इस कागज संश्लेषण और monocyte के लक्षण वर्णन-लक्ष्यीकरण पेप्टाइड amphiphile micelles और इसी परख को शामिल करने के लिए एक विधि प्रस्तुत करता है के लिए monocytes को बांध करने के लिए micelle की क्षमता और असंगति के लिए परीक्षण करने के लिए ।
Atherosclerosis हृदय रोग के लिए एक प्रमुख योगदानकर्ता है, दुनिया भर में मौत का प्रमुख कारण है, जो १७,३००,००० जीवन प्रतिवर्ष दावा करता है । Atherosclerosis भी अचानक मौत और रोधगलन, अस्थिर पट्टिकाओं कि टूटना और चेतावनी के बिना रक्त वाहिका करना द्वारा उकसाया के प्रमुख कारण है । वर्तमान इमेजिंग मोडलें स्थिर और अस्थिर पट्टिकाओं के बीच अंतर नहीं कर सकतीं जो टूटना । पेप्टाइड amphiphiles micelles (पम्म) इस खामी को दूर कर सकते हैं क्योंकि वे विशेष रूप से रोगग्रस्त ऊतक के लिए बांध कि लक्ष्यीकरण moieties की एक किस्म के साथ संशोधित किया जा सकता है. Monocytes atherosclerosis के जल्दी मार्करों होना दिखाया गया है, जबकि Monocytes का बड़ा संचय टूटना करने के लिए प्रवण सजीले टुकड़े के साथ जुड़ा हुआ है । इसलिए, नैनोकणों है कि monocytes लक्ष्य कर सकते है atherosclerosis के विभिंन चरणों में भेदभाव किया जा सकता है । कि अंत करने के लिए, यहाँ, हम monocyte की तैयारी के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन-लक्ष्यीकरण पम्म (monocyte chemoattractant प्रोटीन-1 (एमसीपी-1) पम्म). एमसीपी-1 पम्म के पास तटस्थ सतह प्रभारी के साथ व्यास में 15 एनएम के नैनोकणों फार्म के लिए हल्के परिस्थितियों में संश्लेषण के माध्यम से आत्म इकट्ठे होते हैं । इन विट्रो में, पम्म को संगत होना पाया गया और monocytes के लिए एक उच्च बाइंडिंग संबध था । तरीकों atherosclerosis में आवेदनों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ ही अंय भड़काऊ रोगों के लिए वादा शो बताया ।
हृदय रोगों के लिए मौत का प्रमुख कारण विश्व स्तर पर लगभग १७,३००,००० दुनिया भर में मौतों के साथ रहना1। हृदय रोगों atherosclerosis द्वारा योगदान कर रहे हैं, एक शर्त है जिसमें सजीले टुकड़े धमनियों में निर्माण, जिससे शरीर की कोशिकाओं के लिए रक्त और ऑक्सीजन प्रवाह में बाधा2,3. atherosclerosis की प्रगति एक भड़काऊ प्रतिक्रिया, अनियमित लिपिड चयापचय, और पट्टिका निर्माण, पट्टिका टूटना और रोधगलन4,5के लिए अग्रणी द्वारा और अधिक मोटा होना और धमनियों की सख्ती शामिल है । Endothelial कोशिकाओं साइटोकिंस और आसंजन अणु, जो एमसीपी-1 है कि सी के लिए बांध-सी chemokine रिसेप्टर (CCR2) monocytes6,7,8की सतह पर पाया एक्सप्रेस शामिल हैं । ऑक्सीकरण कोलेस्ट्रॉल पट्टिका गठन, जो इस क्षेत्र में भड़काऊ प्रतिक्रिया को प्रवर्धित और ऊतक की चोट और अस्थिर या कमजोर सजीले टुकड़े के गठन के लिए सुराग के प्रारंभिक चरण के दौरान मैक्रोफेज करने के लिए monocytes धर्मांतरित9, 10.
परंपरागत रूप से, atherosclerosis शारीरिक इमेजिंग द्वारा एंजियोग्राफी या अल्ट्रासाउंड11,12का उपयोग करके चमकदार रोग का आकलन द्वारा मूल्यांकन किया है । हालांकि, इन तरीकों केवल धमनी की दीवार के गंभीर संकुचन और नहीं atherosclerosis के प्रारंभिक चरण निर्धारित कर सकते हैं, प्रारंभिक पट्टिका विकास के रूप में धमनी का आकार और रक्त प्रवाह दर12,13बनाए रखने के लिए remodeling का कारण बनता है, 14. इसलिए, एंजियोग्राम atherosclerosis प्रसार को दर्शाता है । इसके अतिरिक्त, ऐसी एकल फोटॉन उत्सर्जन गणना टोमोग्राफी, पोजीट्रान उत्सर्जन टोमोग्राफी, और चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के रूप में आक्रामक इमेजिंग तकनीक हाल ही में पट्टिका आकृति विज्ञान की विशेषता के लिए इस्तेमाल किया गया है के रूप में वे प्रारंभिक विवरण प्रदान कर सकते है और सजीले टुकड़े के लक्षण वर्णन । हालांकि, इन मोडलों अक्सर संवेदनशीलता की कमी से सीमित हैं, स्थानिक संकल्प, या विकिरण के उपयोग की आवश्यकता होती है, विभिन्न चरणों में इमेजिंग पट्टिका प्रगति कर बहुत अधिक चुनौतीपूर्ण15,16, 17. एक इमेजिंग वितरण प्रणाली है कि विशेष रूप से atherosclerosis के विभिंन चरणों में पट्टिकाओं की पहचान करने के लिए विकसित किया जाएगा रहता है ।
नैनोकणों के लिए एक उभरते हुए मंच vivo पट्टिका लक्ष्यीकरण और निदान18,19,20,21 में दिखाया गया है । विशेष रूप से, पम्म अपने रासायनिक विविधता और moieties, रचनाएं, आकार, आकार, और सतह functionalization की एक किस्म को समायोजित करने की क्षमता के कारण लाभप्रद है22। पेप्टाइड amphiphiles (क़दम) एक हाइड्रोफिलिक से मिलकर बनता है, पेप्टाइड “headgroup” एक hydrophobic पूंछ से जुड़ा है, जो आम तौर पर लिपिड हैं; यह amphiphilic संरचना स्व-कोडांतरण क्षमताओं को प्रदान करता है और कण22,23,24की सतह पर पेप्टाइड्स के एक multivalent प्रदर्शन के लिए अनुमति देता है । पेप्टाइड headgroups के बीच तह और हाइड्रोजन संबंध के माध्यम से कण आकार को प्रभावित कर सकते हैं25. जो β-पत्रक इंटरैक्शन के माध्यम से गुना पेप्टाइड्स लम्बी micelles प्रपत्र करने के लिए दिखाया गया है, जबकि α-पेचदार पुष्टिकरण दोनों गोलाकार और लम्बी micelles22,23,24प्रपत्र कर सकते हैं, 25,26,27. पॉलीथीन ग्लाइकोल (खूंटी) लिंकर्स कि सतह के प्रभारी को ढाल पेप्टाइड के हाइड्रोफिलिक पेप्टाइड और पम्म की hydrophobic पूंछ के बीच रखा जा सकता है, प्रणालीगत संचलन में nanoparticle की उपलब्धता को बढ़ाने28, 29 , 30 , 31. पम्म भी लाभप्रद है क्योंकि वे संगत कर रहे है और अनुप्रयोगों के एक व्यापक रेंज३२है दिखाया गया है,३३। micelles के पानी घुलनशीलता अंय nanoparticle आधारित प्रणालियों पर एक लाभ प्रदान करता है जैसे कुछ बहुलक नैनोकणों कि पानी में घुलनशील नहीं है और इंजेक्शन के लिए solubilizers में निलंबित कर दिया जाना है३४। इसके अतिरिक्त, पम्म बनाने की क्षमता है कि एक विशिष्ट उत्तेजनाओं के जवाब में जुदा पम्म नियंत्रित intracellular दवा वितरण३५के लिए एक आकर्षक उंमीदवार बनाता है ।
CCR2 रिसेप्टर के लिए बाध्यकारी और महाधमनी आर्क में जमते द्वारा, पम्म पहले atherosclerotic में महाधमनी घावों के विभिन्न चरणों की निगरानी करने के लिए monocyte लक्ष्यीकरण के लिए विकसित किए गए थे9. ApoE-/- चूहों में, monocyte संचय आनुपातिक प्रगति पट्टिका३६करने के लिए बढ़ जाती है । इसके अलावा, यह पाया गया कि टूटना प्रवण, देर चरण पट्टिका के साथ रोगियों monocytes३७की उच्च मात्रा में होते हैं । इसलिए, एमसीपी-1 को शामिल करने के लिए पम्म का संशोधन उपयोगी है क्योंकि यह प्रारंभिक और देर चरण के atherosclerotic घावों के बीच अधिक लक्ष्यीकरण विशिष्टता और विभेदन के लिए अनुमति देता है । इन सबूत की अवधारणा अध्ययन भी सत्यापित किया है कि पम्म काफी सुरक्षित करने के लिए पूर्व नैदानिक इस्तेमाल किया जा सकता है और गुर्दे की३८मंजूरी दे दी है । के बाद से monocytes और सूजन अंय रोगों के लिए विशेषता है, एमसीपी-1 पम्म क्षमता है atherosclerosis से परे अंय रोगों में चिकित्सीय और नैदानिक अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा8,३९,४० , ४१.
इस के साथ साथ, हम उच्च स्केलेबल और आत्म इकट्ठे एमसीपी-1 पम्म के निर्माण की रिपोर्ट है कि कण इष्टतम आकार, भूतल प्रभारी प्रदर्शन किया, और monocytes को atherosclerosis में बढ़ाया इमेजिंग अनुप्रयोगों के लिए चुनिंदा लक्ष्यीकरण ।
एमसीपी-1 पम्म एक होनहार आणविक इमेजिंग मंच है, जिसमें एक हाइड्रोफिलिक लक्ष्यीकरण पेप्टाइड और hydrophobic पूंछ है कि nanoparticle के आत्म इकट्ठे प्रकृति ड्राइव । इस monocyte-लक्ष्यीकरण micelle को एमसीपी-1 पेप्टाइड और DSPE-खूंटी (2000)-ए?…
The authors have nothing to disclose.
लेखक दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, राष्ट्रीय हृदय, फेफड़े, और रक्त संस्थान (NHLBI), R00HL124279, एली और Edythe व्यापक नवाचार पुरस्कार, और लालकृष्ण Whittier फाउंडेशन गैर कैंसर से वित्तीय सहायता स्वीकार करना चाहते है EJC को दी गई शोधों रिसर्च अवार्ड. लेखक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और Microanalysis, NanoBiophysics में उत्कृष्टता के केंद्र, आणविक लक्षण वर्णन के लिए उत्कृष्टता के केंद्र के लिए केंद्र का धंयवाद, और अनुवाद में सहायता के लिए दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में इमेजिंग केंद्र वाद्य setups ।
1,2-ethanedithiol | VWR | E0032 | for peptide synthesis |
10 mL disposable serological pipets | VWR | 89130-898 | for cell culture |
15 mL centrifuge tubes, polypropylene | VWR | 89401-566 | for various applications |
2,5-dihydroxybenzoic acid, 99% | Fisher Scientific | AC165200050 | for MALDI |
25 mL disposable serological pipets | VWR | 89130-900 | for cell culture |
2-Mercaptoethanol, 50 mM | ThermoFisher Scientific | 31350010 | for cell culture |
5 mL disposable serological pipets | VWR | 89130-896 | for cell culture |
50 mL centrifuge tubes | VWR | 89039-658 | for various applications |
75 cm2 culture flask | Fisher Scientific | 13-680-65 | for cell culture |
75 mL reaction vessel | Protein Technologies | 3000005 | for peptide synthesis |
96-wells cell culture plate | VWR | 40101-346 | for MTS assay |
Acetonitrile, HPLC grade | Fisher Scientific | A998SK-4 | for HPLC purification |
Borosilicate glass, 1 dram | VWR | 66011-041 | for PAM synthesis |
Borosillicate glass pipet, Long tips | VWR | 14673-043 | for various applications |
Coverslip, 0.16-0.19 mm, 22 x 22 mm | Fisher Scientific | 12-542B | for confocal microscopy |
Cy5 amine | Abcam | ab146463 | for peptide conjugation |
Diethyl ether, ACS grade | Fisher Scientific | E138-1 | for peptide precipitation |
Disposable syringes, 20 mL | Fisher Scientific | 14-817-54 | for HPLC purification |
Double neubauer ruled hemocytometer | VWR | 63510-13 | for cell counting |
DSPE-PEG(2000) amine | Avanti | 880128P | for peptide conjugation |
DSPE-PEG(2000) maleimide | Avanti | 880126P | for peptide conjugation |
DSPE-PEG(2000)-NHS ester | Nanocs | PG2-DSNS-10K | for conjugation to Cy5 |
Dulbecco's modified eagle medium-high glucose | Sigma Aldrich | D5796-500ML | for cell culture |
Fetal bovine serum, qualified, heat inactivated | ThermoFisher Scientific | 10438026 | for cell culture |
Fmoc-L-Ala-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-A | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Arg(Pbf)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-RBF | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Asn(Trt)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-NT | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Cys(Trt)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-CT | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Gln(Trt)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-QT | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Ile-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-I | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Leu-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-L | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Lys(Boc)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-KBC | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Phe-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-F | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Ser(tBu)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-SB | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Thr(tBu)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-TB | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Tyr(tBu)-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-YB | for peptide synthesis |
Fmoc-L-Val-OH /HBTU | Protein Technologies | PS3-H5-V | for peptide synthesis |
Fmoc-Lys(Boc)-wang resin, 100-200 mesh | Novabiochem | 856013 | for peptide synthesis |
Formic acid, optima LC/MS grade | Fisher Scientific | A117-50 | for HPLC purification |
Glycerol | VWR | M152-1L | for confocal microscopy |
Hand tally counter | Fisher Scientific | S90189 | for cell counting |
Magnetic stir bars, egg-shaped | VWR | 58949-006 | for peptide conjugation |
Methanol, ACS certified | Fisher Scientific | A412-4 | for PAM synthesis |
MTS cell proliferation colorimetric assay kit | VWR | 10191-104 | for MTS assay |
N,N-Dimethylformamide, sequencing grade | Fisher Scientific | BP1160-4 | for peptide synthesis |
N-Methylmorpholine | Protein Technologies | S-1L-NMM | for peptide synthesis |
Paraformaldehyde | Fisher Scientific | AC416780250 | for fixing cells |
PBS, pH 7.4 | ThermoFisher Scientific | 10010049 | for various applications |
Penicillin/streptomycin, 10,000 U/mL | ThermoFisher Scientific | 15140122 | for cell culture |
Peptide synthesis vessel, 25 mL | Fisher Scientific | CG186011 | for peptide synthesis |
Phosphotungstic acid | Fisher Scientific | A248-25 | for TEM |
Piperidine | Spectrum | P1146-2.5LTGL | for peptide synthesis |
Plain glass microscope slide 75 x 25 mm | Fisher Scientific | 12-550-A3 | for confocal microscopy |
Reagent reservoirs, sterile | VWR | 95128093 | for cell culture |
Self-closing tweezer | TedPella | 515 | for TEM |
TEM support film | TedPella | 01814F | for TEM |
Trifluoroacetic acid | Fisher Scientific | BP618-500 | for peptide cleavage and HPLC purification |
Triisopropylsilane | VWR | TCT1533-5ml | for peptide cleavage |
Trypan blue solution, 0.4% | ThermoFisher Scientific | 15250061 | for cell counting |
Tweezer, general purpose-serrated | VWR | 231-SA-SE | for confocal microscopy |
WEHI-274.1 | ATCC | ATCC CRL-1679 | murine monocyte |
automated benchtop peptide synthesizer | Protein Technologies | PS3 Benchtop Peptide Synthesizer | |
α- cyano- 4- hydroxycinnamic acid, 99% | Sigma Aldrich | 476870-2G | for MALDI |