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광역학 세포 사멸을 위한 키토산-피코시아닌 나노입자

Chitosan-phycocyanin Nanoparticles for Photodynamic Cell Death

한국키틴키토산학회지 2020년 25권 4호 p.162 ~ 168
김민아, 이창문,
소속 상세정보
김민아 ( Kim Min-Ah ) - Chonnam National University Graduate School Department of Biomedical Engineering
이창문 ( Lee Chang-Moon ) - Chonnam National University Graduate School Department of Biomedical Engineering

Abstract

본 연구에서는 감광제인 피코시아닌을 키토산과 제형화시킴으로써 종양세포에 대한 선택적인 축적을 유도하여 광역학 치료 효율을 향상시키고자 하였다. 키토산-피코시아닌 나노입자의 평균 크기는 308.02±3.29 nm로 측정되었고 구형의 형태를 보였다. 키토산과 피코시아닌의 결합 유무를 FT-IR 분석을 통해 평가한 결과, 성공적으로 이온복합체를 형성하였음을 확인하였다. DPBF 평가에서 키토산-피코시아닌 나노입자는 레이저 조사 하에 활성산소종을 생성하였고 입자 형성 후에도 피코시아닌의 광역학 활성이 유지됨을 확인하였다. 키토산-피코시아닌 나노입자 단독으로는 세포 독성이 관찰되지 않았고, 반면에 레이저를 조사 시 대장암 세포에서의 광역학 치료 매개 세포 사멸을 유도하였다. 이러한 결과로부터, 키토산-피코시아닌 나노입자는 광역학 치료를 위한 감광제로서의 가능성을 확인하였고, 암 치료뿐만 아니라 다양한 병변에서도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

C-phycocyanin (C-PC), a natural biomaterial, is attracting attention for its unique photodynamic activity, antiinflammatory and anti-cancer properties. To solve the problem of systemic distribution of photosensitizers, a nanoformulation strategy is essential. The aim of this study is to prepare chitosan-phycocyanin nanoparticles and evaluate their photodynamic therapeutic activity to confirm their potential as a photosensitizer. The average size of chitosanphycocyanin nanoparticles was measured to be 308.02±3.29 nm and showed a spherical shape. In the DPBF evaluation, it was confirmed that the chitosan-phycocyanin nanoparticles generated reactive oxygen species (ROS) under near infrared (NIR) laser irradiation, and the photodynamic activity of phycocyanin was maintained even after particle formation. Although no cytotoxicity was observed with chitosan-phycocyanin nanoparticles, it induced photodynamic therapymediated apoptosis in CT26 cells under NIR laser irradiation. All these results indicate that chitosan-phycocyanin nanoparticles could be attractive therapeutics for photodynamic therapy.

키워드

Chitosan; C-phycocyanin; Photodynamic effect; Reactive oxygen species; NIR

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