독소루비신(Dox)은 널리 사용되는 안트라사이클린 계열 항암제이다. 그러나 임상 적용은 심각한 용량 제한성 심장독성과 전신 독성으로 인해 제한된다. 이러한 과제를 극복하기 위해 최근 연구들은 화학방사요법에 주목하여, 조사(irradiation)와 결합된 나노입자가 치료 효율을 극대화할 수 있음을 보고하고 있다. 본 연구에서는 약물의 용량과 독성을 최소화하면서 방사치료 효능을 향상시키기 위해 독소루비신과 β-시토스테롤(ST-Dox A)을 접합하여 방사감작(radiosensitizing) 화학치료제를 개발하였다. ST-Dox A는 170 nm 나노입자로 자기조립(self-assembled)되었으며, 향상된 투과성과 체류(enhanced permeability and retention, EPR) 효과를 통해 수동적 종양 축적을 촉진할 것으로 기대된다. 또한 ST-Dox A의 양전하 특성(+22.7 mV)은 비전하성 ST-Dox B에 비해 향상된 세포독성과 양성자 스폰지(proton sponge) 효과를 통한 엔도좀(소기관) 탈출을 유도하였다. 아울러 ST-Dox A는 세포 내 잔류 시간이 연장되어, 저용량에서도 이용 가능성을 높였다. 동물 실험에서 ST-Dox A의 저용량(독소루비신 2 mg/kg에 해당)과 단일 국소 조사(5 Gy)의 병용은 유리 독소루비신 또는 방사 결합(radio combination)에 비해, 증가된 아폽토시스(세포자멸사)로 인해 종양 성장을 유의미하게 억제하였다. 결과적으로 독소루비신에 β-시토스테롤을 접합하면 ST-Dox A의 수동적 표적화와 지속적 노출이 가능해져, 강력한 방사감작제(radiosensitizer)를 위한 유망한 전략을 제공할 수 있다. 본 접근법은 저용량의 약물과 조사로 유의하게 향상된 항종양 효과를 달성함으로써 전신 독성을 최소화한다.

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