분자영상 및 방사화학

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  • [Int J Mol Sci.] Enhanced Tumor Imaging Using Glucosamine-Conjugated Polyacrylic Acid-Coated Ultrasmall Gadolinium Oxide Nanoparticles in Magnetic Resonance Imaging

    경북대 / Shuwen Liu, 이강호*, 장용민*

  • 출처
    Int J Mol Sci.
  • 등재일
    2022 Feb 4
  • 저널이슈번호
    23(3):1792. doi: 10.3390/ijms23031792.
  • 내용

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    Abstract
    Owing to a higher demand for glucosamine (GlcN) in metabolic processes in tumor cells than in normal cells (i.e., GlcN effects), tumor imaging in magnetic resonance imaging (MRI) can be highly improved using GlcN-conjugated MRI contrast agents. Here, GlcN was conjugated with polyacrylic acid (PAA)-coated ultrasmall gadolinium oxide nanoparticles (UGONs) (davg = 1.76 nm). Higher positive (brighter or T1) contrast enhancements at various organs including tumor site were observed in human brain glioma (U87MG) tumor-bearing mice after the intravenous injection of GlcN-PAA-UGONs into their tail veins, compared with those obtained with PAA-UGONs as control, which were rapidly excreted through the bladder. Importantly, the contrast enhancements of the GlcN-PAA-UGONs with respect to those of the PAA-UGONs were the highest in the tumor site owing to GlcN effects. These results demonstrated that GlcN-PAA-UGONs can serve as excellent T1 MRI contrast agents in tumor imaging via GlcN effects.

     

     

    Affiliations

    Shuwen Liu  1 , Huan Yue  1 , Son Long Ho  1 , Soyeon Kim  2 , Ji Ae Park  2 , Tirusew Tegafaw  1 , Mohammad Yaseen Ahmad  1 , Seungho Kim  3 , Abdullah Khamis Ali Al Saidi  1 , Dejun Zhao  1 , Ying Liu  1 , Sung-Wook Nam  3 , Kwon Seok Chae  4 , Yongmin Chang  3 , Gang Ho Lee  1
    1 Department of Chemistry, College of Natural Sciences, Kyungpook National University, Taegu 41566, Korea.
    2 Division of RI-Convergence Research, Korea Institute of Radiological and Medical Sciences (KIRAMS), Seoul 01817, Korea.
    3 Department of Molecular Medicine, School of Medicine, Kyungpook National University, Taegu 41944, Korea.
    4 Department of Biology Education, Teachers' College, Kyungpook National University, Taegu 41566, Korea.

  • 키워드
    GlcN effects; enhanced tumor imaging; glucosamine; magnetic resonance imaging; ultrasmall gadolinium oxide nanoparticle.
  • 편집위원

    본 연구에서는 암세포의 metabolic process에서 많은 수요가 요구되는 글루코사민을 표지한 산화가돌리늄 기반의 나노입자를 개발하였음. 개발된 산화 가돌리늄 입자 사이즈는 2nm 미만으로 MR T1 조영 증강이 가능하게 디자인되었으며, polyacrylic acid(PAA)를 코팅하여 글루코사민과 컨쥬게이션을 형성함. 본 나노입자 조영제의 r1 자기이완율은 현재 임상에서 사용되는 저분자 가돌리늄 조영제보다 3 ~4배 높게 관찰되었으며, 이로 인해 in vivo 마우스 실험에서도 장기별 높은 T1 조영 증강 효과를 보여주었음. 특히 글루코사민이 컨쥬게이션 된 나노 조영제(GlcN-PAA-UGON)및 일반 나노조영제 (PAA-UGON) 모두 EPR 효과로 인해 암조직에서 높은 조영효과를 나타냄에도 불구하고, GlcN-PAA-UGON의 경우 표지된 글루코사민으로 인해 암세포 축적 및 조영시간 증가를 이루어내는 결과를 도출하였음. 또한 암세포의 신생혈관 형성에 글루코사민 수요가 높아지는 일반적인 원인을 바탕으로 암세포 종류에 관계없이 다양한 암의 표적 조영이 가능하다는 점이 흥미로운 연구결과임.

    2022-04-05 14:01:28

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