암세포 및 대식세포의 기계적 표현형과 리포좀의 탄성도가 약물의 선택적 흡수에 미치는 영향 = Effects of the mechanical phenotype of cancer cells and macrophages and the elasticity of liposomes on the selective absorption of drugs
저자
발행사항
대구 : 계명대학교 대학원, 2021
학위논문사항
학위논문(석사)-- 계명대학교 대학원 : 약학과 약학 2021. 8
발행연도
2021
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
대구
형태사항
ix, 83 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 박소연
UCI식별코드
I804:22003-000000119558
소장기관
Macrophages are polarized to the M1 or M2 phenotype by chemical stimulation and serve different functions in tumor microenvironments. M1 macrophages perform pro-inflammatory and pro-tumorgenic functions properties, whereas M2 macrophages play anti-inflammatory and pro-tumorgenic roles. Significant efforts have been made to re-educate macrophages in tumor microenvironments through chemical modifications. However the role of the physical properties of liposomes including mechanical compliances has rarely been investigated. In this study, we investigated whether the mechanical modulation of liposome affect their of uptake in macrophages. First, the elastic modulus of macrophages were determined by the AFM-based indentation experiments. Indeed, M1 macrophages were mechanically stiffer than M2 macrophages. As a result, the mechanically more compliant liposomes showed the high cellular uptake regardless of the macrophage subtypes. This result is consistent with the experimental results observed from breast cancer cells. Accordingly, additional studies were conducted to investigate whether cellular uptake of liposomes under the co-culture of macrophages and cancer cells can be enhanced by the mechanical modulation of liposomes. The high liposomal uptake were observed in the presence of macrophages. From these results, it is confirmed that the mechanical compliance of liposomes play a pivotal role in their cellular uptakes.
더보기대식세포는 화학적 자극에 의해 크게 M1과 M2 표현형으로 분극화되어 종양미세환경에서 뚜렷하게 다른 기능을 수행한다. M1 대식세포는 전염증 및 항종양의 특성을 나타내는 반면, M2 대식세포는 항염증 및 종양 촉진의 특성을 나타낸다. 화학적 변형이나 표적 리포좀을 사용하여 종양미세환경에서 대식세포를 재교육함으로써 암을 치료하고자 하는 상당한 노력이 있었다. 그럼에도 불구하고 리포좀의 물리적 변형을 조절함으로써 특정 표현형의 대식세포를 표적하고자 하는 연구는 아직 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 대식세포의 분극 표현형에 따른 기계적 순응도를 확인하고, 리포좀의 탄성도를 조절함으로써 특정 표현형의 대식세포로의 리포좀의 흡수를 조절할 수 있는지 확인하고자 하였다. 이를 위해서 우선 원자힘 현미경을 이용하여 대식세포의 탄성도를 측정한 결과 M1 대식세포의 탄성도가 M2 대식세포보다 높다는 것을 확인하였다. 이후 이러한 대식세포의 특성을 바탕으로 탄성이 다른 리포좀의 대식세포 내 세포 흡수를 비교하였다. 결과적으로 대식세포의 표현형과 무관하게 탄성도가 낮은 리포좀의 흡수가 전체적으로 높게 나타났으며 특히 M2 대식세포는 M1 표현형보다 약 2.5배 높은 흡수를 나타내었다. 리포좀의 탄성도가 낮을수록 유방암세포에서 높은 흡수를 나타내었던 본 연구실의 사전실험결과와 일치하는 결과이다. 추가적으로 본 연구에서는 공동배양에서도 탄성도가 낮은 리포좀이 높은 세포 흡수율을 나타내는지 확인하기 위해 연구를 진행하였다. 결과적으로 공동배양 조건에서도 탄성도가 낮은 리포좀이 높은 흡수를 나타내는 일관성 있는 결과를 확인할 수 있었으며 특히 M1 대식세포 존재하에서 리포좀의 흡수가 향상됨을 확인하였다. 종합적으로 본 연구에서는 리포좀의 화학적 특성뿐만 아니라 기계적 특성이 리포좀의 세포 내 흡수에 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였다.
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