近日，中國科學院院士、中科院生物物理研究所/中科院納米酶工程實驗室研究員閻錫蘊團隊在Nano Today上，在線發(fā)表關于鐵蛋白藥物載體（Ferritin Drug Carrier）藥物裝載方法的最新研究成果，該研究揭示鐵蛋白藥物載體表面存在藥物通道，為鐵蛋白藥物臨床轉化奠定了理論基礎。

鐵蛋白是天然存在于人體細胞中的儲鐵蛋白，在人體內的鐵平衡和細胞抗氧化中具有關鍵作用。鐵蛋白具有獨特的殼核結構，外殼直徑12nm，由24 個蛋白亞基自組裝形成；內腔直徑8nm，可以裝載治療藥物。在前期工作中，研究發(fā)現(xiàn)人重鏈鐵蛋白識別腫瘤標志分子轉鐵蛋白受體（TfR1）（Nature Nanotechnology, 2012），進而賦予鐵蛋白新型藥物載體功能（PNAS, 2014），并提出鐵蛋白藥物載體（Ferritin drug carrier, FDC）新概念（Journal of Controlled Release, 2019）。FDC類似于抗體偶聯(lián)藥物（ADC），通過其對受體的特異識別功能將負載的小分子藥物靶向運輸?shù)侥[瘤組織；與ADC相比，具有藥物裝載能力、熱穩(wěn)定性和易生產性等屬性上的優(yōu)勢。然而，有關FDC的載藥機理尚不明確。

閻錫蘊團隊通過鐵蛋白晶體結構分析，開展突變體設計與載藥的相關性研究，發(fā)現(xiàn)藥物進入鐵蛋白內腔是通過特定的通道。該通道由第89-92位及其附近的氨基酸殘基組成的，位于鐵蛋白表面二重對稱軸處的柔性區(qū)域。該藥物裝載通道的“開關”受溫度調控（如圖）。環(huán)境溫度的提升有助于89-92位氨基酸殘基擺動到遠離二重軸的位置，通道“打開”，藥物從此處進入鐵蛋白內腔。研究基于這一發(fā)現(xiàn)，通過溫度調節(jié)將阿霉素藥物裝載到鐵蛋白內腔。動物實驗結果表明該鐵蛋白藥物的穩(wěn)定性高、安全性好、抗腫瘤效果優(yōu)異。該藥物通道對于小分子藥物具有普適性，利用該通道也可以裝載順鉑、奧沙利鉑、表阿霉素等其他小分子藥物，具有發(fā)展成為新藥技術平臺的潛質。

閻錫蘊和研究員范克龍為論文的共同通訊作者，鄭州大學基礎醫(yī)學院博士江冰和生物物理所博士陳雪暉為論文的共同第一作者。研究工作得到國家自然科學基金、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項等的資助。上海同步輻射光源（SSRF）為該研究提供技術支持。

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鐵蛋白藥物裝載通道的“開-關”受溫度調控