金ナノ粒子誘導細胞周期の調節を介した癌細胞の化学感覚化

我々は、核ターゲティングおよび細胞質標的ペプチド（それぞれNLSおよびRGD）と結合したプラズモニックナノ粒子が、ヒト口腔扁平上皮癌細胞の細胞周期を変化させることができることを以前に示しました（HSC-3）。現在の研究では、細胞を金ナノ粒子で前処理することにより、一般的な化学療法剤5-フルオロウラシルの有効性を高めるために、細胞周期のこの調節を利用できることを示します。フローサイトメトリー細胞周期分析を利用して、G2/M相の細胞が枯渇してS期の細胞の蓄積として5-フルオロウラシルの有効性を定量化することができました。この作業では、2つの金ナノ粒子サイズがテストされました。530 nmでの表面プラズモン共鳴を備えた30 nm、520 nmの表面プラズモン共鳴を使用した15 nm。30 nmの核標的金ナノ粒子（NLS-AUNPS）は、5-フルオロウラシル処理（500μM、48時間）がナノ粒子で24時間処理する場合、最大の5-フルオロウラシルの有効性増強を示しました。結論として、核を標的とした30 nmの金ナノ粒子は、細胞周期の調節により、異なる細胞株および異なる化学療法に拡大する可能性のある化学感作技術であるHSC-3細胞の5-フルオロウラシル薬物の有効性を高めることを示しています。

We have previously shown that plasmonic nanoparticles conjugated with nuclear-targeting and cytoplasm-targeting peptides (NLS and RGD, respectively) are capable of altering the cell cycle of human oral squamous carcinoma cells (HSC-3). In the present work, we show that this regulation of the cell cycle can be exploited to enhance the efficacy of a common chemotherapeutic agent, 5-Fluorouracil, by pretreating cells with gold nanoparticles. Utilizing flow cytometry cell cycle analysis, we were able to quantify the 5-Fluorouracil efficacy as an accumulation of cells in the S phase with a depletion of cells in the G2/M phase. Two gold nanoparticle sizes were tested in this work; 30 nm with a surface plasmon resonance at 530 nm and 15 nm with a surface plasmon resonance at 520 nm. The 30 nm nuclear-targeted gold nanoparticles (NLS-AuNPs) showed the greatest 5-Fluorouracil efficacy enhancement when 5-Fluorouracil treatment (500 μm, 48 h) is preceded by a 24-h treatment with nanoparticles. In conclusion, we show that nuclear-targeted 30 nm gold nanoparticles enhance 5-Fluorouracil drug efficacy in HSC-3 cells via regulation of the cell cycle, a chemosensitization technique that could potentially be expanded to different cell lines and different chemotherapies.