in vivoイメージングのための蛍光色素の使用は、オプソニン化、迅速なクリアランス、低い検出感度、および宿主に対する細胞毒性の影響によって大幅に制限される可能性があります。フィルムの水和と押出しによって蛍光色素をリポソームにカプセル化すると、蛍光の消光と保護が可能になり、高い検出感度でin vivoイメージングが可能になります。
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方法論記事
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in vivoイメージングのための蛍光色素の使用は、オプソニン化、迅速なクリアランス、低い検出感度、および宿主に対する細胞毒性の影響によって大幅に制限される可能性があります。フィルムの水和と押出しによって蛍光色素をリポソームにカプセル化すると、蛍光の消光と保護が可能になり、高い検出感度でin vivoイメージングが可能になります。
光学イメージングは、幅広い診断モダリティを提供し、生物医学イメージングのツールとして多くの関心を集めています。現在、膨大な数のイメージング技術が利用可能であり、機器化が進歩しているにもかかわらず、in vivoイメージングに適した高感度プローブが依然として必要とされています。利用可能な前臨床蛍光プローブの典型的な問題の1つは、in vivoでの迅速なクリアランスであり、イメージング感度を低下させます。急速なクリアランスを回避し、標的部位の色素分子の数を増やし、それによってバックグラウンドの自家蛍光を減らすために、近赤外蛍光色素DY-676-COOHのリポソームへのカプセル化と、炎症のin vivoイメージングの可能性の検証が行われました。DY-676は、高濃度で自己消光する能力で知られています。まず、自己消光に適した濃度を決定し、次にこの消光濃度をPEG化リポソームの水内部にカプセル化しました。リポソームの消光および活性化能を実証するために、カプセル化された色素に影響を与えることなくリポソーム膜の損傷につながる過酷な凍結方法を使用しています。高レベルの蛍光消光を特徴とするリポソームは、Lip-Qと呼ばれました。さまざまな細胞株を用いた実験により、Lip-Qの取り込みは主に食作用によるものであり、その結果、マウスモデルにおける炎症のin vivoイメージングのツールとしての可能性を特徴づけることが可能になったことが示されています。さらに、マウスのザイモサン誘発浮腫モデルを使用して、in vivoでの炎症の光学イメージングにおけるLip-Qの可能性を実証します。炎症による透過性と保持(EPR)の増強効果による取り込みの可能性を考慮し、DY-676-COOH(Lip-dQと呼ばれる)と遊離DY-676-COOHの消光しない濃度が低い常時オンのリポソーム製剤を動物実験でLip-Qと比較しました。
リポソームは、集中的に調査し、臨床応用1,2に最も生体適合性の生物医学的な薬物送達システムの一つとして機能してきた。これらは、主に天然の細胞膜の一部を模倣する生体適合性化合物であり、その両方が、リン脂質およびコレステロールから構成されている。親水性物質は水性内部内に捕捉することができるが、親油性薬剤は、リポソームのリン脂質二重層3内に組み込むことができる。リポソームの水性内部内の 物質のカプセル化は、 インビボでの分解に対する保護を付与し、また、腫瘍細胞を破壊することを目的とし、例えば化学療法のための疾患の治療のために使用される細胞毒性薬剤の毒性作用からホストシステムを防ぐ。ポリエチレングリコール(PEG化)のようなポリマーとリポソーム表面の修飾は、さらにによる立体安定化を、インビボでのリポソームの血液循環時間を延長4。 Moreov小胞体、リポソームは、タンパク質、5,6-、親水性物質7,8および酵素9のようないくつかの物質の高濃度を隔離することができる。したがって、それらは、そのような癌治療のための4ドキソルビシンなどの細胞毒性薬剤の送達のための彼らの承認に値するとして信頼性の高い臨床治療および診断ツールを提供しています。それらの柔軟性のために、リポソームは、診断および画像誘導外科的目的のために蛍光色素をロードすることができる。
蛍光イメージングは、しかしながら、いくつかの基本的な要件を要求するインビボでの診断ツールでコスト効果の高い、非侵襲的に提供する。これは、in vivoイメージングのための最高に合う蛍光色素は、光分散及び散乱ならびに水由来の組織の自己蛍光およびヘモグロビンが低い範囲の特性吸収と発光極大を有することが証明できた。したがって、そのようなプローブは、650と900 nmの10の間に彼らのABS /全角最大を持っている。オプソニン化および急速なクリアランスが大きくインビボ画像11のためのそれらの適用を制限することができ、この他に、in vitroおよびin vivoの両方での蛍光色素の安定性は、重要である。そのような貧しい安定性と低感度やインドシアニングリーン(ICG)12-16で見られるように標的器官に細胞毒性作用などの他の効果は、望ましくないとin vivoイメージングのためのプローブを設計する際に考慮に入れなければならない。これらの観察は、いくつかの前臨床NIR蛍光色素、ナノ粒子、ならびに炎症プロセス、癌のin vivoイメージングのための、画像誘導手術17-20のための新しい技術の開発が活発につながっている。ほとんどの前臨床NIRF(近赤外蛍光)の安定性にもかかわらず、染料インビトロ 、肝臓および腎臓を介してそれらの迅速な灌流およびクリアランス疾患および炎症プロセスのインビボ光学イメージングにおけるそれらの使用を妨げる。
ntentは">したがって、我々はそのようなよく特徴付け近赤外蛍光色素DY-676-COOH、比較的高濃度のリポソームで21で自己クエンチする傾向のために知られているような蛍光色素のカプセル化のためのプロトコルを提示する。高濃度でH-二量体形成および/または蛍光色素分子間の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)に互いのフェルスター半径結果内に位置するフルオロフォア分子間のπスタッキング相互作用、低濃度では、フルオロフォア分子の間隔が増大し、それによって、πスタッキング相互作用を防止しHダイマー形成および高い蛍光発光をもたらす。高および低濃度および添付蛍光消光及び活性化との間のスイッチは、光学イメージング22に利用することができる有望な戦略である。この点で、NIRF染料高濃度のカプセル化DY-676-COOHリポソームの水性内部には多くのFAです遊離色素よりもin vivoイメージングのためのvorable。この方法の課題は、染料を高濃度でカプセル化から生じる利益の検証において、第二に、正しいカプセル内のすべての第ある。遊離色素のそれでクエンチしたリポソームの結像特性を比較し、また、色素の濃度が低い非クエンチリポソーム製剤とすることが不可欠である。私たちは、リポソーム中DY-676-COOHの消光濃度のカプセル化が可能であり、代替凍結融解サイクルと組み合わせるシンプルな、しかし非常に効果的なフィルムの水和と押し出しプロトコルによって示している。そのような逆相蒸発法23と同様にエタノール注入法24としてのリポソームを調製するために使用される他の方法は、多くの親水性物質のための高い封入効率を有するリポソーム製剤を可能にする。しかし、カプセル化される物質の性質は、カプセル化効率に影響を与えることができる。実際には、ここで紹介するフィルムの水和と押し出しプロトコルは、DY-676-COOHのカプセル化のための最高の効率を明らかにした。 DY-676-COOH、数時間以内に、炎症過程の研究を可能にするザイモサン誘導浮腫モデルのリポソームカプセル化の利点を説明するために、使用された。ここでは、カプセル化されたDY-676-COOHの高濃度を有するリポソームが遊離色素または低染料濃度を有する非クエンチリポソーム製剤よりも炎症過程のインビボ光学イメージングに全身に適していることが実証される。したがって、基本的なプロトコルは、 インビトロおよびインビボの両方でクエンチし、蛍光リポソームおよびそれらの活性化およびイメージング可能性の検証を生成するための簡単かつ迅速な方法を提供する。アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。
注:すべての手順は、地域の動物委員会や動物の倫理的な使用に関する国際的なガイドラインに従って承認されている。
材料と楽器の作製
2.蛍光消光の検証と調製されたリポソームの活性化
3.リポソームベースの炎症のin vivo蛍光イメージングで
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そのようなNIRF染料DY676-COOHのような蛍光色素、高濃度のカプセル化は、リポソームの水性内部にここで使用される蛍光消光の高いレベルをもたらす。蛍光消光、高濃度で、多くのフルオロフォアで見られる現象は、標的領域の高感度で信頼性の高い検出が要求されるインビボイメージング用途のいくつかで利用することができる。リポソームの使用はまた、in vivoでの適用のために不可欠である染料の保護を提供する。リポソームの完全な特徴付けが必要であり、そのようなリポソームのカプセル化された染料、安定性およびサイズのレベルなどの要因、 インビトロでもインビボ画像化の目的のために適用可能でカプセル化された色素の蛍光消光及び活性を含む。遊離色素の比較、DY-676-COOH及び急冷リポソーム(リップ-Q)、並びに非常に低いコンセント非クエンチリポソーム(リップのdQ)カプセル化された染料の比は、特にin vivoでの特徴付けのためにきわめて重要である。
押出前に、連続する凍結融...
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リポソームはまた、蛍光色素のための送達システムとして機能することができるので、それらは、標的疾患の画像化を可能にする。このようなここで使用NIRF染料、DY676-COOHのような蛍光色素、高濃度の封入は、封入された色素の蛍光消光の高いレベルをもたらす。蛍光消光、高濃度で、多くのフルオロフォアで見られる現象は、対象領域の高感度で信頼性の高い検出が要求されるインビボイメージング用途のいくつかで利用することができる。リポソームの使用はまた、in vivoでの適用のために不可欠である染料の保護を提供する。
膜水和及び押出技術は、必要に応じて、異なるサイズ範囲を有するリポソームの成功した製造を可能に広く用いられている方法であり、そのような異なる物質25の多数のカプセル化などの修飾を可能にする。従って、リップの調製に適しているosomes画像化目的のためにNIR蛍光色素DY-676-COOHでカプセル。この方法は、染料の急冷濃度の範囲内である600から840μM膀胱内色素濃度、を有するリポソームが得られます。自然発生...
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著者らは開示するものは何もない。
この作品は、ドイツ学術振興助成 HI-698 / 10-1とRU-1652 / 1-1によってサポートされていました。私たちは、彼らの親切なサポートのための優れた技術支援と会社DYOMICS社、イエナのためのドリーン·メイに感謝。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| リポソームの調製のための材料と機器 | |||
| 卵ホスパチジルコリン | Avanti Polar Lipids | 840051P | クロロホルムに溶解し、ガラスバイアル(214 mg / ml)コレステロールに保存 |
| Sigma | C8667 | クロロホルムに溶解し、ガラスバイアル(134 mg / ml) | |
| に保存1,2-ジステアロイル-SN-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-<>N-[メトキシ(ポリエチレングリコール)-2000](アンモニウム塩) | Avanti Polar Lipids | 880120P | クロロホルムに溶解し、ガラスバイアル(122 mg / ml) |
| 1,2-ジオレオイル-SN-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-(7-ニトロ-2-1、3-ベンゾオキサジアゾール-4-イル)(アンモニウム塩) | Avanti Polar Lipids | 810145P | クロロホルムに溶解し、ガラスバイアル(2 mg / ml) |
| ザルトリウスMC1(d = 0.01 mg) | ザルトリウスAG | リサーチRC 210 P | 、リン脂質 |
| Rotavapor | Büの計量に使用されます。chi Labortechnik AG | R-114 | 、リン脂質フィルムの |
| 水和に使用されます ウォーターバス | Büchi Labortechnik AG | R-481 | 、リン脂質フィルム真空 |
| コントローラーB | üの水和に使用されます。chi Labortechnik AG | B-720 | 、リン脂質フィルム |
| Vacobox | Büの水和に使用されます。chi Labortechnik AG | B-177 | リン脂質フィルムの水和に使用 |
| 循環チラー | LAUDA DR. R. WOBSER GMBH & CO. KG | WKL 230 | リン脂質フィルムの水和に使用 |
| DY-676-COOH | Dyomics GmbH | 676-00 | 10 mM Tris に溶解し、ストックを -20°C で保存します。C |
| トリス-(ヒドロキシメチル)-アミノメタン | Applichem | A1086 | 緩衝液 10 mM, pH 7.4 |
| トリクロルメタン | Carl Roth GmbH + Co. KG | Y015.2 | リポソーム調製に使用 |
| Sonicator | Merck Eurolab GmbH | USR 170 H | リポソーム調製に使用 |
| Vortex Genie 2 (Pop-off Cup, No. 146-3011-00) | Scientific Industries Inc. | リポソーム調製に使用される | SI-0256 |
| ファデックスG25培地 | リポソームの精製に使用される | GEヘルスケアヨーロッパGmbH | 17-0033-01 |
| Triton X100 | Ferak Berlin GmbH | 505002 | ポソームを破壊するために使用されます 色素定量 |
| のために LiposoFast-Basic | Avestin Inc. | リポソームの押出しに使用 | |
| ポリカーボネート製フィルター膜、100 nm (Whatman Nucleopore Trans Etch Membrane, NUCLEPR PC 19 MM, 0.1 U) | VWR | LiposoFast-Basic | |
| Fluostar Optima | BMG Labtech | 染料定量に使用 | |
| Zetasizer Nano ZS | Malvern | ポソームサイズとゼータ電位の測定に使用 | |
| 超遠心分離機 | サンプルの濃縮に使用される | Beckmann Coulter GmbH | XL 80 |
| Rotor | Beckmann Coulter GmbH | SW 55 TI | の |
| リポソームの評価のための材料と機器 | |||
| の | |||
| Zymosan-Aの希釈に使用される | Fresenius GmbH | PZN-2159621 | |
| 動物の | 麻酔に使用される | Isotec4 | |
| Isoflurane | Actavis GmbH | PZN-7253744 | 麻酔 |
| サーモマット プロ 20 W | ラッキー レプタイル | 61202-HTP-20 | 麻酔中に動物を暖かく保つために使用されます |
| Omnican-F (1 ml 注射) | ブラウン | PZN-3115465 | プローブの皮下および静脈内適用に使用される |
| パンテノールアイクリーム | イエナファーム | PZN-3524531 | 麻酔中の動物の目の乾燥を防ぐために使用 |
| ハンクス緩衝生理食塩水 | PAAラボラトリーズ/バイオクロムAG | L2045 | mg 2 +、Ca2 +、フェノールレッド。プローブの希釈および細胞の洗浄のために |
| 、 | BDバイオサイエンス354108 | 細胞培養に使用され、その後顕微鏡検査が行われます | |
| 細胞培養フラスコ | Greiner BioOne | ||
| 細胞培養培地 | Gibco (life technologies GmbH) | ||
| ウシ胎児血清 | Invitrogen | ||
| ポリ-L-リジン溶液 (0.01%, 50 ml) | Sigma | P4832 | 細胞培養チャンバースライドのコーティングに使用 |
| Mountant Permafluor | ThermoScientific | S21022-3 | 顕微鏡用埋込液 |
| Hoechst-33258 | AppliChem | 顕微鏡用DNA染色剤 | |
| Hera-Safe | ヘレウスインスツルメンツ | 細胞培養用無菌作業台 | |
| ラ | 用 ヘレウスインスツルメンツ | 細胞培養用インキュベーター | |
| LSM510-Meta | 共焦点顕微鏡 | ||
| Maestro-TM in vivo蛍光イメージングシステム | CRi, Woburn | 小動物の全身蛍光イメージングに使用 | |
| 分光光度計 (Ultrospec 4300 pro UV) | GE Healthcare | 吸収測定に使用 | |
| 分光蛍光光度計 (Jasco FP-6200) | Jasco | 発光 | |
| Animals | |||
| NMRIマウス(8-12週齢、雄) | Elevage Janvier(フランス | の炎症試験に使用 | |
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