のためのウイルス粒子<emインビボ&gt;</em&gt;腫瘍イメージング

Amy M. Wen; Karin L. Lee; Ibrahim Yildiz; Michael A. Bruckman; Sourabh Shukla; Nicole F. Steinmetz

doi:10.3791/4352

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方法論記事

のためのウイルス粒子

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DOI:

10.3791/4352

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2012年11月16日

Amy M. Wen¹ , Karin L. Lee¹ , Ibrahim Yildiz¹ , Michael A. Bruckman¹ , Sourabh Shukla¹ , Nicole F. Steinmetz²

¹Department of Biomedical Engineering, Case Western Reserve University , ²Department of Biomedical Engineering, Radiology, and Materials Science and Engineering, Case Western Reserve University

この記事について

サマリー

植物ウイルス粒子（VNPs）は生物医学への応用のための有望なプラットフォームです。ここでは、植物VNP伝播、精製、特性評価、バイオコンジュゲーションするための手順について説明します。最後に、我々は腫瘍ホーミングとマウス異種移植モデルおよび蛍光イメージングを用いたイメージング用VNPsの応用を示す。

要約

ナノ材料の使用は、材料科学と医学に革命を起こす可能性を秘めています。現在、異なるナノ粒子の数は、イメージング及び治療への応用が検討されている。植物由来のウイルス粒子（VNPs）が定義されたサイズと形状を持つ自己組織化bionanomaterialsとみなすことができる。シュタインメッツのラボで研究中の植物ウイルスは直径30nmのが、どちらもササゲモザイクウイルス （CPMV）とブロムモザイクウイルス （BMV）によって形成された正二十面体粒子が挙げられる。我々はまた、以下の植物ウイルス由来の棒状、糸状の構造を開発している：18 nmで、300 nmの寸法、および糸状粒子515を形成ポテトウイルスX（PVX）で剛体棒を形成したタバコモザイクウイルス （TMV）、長さと幅で13 nmのナノメートル（ リーダーがレフリーと呼ばれています。VNPsの詳細については^、1および^2）。

プランタで大規模に容易に製造することができる、非常に安定していて、生体適合性である。また、VNPsは、特に遺伝子組み換えや化学バイオコンジュゲーション法^3を用い^て操作すること^ができる"プログラマブル"単位です。 VNPsの構造を原子レベルの分解能に知られており、変更は原子レベル^4、現在の最先端の技術を有する合成ナノ材料を用いて達成することができないコントロールのレベルで空間的な精度で行うことができる。

本稿では、 緑豆ungiuculataとNicotiana benthamianaのプラントで CPMV、PVX、TMV、とBMVの伝播を記述します。各VNPための抽出と精製プロトコルが与えられている。精製し、化学的に標識VNPsのキャラクタリゼーションのための方法が記載されている。そこで、本研究ではchに焦点を当てるフルオロフォア（ 例えばのAlexa Fluor 647）、ポリエチレングリコール（PEG）とVNPsのemicalラベリング。染料は^、5月10日 VNPsの追跡および検出を容易にし^、8,11その薬物動態を向上させながら、PEGはタンパク質性ナノ粒子の免疫原性を低減します。我々は、マウス異種移植腫瘍モデルを用いてPEG化VNPsのホーミング腫瘍を実証している。マエストロイメージングシステムを用いて組織ex vivoでの蛍光イメージングの組み合わせは、均質化された組織における蛍光定量、および共焦点顕微鏡は、生体内分布を研究するために使用されています。 VNPsは細網内皮系（RES）を経由してクリアされます。ホーミング腫瘍が強化された透過性と保持（EPR）効果^12を介して受動的に達成されます。 VNPナノテクノロジーは、画像に強力なプラグ·アンド·プレイ·テクノロジーであり、 生体内での病気のサイトを扱います。今後はへの薬物貨物や臨床的に意義のあるイメージング部分、ならびに組織特異的リガンドを運ぶためにVNPsを開発しているがんや心臓血管疾患で過剰発現分子の受容体を標的とする。