近日，郑州大学基础医学院纳米酶医学研究中心阎锡蕴院士团队在Nano Today杂志在线发表了铁蛋白新型药物载体的最新研究成果，该文揭示了铁蛋白药物载体表面存在药物通道，为铁蛋白药物临床转化奠定了理论基础。
铁蛋白是天然存在于人体细胞中的储铁蛋白，在人体内的铁平衡和细胞抗氧化中起着关键作用。铁蛋白具有独特的壳核结构，外壳直径12nm，由24 个蛋白亚基自组装形成，内腔直径8nm，可以装载治疗药物。在前期工作中，本团队发现人重链铁蛋白识别肿瘤标志分子转铁蛋白受体（TfR1）（Nature Nano, 2012），进而赋予了铁蛋白新型药物载体功能（PNAS, 2014），并提出了铁蛋白药物载体（Ferritin drug carrier，FDC）新概念（JCR, 2019）。FDC如同抗体偶联药物（ADC）一样，通过其对受体的特异识别功能将负载的小分子药物靶向运输到肿瘤组织；但与ADC相比，具有药物装载能力、热稳定性和易生产性等属性上的优势。然而，此前有关FDC的载药机理尚不明确。
在该项工作中，研究人员通过铁蛋白晶体结构分析，进行突变体设计与载药的相关性研究，发现药物进入铁蛋白内腔是通过特定的通道。该通道是位于铁蛋白表面二重对称轴处的柔性区域，由第89-92位及其附近的氨基酸残基组成的。有趣的是，该药物装载通道的“开关”受温度调控。在温度高于60 ℃条件下，89-92位氨基酸残基摆动远离二重轴位置，此时通道处于“打开”状态，药物从此处进入铁蛋白内腔。研究人员基于这一发现，通过温度调节将阿霉素药物装载到铁蛋白内腔，动物实验结果表明该铁蛋白药物的稳定性、安全性和抗肿瘤效果优异。有意义的是，该药物通道对于小分子药物具有普适性，利用该通道也可以装载顺铂、奥沙利铂、表阿霉素等其他小分子药物。
郑州大学为论文第一署名单位和通讯单位，基础医学院青年教师江冰博士和中国科学院纳米酶工程实验室的陈雪晖博士为本文的共同第一作者，郑州大学基础医学院/中国科学院纳米酶工程实验室阎锡蕴院士和范克龙教授为本文的共同通讯作者。该项目还获得国家自然科学基金和科学院先导项目等基金支持。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013220301171
