최근 호기성 해당작용과 같이 암세포의 고유한 대사 특성을 표적으로 삼는 치료법이 점차 주목을 받고 있습니다. 그중에서도 공복 요법은 암세포로의 포도당 공급을 차단함으로써 잠재적인 치료적 가치를 보여주었습니다. 그러나 기존의 공복 요법은 효소 안정성이 낮고 표적 치료가 어렵다는 문제점이 있습니다.
2025년 4월 1일, Small 저널은 연구진이 소 혈청 알부민(BSA)을 매개로 하는 비화학적 변형 전략을 사용하여 MXene의 표면을 개질하여 수분산성과 안정성을 향상시켰다고 보고했습니다. 이후, 개질된 MXene을이산화망간(MnO2) 나노입자, 엽산(FA), 그리고 포도당 산화효소(GOx)를 이용하여 다기능 나노 전달 시스템(TMBFG)을 구축합니다. 이 시스템은 광열 치료와 병행하여 GOx를 암세포에 표적 전달함으로써, 암세포에 대한 식욕 억제 및 광열적 이중 살상을 달성하는 것을 목표로 합니다.
시험 결과, 808nm 근적외선 조사 시 TMBFG 용액의 온도는 농도에 따라 증가하여 저농도에서도 49.5°C에 도달하는 것으로 나타났습니다. 0.8mg/mL 농도에서는 3분 이내에 57.8°C에 도달하여 암세포 사멸에 충분한 온도를 보였습니다. TMBF의 광열 변환 효율은 55.37%로, 우수한 광열 안정성과 재사용성을 보여줍니다.
시험관 내 치료 효과는 TMBFG가 엽산 수용체(FR) 발현이 높은 HeLa 세포에 유의미한 표적화를 보였으며, 형광 강도는 A549 세포보다 1.6배 높음을 보여주었습니다. MTT 분석 결과, TMBFG는 정상 세포와 암세포 모두에 독성이 낮고, 고농도에서 세포 증식을 촉진하며 생체적합성이 우수함을 확인했습니다. 누드 마우스 종양 모델에서 TMBFG+NIR 투여군의 종양 부피는 유의미하게 감소하고 체중은 증가했습니다. 이는 병용 요법이 종양 성장에 유의미한 억제 효과를 나타내며 마우스의 정상 성장에는 부정적인 영향을 미치지 않음을 시사합니다.

본 연구에서는 MXene을 나노운반체로 사용하여 높은 비표면적과 뛰어난 광열 변환 효율을 활용하여 GOx의 안정성과 표적 전달 효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 광열 효과를 통해 치료 효과를 향상시켰습니다. MXene의 표면 개질 전략은 MXene의 낮은 수분산성과 산화에 대한 취약성을 효과적으로 해결하여 전체 나노 전달 시스템의 안정성과 효율성을 향상시켰습니다.
이 연구는 암에 대한 굶주림 치료와 광열 치료의 상승적 치료에 대한 새로운 아이디어를 제공하며, 중요한 임상적 적용 잠재력을 가지고 있습니다.

문헌명: 수분산성 MXene은 암 시너지 치료를 위한 해당분해를 조절합니다.

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