대식세포는 극성에 따라 외부 병원체를 방어하고 상처를 치유하며 염증 반응을 조절하는 데 중요한 역할을 한다. 대식세포 극성을 조절하는 것은 만성/급성 염증 및 암과 같은 다양한 질병을 치료하기 위한 핵심 과제이다. 대식세포 극성은 세포 내로 극성 조절과 관련된 뉴클레오티드를 전달함으로써 조절할 수 있다. 하지만, 대식세포는 형질감염 내성을 갖고 있기 때문에 효율적인 뉴클레오티드 전달방법이 필요하다. 이에 생물 의학이나 진단, 생물학적 이미징, 약물 및 뉴클레오티드 운반체에 널리 사용되어지는 나노 입자를 사용하였다. 나노 입자 중 Quantum dots (QDs)은 발광 특성을 가지며, 이는 세포 내 추적 및/또는 생체 의학 이미징에 유용하다. 이 연구는 마우스 대식세포주 (RAW 264.7)에서 QD complex가 대식세포 극성 조절을 위한 안전하고 효율적인 뉴클레오티드 운반체로써 사용될 수 있는지 조사했다.
먼저, Carboxyl-QDs를 변형하여 pDNA-, small RNAs-QD complex를 제작하였고, 전달 효율을 평가하였다. pDNA-QD complex의 전달효율은 상용시약보다 효율적이지 않았지만, small RNAs-QD complex의 전달효율은 상용시약에 비해 월등히 높았다. QDs의 세포내 이입 경로를 확인하기 위해서 세포내 이입 약리학적 억제제를 사용하였다. Carboxyl-QDs와 PEG-QDs는 주로 클라트린 매개 세포내 이입 경로를 통하여 내재화되며, small RNAs-QD complex는 클라트린과 카베올린 매개 세포 내 이입을 통해 내재화 되는 것을 확인하였다. 또한 small RNAs-QD complex는 초기 엔도좀, 후기 엔도좀을 거쳐 세포질 내로 small RNA들을 성공적으로 방출시킬 수 있다는 것을 확인하였다. miR-10a를 사용한 QD complex는 Lipopolysaccharide (LPS)로부터 유도되는 p65 (NF-κB), MAPK, AKT 신호전달의 인산화를 억제함으로써 전염증성 (M1) 대식세포 유형을 효과적으로 억제하였다. 뿐만 아니라 QD complex/miR-10a는 염증 질환을 해결하는 항염증성 (M2) 대식세포 유형을 촉진함으로써 치료 잠재력을 가질 수 있음을 확인하였다.
종합적으로, 이 연구는 QD complex가 대식세포 극성 조절을 위한 small RNA의 전달 및 추적이 가능한 효율적이고 독성이 적은 전달 운반체이며, 이를 이용한 miR-10a 전달은 효율적으로 대식세포 극성을 조절함을 입증하였다.