of the substrate on the “left” [(magnetic field “MF”)] or not [(no magnetic field “NMF”)] Confocal images of immunofluorescence for iNOS in the nucleus. “MF” or “NMF” was applied during an incubation period of 36 hours or after 12 hours. Images of polarized macrophages were taken from the center of the “left” or “right” of the substrate. The scale bar is 20 μm. Other alphabetic characters indicate statistical significance.

도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 M1 분극 배지(polarizing medium)에서 대식세포의 M2 표현형을 나타낸 그래프이다. M1 분극 배지(polarizing medium)에서 슬라이딩 가능한 나노리간드 하에서 대식세포의 M2 표현형의 비효과적인 제어를 나타낸다. 기판의 "좌측" 바닥에 배치("자석" 쪽)된 영구자석에 노출되어 36시간 동안 기판의 "좌측" 및 "우측"에서 M1 분극 배지에서 배양된 대식세포에 대한 M2 마커(Arginase-1 and Ym1)의 정량적 유전자 발현를 나타낸 것이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=3)로 표시된다.17 is a graph showing the M2 phenotype of macrophages in M1 polarizing medium of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention. Ineffective control of the M2 phenotype of macrophages under slidable nanoligands in M1 polarizing medium. M2 markers for macrophages cultured in M1-polarized medium (Arginase-1 and Quantitative gene expression of Ym1) is shown. Data are expressed as mean ± standard error (n=3).

도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 M2 분극 배지(polarizing medium)에서 대식세포의 M1 표현형을 나타낸 그래프이다. 대식세포의 M1 표현형의 제어는 M2 분극 배지에서 슬라이딩 가능한 나노리간드 하에서 비효율적인 것을 나타낸다. 기판의 "좌측" 바닥에 배치("자석" 쪽)된 영구자석에 노출되어 36시간 동안 기판의 "좌측" 및 "우측"에서 M2 분극 배지에서 배양된 대식세포에 대한 M1 마커(iNOS and TNF-α)의 유전자 발현 프로파일을 나타낸 것이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=3)로 표시된다.18 is a graph showing the M1 phenotype of macrophages in M2 polarizing medium of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention. Control of the M1 phenotype of macrophages is inefficient under slidable nanoligands in M2 polarized medium. M1 markers (iNOS and TNF-) for macrophages cultured in M2 polarized medium on the “left” and “right” of the substrate exposed to a permanent magnet placed on the “left” bottom of the substrate (the “magnet” side) for 36 h. The gene expression profile of α) is shown. Data are expressed as mean ± standard error (n=3).

도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력에 기적 인력에 대한 대식세포의 M2 표현형 실험의 결과이다. 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기적 인력은 대식세포의 부착 구조가 발생할 때 ROCK2 발현을 촉진하여 M2 표현형을 촉진한다. 기판의 “좌측” 바닥에 배치(“자석” 쪽)된 영구자석에 노출되어 기판의 “자석” 및 “비-자석”에서 36시간 동안 기초 배지 또는 M2 분극 배지에서 대식세포를 배양한 후 ROCK2 및 핵에 대한 면역형광 염색의 공초점 이미지를 나타낸 것이다. 스케일 바는 20 ㎛이다.19 is a result of the M2 phenotype experiment of macrophages for the miraculous attraction to the magnetic attraction of the slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention. The magnetic attraction of the slidable nanoligand promotes ROCK2 expression when macrophage adhesion structures arise, thus promoting the M2 phenotype. After culturing macrophages in basal medium or M2 polarized medium for 36 hours in “magnet” and “non-magnet” of the substrate exposed to a permanent magnet placed on the “left” bottom of the substrate (the “magnet” side), ROCK2 and Confocal images of immunofluorescence staining for nuclei are shown. The scale bar is 20 μm.

도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 나노리간드의 자기 인력 조절 실험의 (a) 면역형광의 공초점 이미지 및 (b) 부착성 대식세포의 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비 또는 M2 배지에서 배양한 후의 면적, 종횡비 및 Arg-1의 염색 강도의 계산을 나타낸 그래프이다. 구체적으로, 슬라이딩 가능한 나노리간드 인력의 자기적 조작은 M2 표현형을 자극하는 대식세포의 부착 구조의 조립을 촉진한다. (a) 기판의 바닥에 위치한(“자석” 쪽) 자석으로 수행한 기판의 “자석” 및 “비-자석” 쪽에서 표현형은 ROCK 억제(50 μM Y27632와 같이), 미오신 Ⅱ 억제(10 μM 블레비스타틴와 같이) 또는 액틴 중합 억제(2 μg/mL 사이토칼라신 D과 같이) 하에서 36시간 동안 M2 분극 배지에서 대식세포를 배양한 후 액틴 및 핵의 Arg-1 및 36시간 동안 기초 배지에서 대식세포를 배양한 후 액틴 및 핵에 대한 면역형광의 공초점 이미지이다. 스케일 바는 20 ㎛이다. (b) 기판의 “자석” 및 “비-자석” 쪽에서 기초 배지 배양 후 부착성 대식세포의 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비 또는 M2 배지에서 배양한 후의 면적, 종횡비 및 Arg-1의 염색 강도의 계산을 나타낸 것이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=30)로 표시된다. 통계적 유의성은 다른 알파벳 문자로 표시된다.20 is a confocal image of (a) immunofluorescence and (b) density, cell area and cell aspect ratio of adherent macrophages or cultured in M2 medium of a magnetic attraction regulation experiment of a nanoligand according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the calculation of the area, aspect ratio, and Arg-1 staining intensity afterward. Specifically, magnetic manipulation of slidable nanoligand attraction promotes the assembly of adherent structures in macrophages that stimulate the M2 phenotype. (a) Phenotypes on the “magnetic” and “non-magnet” side of the substrate, performed with a magnet located at the bottom of the substrate (the “magnetic” side), were ROCK inhibition (as in 50 μM Y27632), myosin II inhibition (10 μM blevista) Incubate macrophages in M2-polarized medium for 36 h under inhibition of actin polymerization (as in 2 µg/mL cytochalasin D) or actin polymerization inhibition (as in 2 µg/mL cytochalasin D) followed by culturing macrophages in basal medium for 36 h with Arg-1 for actin and nuclei. Confocal images of immunofluorescence for actin and nuclei after incubation. The scale bar is 20 μm. (b) Calculation of the density, cell area and cell aspect ratio of adherent macrophages after basal medium culture on the “magnetic” and “non-magnetic” side of the substrate or area, aspect ratio and Arg-1 staining intensity after culture in M2 medium is shown. Data are expressed as mean ± standard error (n=30). Statistical significance is indicated by different alphabetic characters.

도 16을 살펴보면, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 시간 조절된 자기적 인력은 M2 표현형을 자극하면서 대식세포의 M1 표현형을 억제하는 것을 알 수 있다. 슬라이딩 가능한 나노리간드의 시간-제어 조작에서 대식세포의 표현형 제시는 슬라이딩 가능한 나노리간드가 존재하는 기판을 검사하고 상기 기판은 기판의 좌측 하단에 영구자석을 36시간 동안 연속적으로 배치(“MF” 그룹)하고, 36시간 동안 연속적으로 기판 근처에 배치하지 않거나(“NMF” 그룹), 12시간에 “NMF”에서 “MF”로 전환하도록 하였다. M1 분극 배지에서 대식세포를 배양한 후, 유전자 발현 프로파일은 “MF” 그룹에서, M1 마커 iNOS(유도성 산화질소 신타아제, inducible nitric oxide synthase) 및 TNF-α(종양 괴사 인자-α, tumor necrosis factor-α)의 발현이 우측(비-자석 쪽) 보다 좌측(자석 쪽)에서 각각 192% 및 231%으로 현저하게 낮음을 나타냈다(도 16a). 대조적으로, “MF” 그룹에서 M2 분극 배지 배양 후, M2 마커 Arg-1 (arginasae-1) 및 Ym1 (chitinase-like 3)의 발현은 우측(비-자석 쪽) 보다 좌측(자석 쪽)에서 각각 715% 및 383%으로 크게 증가했다. 도 17 및 도 18을 살펴보면, “MF” 그룹에서, M2 분극 배지 배양 후 M1 마커 또는 M1 분극 배지 배양 후 M2 마커의 발현은 좌측과 우측 사이가 다르지 않았고, 이는 대식세포 분극을 조절하기 위한 나노리간드 슬라이딩의 자기 제어를 갖는 분극성 용해 자극의 필요 조건을 나타내는 것이다.Referring to FIG. 16 , it can be seen that the time-controlled magnetic attraction of the slidable nanoligand stimulates the M2 phenotype while suppressing the M1 phenotype of macrophages. The phenotypic presentation of macrophages in time-controlled manipulation of slidable nanoligands was examined by examining a substrate in which the slidable nanoligand was present and the substrate was continuously placed with a permanent magnet on the lower left side of the substrate for 36 h (“MF” group). and were not placed near the substrate continuously for 36 hours (“NMF” group), or switched from “NMF” to “MF” at 12 hours. After culturing macrophages in M1 polarized medium, gene expression profiles were obtained from the “MF” group, the M1 markers iNOS (inducible nitric oxide synthase) and TNF-α (tumor necrosis factor-α, tumor necrosis). factor-α) was significantly lower at 192% and 231%, respectively, on the left side (magnetic side) than on the right side (non-magnetic side) (FIG. 16a). In contrast, after culturing in M2 polarized medium in the “MF” group, the expression of the M2 markers Arg-1 (arginasae-1) and Ym1 (chitinase-like 3) was higher on the left side (magnetic side) than on the right side (non-magnetic side), respectively. increased significantly to 715% and 383%. Referring to FIGS. 17 and 18 , in the “MF” group, the expression of either the M1 marker after culturing in M2 polarized medium or the M2 marker after culturing in M1 polarized medium did not differ between the left and the right, which is a nanoligand for regulating macrophage polarization. It represents the necessary condition for polarizable lysis stimulation with self-control of sliding.

도 16b-c를 살펴보면, 면역형광의 공초점 이미지는 유전자 발현 프로파일의 발견을 제공했다. “MF” 그룹에서, iNOS 형광은 M1 분극 배지 배양후 상당히 낮았지만, Arg-1 면역형광은 우측(비-자석 쪽)과 비교하여 좌측(자석 쪽)에서 M2 분극 배지에 배양한 후에 현저하게 더 높았다. 이러한 경향은 또한, M1 분극 배지 배양 후 낮은 iNOS 면역형광을 나타내지만, 이는 자석 쪽에서 M2 분극 배지 배양후 높은 Arg-1 면역형광을 나타내는 “NMF-MF” 그룹에서 일치하였고, 이는 M2 분극을 활성화시키기 위해 임의의 규정된 시간에 슬라이딩 가능한 나노리간드가 자석 쪽으로 끌어당겨질 수 있음을 시사한다. “NMF” 그룹에서, 양 쪽 사이에 iNOS 및 Arg-1 면역형광에서 상당한 차이가 관찰되지 않았다. 이를 통해, 자석 쪽에 스며드는(pervasive) 부착 구조의 개발을 향상시킨 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력은 염증성 M1 분극을 억제하면서 대식세포를 재생성 M2 표현형으로 분극화한 것을 알 수 있따.Referring to Figures 16b-c, confocal images of immunofluorescence provided discovery of gene expression profiles. In the “MF” group, iNOS fluorescence was significantly lower after incubation in M1 polarized medium, but Arg-1 immunofluorescence was significantly higher after incubation in M2 polarized medium on the left side (magnetic side) compared to the right side (non-magnetic side). . This trend was also consistent in the “NMF-MF” group, which showed low iNOS immunofluorescence after M1 polarization medium culture, but high Arg-1 immunofluorescence after M2 polarization medium culture on the magnet side, which activates M2 polarization. This suggests that the slidable nanoligand can be attracted towards the magnet at any defined time. In the “NMF” group, no significant differences were observed in iNOS and Arg-1 immunofluorescence between both sides. Through this, it can be seen that the magnetic attraction of the slidable nanoligand, which improved the development of a pervasive attachment structure on the magnet side, inhibited inflammatory M1 polarization while polarizing macrophages to a regenerating M2 phenotype.

다음으로 대식세포에서 부착 구조의 조립이 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력에 의해 M2 표현형으로의 편광을 용이하게 하는 방법에 대해 실험하였다. 도 19를 살펴보면, 길쭉한 형태, 액틴 골격구조의 기관과 수축성 및 ROCK를 포함하는 대식세포의 부착 구조는 M2 표현형을 매개하는 것으로 알려져 있다. 기초 배지 및 M2 분극 배지 배양에서, 대식세포는 비-자석 쪽보다 자석 쪽에서 상당히 높은 ROCK2 면역형광을 나타냈다. 특히나, 도 20을 살펴보면, M2 분극 배지에 배양하는 동안, Y27632에 의한 ROCK 억제는 부착성 대식세포 면적 및 종횡비를 각각 32% 및 33% 뿐만 아니라 Arg-1 면역형광을 자석 쪽에서 29% 만큼 현저하게 감소시켰다. 일관되게, M2 분극 배지에 배양하는 동안 블리비스타틴에 의한 미오신 Ⅱ 억제 하에서 부착성 대식세포의 면적, 종횡비 및 Arg-1 면역형광이 자석 쪽에서 각각 33%, 31% 및 29% 감소하였다. 부착성 대식세포의 면적, 종횡비 및 Arg-1 면역형광의 감소는 또한 사이토칼라신(cytochalasin) D에 의한 액틴 중합 억제에 의해 명확하게 관찰되었다. 비-자석 쪽에서, ROCK, 미오신 Ⅱ 액틴 중합의 억제는 M2 표현형의 부착 구조 및 생산에 큰 변화를 초래하지 않았다. 종합하면, 이를 통해, 슬라이딩 가능한 나노리간드는 자기 제어를 통해 M2 표현형의 발생을 촉진하는데 있어서 대식세포의 부착 구조의 조립을 효과적으로 촉진한다는 것을 알 수 있다.Next, we experimented with a method for facilitating polarization to the M2 phenotype by magnetic attraction of a slidable nanoligand in which the assembly of adherent structures in macrophages is facilitated. Referring to FIG. 19 , it is known that the elongated shape, the organ and contractility of the actin skeleton, and the adhesion structure of macrophages including ROCK mediate the M2 phenotype. In basal medium and M2 polarized medium cultures, macrophages displayed significantly higher ROCK2 immunofluorescence on the magnetic side than on the non-magnetic side. In particular, referring to FIG. 20, during culture in M2 polarized medium, ROCK inhibition by Y27632 significantly reduced adherent macrophage area and aspect ratio by 32% and 33%, respectively, as well as Arg-1 immunofluorescence by 29% on the magnet side. decreased. Consistently, the area, aspect ratio and Arg-1 immunofluorescence of adherent macrophages under myosin II inhibition by blavistatin decreased by 33%, 31% and 29% on the magnet side, respectively, during culture in M2 polarized medium. Reductions in area, aspect ratio and Arg-1 immunofluorescence of adherent macrophages were also clearly observed by inhibition of actin polymerization by cytochalasin D. On the non-magnetic side, inhibition of ROCK, myosin II actin polymerization did not result in significant changes in the adhesion structure and production of the M2 phenotype. Taken together, these results suggest that the slidable nanoligand effectively promotes the assembly of the adherent structure of macrophages in promoting the development of the M2 phenotype through self-regulation.

실험예 6Experimental Example 6

본 발명에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드는 인시투 제어를 통해 생체 내 숙주 대식세포의 부착 및 표현형을 공간적으로 조절한다는 것을 확인하기 위해 하기와 같은 실험을 수행하였으며, 그 결과는 도 21 내지 도 23에 나타내었다.The following experiments were performed to confirm that the slidable nanoligand according to the present invention spatially regulates the attachment and phenotype of host macrophages in vivo through in situ control, and the results are shown in FIGS. 21 to 23 It was.

재료 임플란트는 숙주 반응을 유발하고 임플란드에 대한 숙주 반응을 유도하기 위해 대식세포의 부착성 및 기능적 표현형을 제어하는 것이 가장 중요하다. 시공간적, 가역적 및 거시 규모의 나노리간드 변이의 원격 제어는 임플란드에 대한 숙주 반응을 공간적으로 조절하기 위해 동적 및 이종 ECM 리모델링을 모방할 수 있다. 특히, 대식세포 부착 및 재생성과 항염증성 M2 표현형의 생산을 조절하여 염증을 억제하면서 조직 복구를 매개하는 것이 매우 유리하다. 이를 위해, 본 발명은 임플란트에 대한 재생 및 항염증성 면역 반응의 공간적으로 다양한 조절에서 부착성 대식 세포의 부착 구조 조립체-매개 M2 표현형의 생체 내 번역을 탐구하였다. 최근 UV 광에 의한 대신세포 부착의 공간적으로 불균일한 조절이 가능하다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 본 발명에서, 본 발명은 대식세포 부착뿐만 아니라 부착성 대식세포의 기능적 표현형을 조절하기 위해 자기장을 사용하여 조직 침투성 및 세포 호환성 대안을 이용하였다.Material implants are of paramount importance to control the adherent and functional phenotype of macrophages to elicit a host response and elicit a host response to the implant. Remote control of spatiotemporal, reversible and macroscale nanoligand mutations can mimic dynamic and heterogeneous ECM remodeling to spatially modulate host responses to implants. In particular, it is very advantageous to mediate tissue repair while suppressing inflammation by regulating macrophage adhesion and regeneration and production of the anti-inflammatory M2 phenotype. To this end, the present invention explored the in vivo translation of the adherent structure assembly-mediated M2 phenotype of adherent macrophages in spatially diverse regulation of regenerative and anti-inflammatory immune responses to implants. Recently, it has been shown that spatially non-uniform regulation of cell adhesion by UV light is possible. However, in the present invention, we used a tissue permeability and cell compatibility alternative using magnetic fields to modulate macrophage adhesion as well as the functional phenotype of adherent macrophages.

도 21은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력에 대한 생체 내에서의 숙주 대식세포의 부착성 및 염증성 M1 표현형 실험의 결과이다: (a)는 생체 내에서 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 제어의 대략적인 모식도이다. 피하 이식 후 슬라이딩 가능한 나노리간드 기질을 가지는 기판 상에 IL-4 및 IL-13을 모두 주입하였다. (b)는 기판의 "자석" 및 "비-자석" 쪽에 부착된 세포의 iNOS, F-액틴 및 핵에 대한 24시간 후의 면역형광의 공초점 이미지이다. 영구자석을 24시간 동안 기판의 바닥("자석" 쪽)에 연속적으로 위치시켰다. 세포의 이미지는 기판의 "자석" 쪽 또는 "비-자석" 쪽의 중심에서 촬영되었다. 스케일 바는 20 ㎛이다. (c)는 생체 내 부착된 세포의 M1 표현형 마커(iNOS and TNF-α)의 유전자 발현 프로파일(n=3) 뿐만 아니라 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비(n=30)의 계산을 나타낸 그래프이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차로 표시된다. 다른 알파벳 문자는 통계적 유의성을 나타낸다.Figure 21 is the result of the host macrophage adhesion and inflammatory M1 phenotype experiments in vivo against the magnetic attraction of the slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention: (a) is a slidable nanoligand in vivo It is a schematic diagram of the self-control of After subcutaneous implantation, both IL-4 and IL-13 were injected onto a substrate having a slidable nanoligand substrate. (b) is a confocal image of immunofluorescence after 24 h for iNOS, F-actin and nuclei of cells attached to the “magnetic” and “non-magnetic” sides of the substrate. A permanent magnet was continuously placed on the bottom of the substrate (the "magnet" side) for 24 hours. Images of cells were taken from the center of the "magnetic" or "non-magnetic" side of the substrate. The scale bar is 20 μm. (c) is a graph showing the calculation of density, cell area and cell aspect ratio (n=30) as well as gene expression profile (n=3) of M1 phenotypic markers (iNOS and TNF-α) of adherent cells in vivo. Data are presented as mean ± standard error. Other alphabetic characters indicate statistical significance.

도 22는 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이드 가능한 나노리간드에 대해 숙주 호중구의 생체 내 부착 실험 결과이다. (a)는 기판 상에 IL-4 및 IL-13을 피하에 주입한 24시간 후에 슬라이딩 가능한 나노리간드를 나타내는 기판의 “자석” 및 “비-자석” 쪽에 부착된 숙주 세포의 NIMP-R14, F-액틴 및 핵에 대한 면역형광 염색의 공초점 이미지이다. 영구자석을 24시간 동안 기판의 바닥(“자석” 쪽)에 연속적으로 위치시켰다. 세포의 이미지는 기판의 “좌측” 또는 “우측”의 중심에서 촬영하였다. 스케일 바는 20 ㎛이다. (b)는 생체 내 부착된 NIMP-R14-양성 숙주 호중구의 밀도의 정량을 나타낸 그래프이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차(n=30)로 표시된다. 다른 알파벳 문자는 통계적으로 유의미한 차이를 나타낸다.22 is an in vivo adhesion test result of host neutrophils to the slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention. (a) shows the slidable nanoligands 24 hours after subcutaneous injection of IL-4 and IL-13 on the substrate. NIMP-R14, F of host cells attached to the “magnetic” and “non-magnetic” sides of the substrate -Confocal images of immunofluorescence staining for actin and nuclei. A permanent magnet was continuously placed on the bottom of the substrate (the “magnet” side) for 24 hours. Images of cells were taken from the center of the “left” or “right” of the substrate. The scale bar is 20 μm. (b) is a graph showing the quantification of the density of attached NIMP-R14-positive host neutrophils in vivo. Data are expressed as mean ± standard error (n=30). The different alphabetic characters represent statistically significant differences.

도 23은 본 발명의 일실시예에 따른 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력(magnetic attraction)에 대한 생체 내에서 숙주 대식세포의 부착성 및 재생성 M2 표현형 실험 결과를 나타낸 것이다: ((a) IL-4 및 IL-13을 기판 상에 주입하여 피하 이식 24시간 후의 슬라이딩 가능한 나노리간드를 가지는 기판의 "자석" 및 "비-자석" 쪽에 부착된 세포의 Arg-1, F-액틴 및 핵에 대한 면역형광의 공초점 이미지이다. 영구자석은 기판의 바닥("자석" 쪽)에 연속적으로 위치시켰다. 세포의 이미지는 기판의 "자석" 쪽 또는 "비-자석" 쪽의 중심에서 촬영되었다. 스케일 바는 20 ㎛이다. (b) 생체 내 부착된 세포의 M2 표현형 마커(Arg-1 and Ym1)의 유전자 발현 프로파일(n=3) 뿐만 아니라 밀도, 세포 면적 및 세포 종횡비(n=30)의 계산을 나타낸 그래프이다. 도 4b에 나타낸 (c) ROCK 억제(Y27632을 갖는) 하에 핵 대 세포질 YAP 형광 비율 및 (d) 미오신 Ⅱ 억제(블레비스타틴을 갖는)의 세포 면적을 계산한 그래프이다. 데이터는 평균 ± 표준 오차로 표시된다. 다른 알파벳 문자는 통계적 유의성을 나타낸다.23 shows the results of the M2 phenotype test for adhesion and regeneration of host macrophages in vivo for magnetic attraction of a slidable nanoligand according to an embodiment of the present invention: ((a) IL-4 and immunofluorescence for Arg-1, F-actin and nuclei of cells attached to the “magnetic” and “non-magnetic” sides of the substrate with slidable nanoligands 24 hours after subcutaneous implantation by injecting IL-13 onto the substrate. is a confocal image of. A permanent magnet is continuously placed on the bottom (“magnet” side) of the substrate. The image of the cell is taken from the center of the “magnetic” side or “non-magnet” side of the substrate. The scale bar is (b) Gene expression profiles (n=3) of the M2 phenotypic markers (Arg-1 and Ym1) of adherent cells in vivo, as well as calculations of density, cell area and cell aspect ratio (n=30). Figure 4b shows (c) the ratio of nuclear to cytoplasmic YAP fluorescence under ROCK inhibition (with Y27632) and (d) the graph of calculating the cell area of myosin II inhibition (with blevisstatin). It is expressed as ± standard error Different alphabetic letters indicate statistical significance.

도 21을 살펴보면, 나노리간드-제시 기판을 balb/c 마우스에 피하 이식에 사용하였다. 이식 후, M2 분극 용해성 인자(인터루킨-4 및 -13)을 기판에 주입하였다(도 21a). 영구자석을 마우스의 복부 측에서 기판의 바닥(“자석” 쪽)에 부착하여 기판의 자석 쪽을 향한 나노리간드의 슬라이딩을 촉진시켰다. 상기 기판은 면역형광의 공초점 이미징 및 유전자 발현 분석을 위해 24시간 후에 수집하였다. iNOS 및 F-액틴에 대한 면역형광의 공초점 이미지는 뚜렷한 동일위치(colocalization)가 자석 쪽이 아닌 비-자석 쪽에서 더 우세하다는 것을 보여주었다(도 21b). 동시에, 자석 쪽에서 대식세포의 밀도, 면적 및 종횡비(각각 67%, 36% 및 53%)가 현저히 높은 부착 구조의 보다 뛰어난 발달이 관찰되었으며, 이는 비-자석 쪽보다 숙주 대식세포에서 iNOS 및 TNF 모두의 발현이 각각 33% 및 60%으로 현저하게 낮은 것을 촉진시켰다(도 21b-c).Referring to FIG. 21 , the nanoligand-presenting substrate was used for subcutaneous implantation in balb/c mice. After implantation, M2 polarized soluble factors (interleukin-4 and -13) were injected into the substrate (Fig. 21a). A permanent magnet was attached to the bottom of the substrate (“magnet” side) from the ventral side of the mouse to facilitate sliding of the nanoligand toward the magnet side of the substrate. The substrates were collected after 24 h for confocal imaging of immunofluorescence and gene expression analysis. Confocal images of immunofluorescence for iNOS and F-actin showed that distinct colocalization was more prevalent on the non-magnetic side than on the magnetic side (Fig. 21b). At the same time, superior development of adherent structures with significantly higher density, area and aspect ratio (67%, 36% and 53%, respectively) of macrophages on the magnet side was observed, indicating that both iNOS and TNF in host macrophages than on the non-magnetic side. was promoted to a remarkably low expression of 33% and 60%, respectively (FIGS. 21b-c).

도 22를 살펴보면, 숙주 대식세포뿐만 아니라 숙주 호중구도 급성 염증 기간 동안 NIMP-R14 면역형광을 통해 관찰되었다. 동시에, 도 23a을 살펴보면, Arg-1 및 F-액틴에 대한 면역형광의 공초점 이미지는 F-액틴에 의해 부착 구조의 매우 뚜렷한 조립을 나타냈고, 이는 비-자석 쪽보다 자석 쪽이 훨씬 더 많은 재생성 Arg-1 발현과 함께 동일위치화(colocalization)되는 결과를 가져왔다. 도 23a-b를 살펴보면, 또한 비-자석 쪽과 비교하여 자석 쪽의 숙주 대식세포에서 Arg-1 및 Ym1(재생 M2 마커) 모두 27% 및 60%의 현저히 더 높은 발현을 확인하였다. 이를 통해, 슬라이딩 가능한 나노리간드의 자기 인력을 통한 원격 제어는 숙주 대식세포의 재생성 M2 표현형을 촉진하지만, 공간적으로 조절된 방식으로 생체 내에서 염증성 M1 표현형을 억제함을 알 수 있다. 조기 급성 염증 및 재생 반응의 엄격한 제어는 임플란트에 대한 장기 숙주 반응을 지배하는 것으로 알려져 있다. 심부 내부 조직에서 조직 복구를 촉진하고 염증 및 섬유질 캡슐 형성을 억제하는데 있어서 자기장 매개 시공간적 및 가역적 장기 조절에 대한 실험을 통해 임상 환경에서 임플란트의 면역 조절이 가능한 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 22 , host neutrophils as well as host macrophages were observed through NIMP-R14 immunofluorescence during acute inflammation. At the same time, referring to FIG. 23A , confocal images of immunofluorescence for Arg-1 and F-actin showed a very distinct assembly of attachment structures by F-actin, indicating that the magnetic side was much more numerous than the non-magnetic side. It resulted in colocalization with regenerating Arg-1 expression. Referring to FIGS. 23A-B , it was also confirmed that both Arg-1 and Ym1 (regenerative M2 marker) were significantly higher in expression of 27% and 60% in host macrophages on the magnet side compared to the non-magnet side. This suggests that remote control through magnetic attraction of slidable nanoligands promotes the regenerative M2 phenotype of host macrophages, but suppresses the inflammatory M1 phenotype in vivo in a spatially controlled manner. Tight control of early acute inflammatory and regenerative responses is known to govern long-term host responses to implants. Experiments on magnetic field-mediated spatiotemporal and reversible organ regulation in promoting tissue repair and inhibiting inflammation and fibrous capsule formation in deep internal tissues suggest that immunomodulation of implants is possible in a clinical environment.

상기 실험예에서, 나노리간드 슬라이딩의 인시투 제어 하에서 배양물에서 대식세포의 부착성 및 표현형은 다음과 같이 실험하였다. 시험관 내 나노리간드 슬라이딩이 대식세포의 부착성 및 표현형에 미치는 영향을 조사하였다. 나노리간드가 존재하는 기판을 1시간 동안 UV 광 조명 하에서 멸균시켰다. 멸균시킨 기판은 대식세포의 비나노리간드(non-nano-ligand)-특이적 부착을 최소화하기 위해 1% 소 혈청 알부민(BSA)으로 차단시켰다. 50 k cells/cm2의 대식세포(RAW 264.7, passage 5, ATCC)를 처리한 기판 상에 플레이팅 하였다. 대식세포를 10%(v/v)의 열 불활성화된 태아 소 혈청 및 50 U/mL의페니실린/스트렙토마이신이 37℃ 및 5% CO2로 보충된 고 글루코스 DMEM(high glucose DMEM)을 포함하는 기초 배지에서 배양하였다. 세포를 기판의 바닥(“자석” 또는 “좌측”)에 배치된 자석(270 mT)에 적용하고, 다양한 쪽의 중심(자석, 중간 및 비-자석 쪽)에서 이들의 부착성을 검사하였다. RGD 펩타이드 리간드 또는 나노리간드가 없는 나노입자 또는 자석의 적용이 없는 나노리간드가 존재하는 기판을 대조군으로 사용하였다. 슬라이딩 가능한 나노리간드의 시간적 조작 하에서 대식세포의 부착성은 기판의 바닥에 영구자석을 배치하거나[“자기장(MF)”] 또는 기판으로부터 영구자석을 빼내는[“자기장 없음(NMF)”] 것에 의한 나노리간드가 존재하는 기판으로 검사되었다. 영구자석의 시간적 스위칭은 두 개의 반대면 사이에서 기판의 “좌측”의 바닥에서 “우측”의 바닥 및 이어서 “좌측” 바닥으로 다시 돌아가도록 수행하였다. 슬라이딩 가능한 나노리간드의 시간-제어 조작 하에서 대식세포의 분극 표현형은 기판의 바닥에 영구자석을 배치하거나[“자기장(MF)”] 또는 기판으로부터 영구자석을 빼내는[“자기장 없음(NMF)”] 것에 종속되어 “NMF” 및 “MF”을 전환하는 나노리간드가 존재하는 기판을 사용하여 검사하였다. M1 분극 배지는 리포폴리사카라이드(lipopolysaccharide)(LPS, 10 ng/mL) 및 재조합 인터페론-감마(interferon-gamma)(IFN-γ, 10 ng/mL)가 보충된 기초 배지를 포함하였다. M2 분극 배지는 인터루킨-4(interleukin-4)(IL-4, 20 ng/mL) 및 인터루킨-13(interleukin-13)(IL-13, 20 ng/mL)가 보충된 기초 배지를 포함하였다. 대식세포의 부착 구조 조립체-매개 M2 표현형은 ROCK 억제(50 μM Y27632와 같이), 미오신 Ⅱ 억제(10 μM 블레비스타틴와 같이) 또는 액틴 중합 억제(2 μg/mL 사이토칼라신 D과 같이) 하에서 기판의 바닥(“자석” 쪽)에 배치된 자석에 적용시킨 후 검사하였다.In the above experimental example, the adhesion and phenotype of macrophages in culture under in situ control of nanoligand sliding were tested as follows. The effect of nanoligand sliding in vitro on the adhesion and phenotype of macrophages was investigated. Substrates with nanoligands were sterilized under UV light illumination for 1 hour. Sterile substrates were blocked with 1% bovine serum albumin (BSA) to minimize non-nano-ligand-specific adhesion of macrophages. 50 k cells/cm2 of macrophages (RAW 264.7, passage 5, ATCC) were plated on the treated substrate. Macrophages were basal with high glucose DMEM supplemented with 10% (v/v) heat inactivated fetal bovine serum and 50 U/mL penicillin/streptomycin at 37°C and 5% CO2. Cultured in medium. Cells were applied to a magnet (270 mT) placed on the bottom of the substrate (“magnet” or “left”) and their adhesion was examined at the center of the various sides (magnetic, middle and non-magnetic side). Nanoparticles without RGD peptide ligands or nanoligands or substrates with nanoligands without application of magnets were used as controls. Adherence of macrophages under temporal manipulation of slidable nanoligands can be achieved by placing a permanent magnet on the bottom of the substrate [“magnetic field (MF)”] or withdrawing the permanent magnet from the substrate [“no magnetic field (NMF)”]. was tested with a substrate in which Temporal switching of the permanent magnet was performed between the two opposite sides from the bottom of the “left” of the substrate to the bottom of the “right” and then back again to the bottom of the “left”. The polarization phenotype of macrophages under time-controlled manipulation of slidable nanoligands is dependent on placing a permanent magnet on the bottom of the substrate [“magnetic field (MF)”] or withdrawing the permanent magnet from the substrate [“no magnetic field (NMF)”]. Substrates in which nanoligands that are dependent on "NMF" and "MF" were tested were used. M1 polarization medium contained basal medium supplemented with lipopolysaccharide (LPS, 10 ng/mL) and recombinant interferon-gamma (IFN-γ, 10 ng/mL). M2 polarization medium included basal medium supplemented with interleukin-4 (IL-4, 20 ng/mL) and interleukin-13 (IL-13, 20 ng/mL). Adherent structure assembly-mediated M2 phenotype of macrophages substrates under ROCK inhibition (as 50 μM Y27632), myosin II inhibition (as 10 μM blevisstatin) or actin polymerization inhibition (as 2 μg/mL cytochalasin D) After applying to the magnet placed on the bottom (“magnet” side) of the

또한, 면역형광 및 공초점 이미징에 의한 인시투 슬라이딩 가능한 나노리간드 하에서 대식세포 부착성 분석은 다음과 같이 실험하였다.In addition, macrophage adhesion analysis under in situ sliding nanoligand by immunofluorescence and confocal imaging was tested as follows.

대식세포 배양물은 4%(w/v)의 파라포름 알데히드 용액에 10분 동안 고정 용액에 침지시킨 후, PBS로 세척하였다. 배양물을 PBS 내에 3% PSA 및 0.1% 트리톤-X의 차단 완충액에서 30분 동안 배양하였다. 배양물을 인테그린 β1, 빈쿨린, iNOS, 아르기나제-1(Arginase-1), ROCK2 및 NIMP―R14에 대한 1차 항체로 용액에 4℃에서 밤새 침지한 후 PBS로 세척하였다. 배양물을 실온에서 30분 동안 2차 항체, 팔로이딘 및 DAPI를 사용한 용액에 실온에서 30분 동안 침지시킨 후 PBS로 세척하였다. 배양물을 현미경 슬라이드에 장착하고 모든 비교군에 대해 동일한 노출 조건을 사용하여 공초점 현미경(LSM700, Carl Zeiss)으로 이미지화 한 다음 ImageJ 소프트웨어로 검사했다. 공초점 이미지를 사용하여 대식세포의 부착성을 정량화하였다. 인테그린 β1 결합 강도를 히스토그램 기능으로 계산하였다. 부착성 대식세포의 밀도는 DAPI-염색된 핵을 집계함으로써 계산되었다. 부착성 대식세포의 면적 및 종횡비는 이전에 보고된 바와 같이 F-액틴 염색을 분석함으로써 계산되었다.Macrophage cultures were immersed in a fixative solution in 4% (w/v) paraformaldehyde solution for 10 minutes, and then washed with PBS. Cultures were incubated for 30 min in blocking buffer of 3% PSA and 0.1% Triton-X in PBS. The culture was immersed in a solution with primary antibodies against integrin β1, vinculin, iNOS, arginase-1, ROCK2 and NIMP-R14 overnight at 4° C., and then washed with PBS. Cultures were immersed in a solution using secondary antibody, phalloidin and DAPI for 30 minutes at room temperature for 30 minutes at room temperature and then washed with PBS. Cultures were mounted on microscope slides and imaged with a confocal microscope (LSM700, Carl Zeiss) using the same exposure conditions for all control groups and then examined with ImageJ software. Confocal images were used to quantify the adherence of macrophages. Integrin β1 binding strength was calculated as a histogram function. The density of adherent macrophages was calculated by counting DAPI-stained nuclei. The area and aspect ratio of adherent macrophages were calculated by analyzing F-actin staining as previously reported.

아울러, 역전사 중합효소 연쇄반응을 갖는 인시투 슬라이딩 가능한 나노리간드 하에서의 대식세포 분극 분석은 다음과 같이 실험하였다.In addition, macrophage polarization analysis under an in situ sliding nanoligand having a reverse transcription polymerase chain reaction was tested as follows.

대식세포를 M1 또는 M2 분극 배지에서 배양하고 샘플 당 1 mL의 트리졸에서 수확하였다. 기판을 2개의 반쪽(자석 및 비-자석 쪽)으로 나누었다. 각 샘플에 대해, 900 ng의 추출된 RNA를 고용량 RNA-대-cDNA 키트를 사용하여 cDNA로 역전사시켰다. Sybr Green 분석법을 갖는 cDNA를 사용하여 실시간 PCR 반응(StepOne Plus Real-Time PCR System, Applied Biosystems)을 실행했다. GAPDH 발현에 대한 정규화 후에 표적 유전자(iNOS, TNF-α, Arginase-1, and Ym1)의 상대적인 폴드 발현(relative fold expressions)이 제시되었다.Macrophages were cultured in either M1 or M2 polarized media and harvested in 1 mL of Trizol per sample. The substrate was split into two halves (magnetic and non-magnetic side). For each sample, 900 ng of extracted RNA was reverse transcribed into cDNA using a high capacity RNA-to-cDNA kit. Real-time PCR reactions (StepOne Plus Real-Time PCR System, Applied Biosystems) were run using cDNA with Sybr Green assay. After normalization for GAPDH expression, relative fold expressions of target genes (iNOS, TNF-α, Arginase-1, and Ym1) were presented.

또한, 숙주 대식세포의 부착성 및 표현형을 조절하기 위한 나노리간드 슬라이딩의 생체 내 원격 제어는 다음과 같이 실험하였다.In addition, in vivo remote control of nanoligand sliding to regulate the adherence and phenotype of host macrophages was tested as follows.

숙주 대식세포의 부착성 및 표현형에 대한 생체 내 나노리간드 슬라이딩의 효과를 조사하기 위해, 나노리간드 제시 실리콘 기판을 피하 이식에 사용하였다. 고려대학교 동물 관리 및 사용 위원회의 승인을 받은 2 개월 된 balb/c 마우스를 이용하였다. 2 mL의 알팍산(alfaxan)과 1 mL의 롬펀(rompun)의 혼합물을 복강 내 주사에 사용하였다. 생쥐의 배면을 대략 2.5 cm의 길이로 절개하였다. 주입 후, IL-4(50 ng) 및 IL-13 (50 ng)을 기판 상에 주입하였다. 기판에 대한 마우스 대식세포의 부착성을 시험하였다. 기판의 바닥(복부 측)에 부착된 영구자석(“자석” 쪽)은 자석쪽으로 나노리간드의 슬라이딩을 촉진시켰다. 이식 후 24시간에, 면역형광 및 RT-PCR의 공초점 이미징을 위해 기판을 회수하였다.To investigate the effect of nanoligand sliding in vivo on the adherence and phenotype of host macrophages, nanoligand-presenting silicon substrates were used for subcutaneous implantation. Two-month-old balb/c mice approved by the Korea University Animal Care and Use Committee were used. A mixture of 2 mL of alfaxan and 1 mL of rompun was used for intraperitoneal injection. The dorsal side of the mice was incised with a length of approximately 2.5 cm. After injection, IL-4 (50 ng) and IL-13 (50 ng) were injected onto the substrate. The adhesion of mouse macrophages to the substrate was tested. A permanent magnet (“magnet” side) attached to the bottom (ventral side) of the substrate promoted the sliding of the nanoligand toward the magnet. Twenty-four hours after implantation, the substrates were recovered for confocal imaging of immunofluorescence and RT-PCR.

Claims (12)

자성나노입자를 포함하는 코어; 및 코어를 감싸도록 구비되고 인테그린 리간드 펩티드를 포함하는 코팅층을 포함하고,
상기 인테그린 리간드 펩티드는 음으로 하전된 것을 특징으로 하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드.
a core comprising magnetic nanoparticles; and a coating layer provided to surround the core and comprising an integrin ligand peptide,
The integrin ligand peptide is a nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, characterized in that negatively charged.
제1항에 있어서,
상기 자성나노입자는 실리카가 표면에 결합된 것을 특징으로 하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드.
According to claim 1,
The magnetic nanoparticles are nanoligands for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, characterized in that silica is bound to the surface.
제1항에 있어서,
상기 코어와 코팅층을 연결하는 링커를 더 포함하고,
상기 링커는 폴리에틸렌 글리콜(PEG)계 링커인 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드.
According to claim 1,
Further comprising a linker connecting the core and the coating layer,
The linker is a polyethylene glycol (PEG)-based linker, a nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages.
제1항에 있어서,
상기 나노리간드는 직경이 30nm 내지 60nm이고, 상기 자성나노입자는 직경이 5nm 내지 30nm인 것을 포함하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드.
According to claim 1,
The nanoligand has a diameter of 30 nm to 60 nm, and the magnetic nanoparticles have a diameter of 5 nm to 30 nm. A nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages.
제1항에 있어서,
상기 인테그린 리간드 펩티드는 음으로 하전된 티올화된 인테그린 리간드 펩티드를 포함하고,
상기 나노리간드의 표면은 음으로 하전된 형태로 구비되는 것을 포함하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드.
According to claim 1,
wherein the integrin ligand peptide comprises a negatively charged thiolated integrin ligand peptide;
A nanoligand for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, wherein the surface of the nanoligand is provided in a negatively charged form.
자성나노입자를 포함하는 코어를 준비하는 단계;
상기 코어를 링커를 포함하는 제1 현탁액과 혼합하여 링커가 결합된 코어를 제조하는 단계; 및
상기 링커가 결합된 코어를 인테그린 리간드 펩티드(RGD)을 포함하는 제2 현탁액과 혼합하는 단계;를 포함하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드의 제조방법.
Preparing a core containing magnetic nanoparticles;
preparing a core to which a linker is bound by mixing the core with a first suspension containing a linker; and
Nano for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to any one of claims 1 to 5, including the step of mixing the linker-bound core with a second suspension containing an integrin ligand peptide (RGD) A method for preparing a ligand.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진용 나노리간드를 포함하는 용액을 표면이 활성화된 기판을 담지하여 나노리간드 제시 기판을 제조하는 단계; 및
상기 나노리간드 제시 기판에 배양액을 처리한 후 외부 자기장을 인가하여 대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계를 포함하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법.
A method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages according to any one of claims 1 to 5, comprising: preparing a nanoligand presentation substrate by supporting a surface activated substrate with a solution containing the nanoligand; and
A method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, comprising the step of controlling the cell adhesion and regeneration of macrophages by applying an external magnetic field after treating the culture medium to the nanoligand presentation substrate.
제7항에 있어서,
상기 나노리간드 제시 기판을 제조하는 단계는,
기판의 표면을 산성용액 중에 침지시키는 단계;
침지가 완료된 기판을 아미노실란 용액 중에 담지하여 상기 기판 표면을 활성화시키는 단계; 및
활성화된 기판을 실온에서 초음파를 이용하여 처리하는 단계;를 포함하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법.
8. The method of claim 7,
The manufacturing of the nanoligand presentation substrate comprises:
immersing the surface of the substrate in an acidic solution;
activating the substrate surface by immersing the immersed substrate in an aminosilane solution; and
A method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages comprising; treating the activated substrate using ultrasound at room temperature.
제7항에 있어서,
표면이 활성화된 기판은 아미노실란 용액에 기판을 담지하여 표면을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법.
8. The method of claim 7,
A method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, characterized in that the surface-activated substrate is activated by supporting the substrate in an aminosilane solution.
제7항에 있어서,
대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계는 생체 내 및 생체 외에 상기 나노리간드 제시 기판을 위치시킨 후 100 내지 700mT의 자기장을 12 시간 내지 48 시간 동안 인가하여 수행하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법.
8. The method of claim 7,
The step of controlling the cell adhesion and regeneration of macrophages is performed by applying a magnetic field of 100 to 700 mT for 12 hours to 48 hours after positioning the nanoligand presentation substrate in vivo and in vitro to promote cell adhesion and regeneration of macrophages. Way.
제7항에 있어서,
대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계는 기판에 인가되는 자기장의 위치를 변화시켜 수행하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법.
8. The method of claim 7,
The step of controlling the cell adhesion and regeneration of macrophages is a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages performed by changing the position of a magnetic field applied to the substrate.
제7항에 있어서,
대식세포의 세포 부착 및 재생을 조절하는 단계는 기판에 인가되는 자기장의 위치를 시간에 따라 변화시켜 수행하는 대식세포의 세포 부착 및 재생 촉진 방법.
8. The method of claim 7,
The step of controlling cell adhesion and regeneration of macrophages is a method for promoting cell adhesion and regeneration of macrophages, wherein the position of a magnetic field applied to a substrate is changed with time.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102611086B1 (en) * 2021-11-16 2023-12-07 고려대학교 산학협력단 Nanoscreen and method for controlling adhesion and differentiation of stem cells using the same
KR102558248B1 (en) * 2021-12-15 2023-07-26 한국지질자원연구원 Electromagnetic interference shielding materials and manufacturing method thereof
KR102660710B1 (en) * 2021-12-30 2024-04-24 고려대학교 산학협력단 Nanosatellite-substrate composite and method for controlling adhesion and differentiation of stem cells using the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140084043A (en) 2011-10-21 2014-07-04 트랜스진 에스.에이. Modulation of macrophage activation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7459145B2 (en) 2002-10-25 2008-12-02 Georgia Tech Research Corporation Multifunctional magnetic nanoparticle probes for intracellular molecular imaging and monitoring
WO2010099466A2 (en) 2009-02-26 2010-09-02 The Regents Of The University Of California A supramolecular approach for preparation of size controllable nanoparticles
KR102029931B1 (en) 2016-08-10 2019-10-08 가톨릭대학교 산학협력단 Method for Culturing Cornea Stem Cell Like Cell by Inducing Differentiation of Induced Pluripotent Stem Cell Using Protein Ligand and System for the Same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140084043A (en) 2011-10-21 2014-07-04 트랜스진 에스.에이. Modulation of macrophage activation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Kang, H. et al., ACS NANO (2018) 12:5978-5994* *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230071225A (en) * 2021-11-16 2023-05-23 고려대학교 산학협력단 Nanobarrier and method for controlling adhesion and polarization of macrophages using the same

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