표적 특이적 세포 내 활성화를 위한 클릭형 나노입자

세포 내 표적 약물 전달 시스템에서 나노입자(NP)의 정밀한 시각화는 매우 중요하지만, 영구 형광 프로브가 부착된 NP는 표적에 도달하는 비율이 낮아 오표적 부위의 강한 형광에 가려져 검출이 어렵습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 역전자수요 딜스-알더(iEDDA) 클릭 반응을 통해 세포 내 표적에서만 형광이 활성화되는 형광 발생성 NP를 개발했습니다. 이를 위해 쿠마린-102-테트라진(C102-Tet)을 NP 표면에 형광 발생기로, 트랜스-사이클로옥텐(TCO)을 미세소관에 고정된 반응 파트너로 활용했습니다. 폴리(락타이드-코-글리콜라이드)(PLGA)와 폴리(에틸렌 글리콜)-폴리(젖산)(PEG-PLA)로 구성된 고분자 NP를 PEG 사슬 길이(2k vs 5k)와 C102-Tet 표면 밀도를 체계적으로 조절하여 합성했습니다. 직접 확률 광학 재구성 현미경(dSTORM)으로 약 80nm 크기의 개별 NP를 확인했으며, NP 표면의 C102-Tet가 반응성을 유지함을 검증했습니다. 정량적으로 C102-Tet 그룹의 15~45%가 iEDDA 반응에 참여했으며, 이는 PEG 사슬 길이와 표면 밀도에 따라 달라졌습니다. 엔도솜 탈출의 어려움을 극복하기 위해 NP를 세포질에 직접 전달하여, 세포 내 표적에서 생체 직교 반응을 통해 형광이 활성화되는 형광 발생성 NP 개념을 입증했습니다. 공초점 현미경 및 초고해상도 비선형 구조화 조명 현미경 이미징 결과, NP 형광이 미세소관을 따라 정렬되어 나타났으며, 이는 NP 표면에서 표적 특이적 iEDDA 활성화를 뒷받침합니다. 이러한 전략은 정의된 세포 내 표적에서 나노 운반체를 고대비로 추적할 수 있게 하여, 표적 지향성 약물 전달 및 진단 분야에 중요한 기여를 할 것으로 기대됩니다.