文献：Efficient lung cancer-targeted drug delivery via a nanoparticle/MSC system

文献链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221138351830296X

作者：Xusheng Wang, Haiyan Chen,Xiaowei Zeng,Wenpeng Guo, Yu Jin,Shan Wang , Ruiyun Tiand, Yanjiang Han , Ling Guo , Jimin Han, Yaojiong Wu, Lin Mei

相关产品：Cy5-PEG-NH2  五甲川花菁染料-聚乙二醇-氨基

原文摘要：Low targeting efficiency limits the applications of nanoparticles in cancer therapy. The fact that mesenchymal stem cells (MSC) trapped in the lung after systemic infusion is a disadvantage for cell therapy purposes. Here, we utilized MSC as lung cancer-targeted drug delivery vehicles by loading nanoparticles (NP) with anti-cancer drug. MSC showed a higher drug intake capacity than fibroblasts. In addition, MSC showed predominant lung trapping in both rabbit and monkey. IR-780 dye, a fluorescent probe used to represent docetaxel (DTX) in NP, delivered via MSC accumulated in the lung. Both in vitro MSC/A549 cell experiments and in vivo MSC/lung cancer experiments validated the intercellular transportation of NP between MSC and

cancer cells. In vivo assays showed that the MSC/NP/DTX drug delivery system exerted primary tumor inhibition efficiency similar to that of a NP/DTX drug system. Collectively, the MSC/NP drug delivery system is promising for lung-targeted drug delivery for the treatment of lung cancer and other lung-related diseases.

Cy5 - PEG - NH₂是一种多功能的化合物，主要由三部分组成。Cy5 是一种荧光染料，属于花菁染料家族。它具有良好的荧光性能，发射波长通常在近红外区域（约 650 - 700nm），这使得它在生物成像等应用中具有背景干扰小、组织穿透性强等优势。PEG 是聚乙二醇，是一种亲水性的聚合物，它可以增加化合物的水溶性和生物相容性。NH₂是氨基，这是一个具有反应活性的官能团，能够参与多种化学反应，如与含有羧基、醛基等官能团的化合物发生反应。DTX 作为一种小分子化合物，在一定程度上可以通过细胞膜的脂质双分子层进行被动扩散进入 MSC。这种方式主要依赖于化合物在细胞膜两侧的浓度梯度。然而，由于 DTX 的亲水性和疏水性特性，单纯的被动扩散可能不是其主要的摄入方式。Cy5 - PEG - NH₂在许多方面都有应用，例如在制备PLGA-b-PEG-Cy5共聚物的应用中，具体制备如下：

图为：PLGA-PEG纳米颗粒的尺寸测定

Cy5 - PEG - NH₂制备共聚物PLGA-b-PEG-Cy5：

PLGA溶解于用DCC活化无水二氯甲烷和NHS在室温下反应干燥。过滤除去反应副产物二环己基碳二脲（DCU），活化的PLGA（PLGA-NHS）在无水乙醚中沉淀，过滤用甲醇洗涤。将PLGA-NHS在真空下干燥将PLGA-NHS溶解在无水二氯甲烷。然后加入Cy5-PEG-NH2在磁力下加入有机溶液中搅拌。反应在干燥氩气下进行12小时将所得溶液在冷态下沉淀无水乙醚。沉淀共聚物PLGA-b-PEG为过滤，用甲醇洗涤，最后在真空下干燥。

图为：NP在MSC/NP系统中的细胞间运输

结论：

PLGA-b-PEG-Cy5结合了PLGA的生物可降解性和PEG的亲水性及隐蔽性，使得该共聚物成为一种载体。Cy5的荧光特性使得PLGA-b-PEG-Cy5在生物成像领域具有优势。Cy5的荧光特性为药物载体提供了可视化追踪的能力，能够实时监测在体内的分布和代谢情况。通过荧光显微镜、近红外成像或光学断层扫描等技术，可以清晰地观察到PLGA-b-PEG-Cy5纳米颗粒在细胞、组织或动物模型中的位置和动态变化。这种成像能力为生物研究提供了有力的工具，有助于深入了解生物过程。