中国迷信家初次提出铁卵白药物载体

素有“生物导弹”之称的靶向医治，焦点目标在于准确狙击癌细胞，同时防止对正常细胞的损害。

而能把药物精准递送到癌细胞的，就像“导弹”的制导零碎和动力安装。人类对容量更年夜、效力更高、对生物体更平安敌对的靶向药物，有着永无尽头的寻求。

近日，中科院生物物理所阎锡蕴课题组在总结近十年任务的根底上，初次提出了铁卵白药物（Ferritin drug carrier，FDC）的概念，相干论文揭橥在《掌握释放杂志》（Journal of Controlled Release）。

看法的自然卵白

近几十年来，人类开辟出了多种药物保送载体，罕见的类型包含载体和抗体药物偶联物（ADC）。但是传统载体往往与生物体相容性差、保送效力不睬想、毒性较强，而ADC则在药物携带才能和波动性等方面存在必定优势。

迷信家更愿望找到的，是如许一种药物载体：

它来自生物体内自然存在的卵白质，没有毒性，易于降解，同时不轻易惹起排异反响；它不像ADC那样把药物“挂”在外表，而是把药物包涵在内，从而有更年夜的载药量，也加倍波动平安；它不须要附加额定的“定位零碎”，就能主动辨认癌细胞，从而年夜年夜下降临盆的难度和本钱。

一种在生物中广泛存在的卵白质——铁卵白，令人诧异地同时具有了上述特质。

“望文生义，铁卵白就是一种可以贮存铁的卵白，它在人体的铁均衡和细胞抗氧化进程中起着症结感化。”论文通信作者之一、生物物理所研讨员范克龙向《中国迷信报》引见，铁卵白颗粒是一个外径12，内径8纳米的空心球状体，表面面可以经过基因和化学润饰来添加功效，中空的内腔则可以用来封装药物。

铁卵白药物载体能辨认并联合细胞外表上一种叫做转铁卵白受体（TfR1）的膜卵白，经由TfR1的介导，进入细胞，富集到溶酶体并释放本身携带的化疗药物。

肿瘤细胞因为发展增殖过于兴旺，对铁离子的需求弘远于正常细胞。是以肿瘤细胞外表的TfR1表达量经常远高于通俗细胞。只要当TfR1表达量高于一个阈值时，铁卵白才会进入细胞。是以铁卵白能选择性地向肿瘤细胞富集，并在细胞特有的酸性微情况下释放装载药物。

这些精致的特征，让铁卵白具有了令人注目的靶向性潜质。

惊喜连连的宝藏粒子

早在2012年，阎锡蕴课题组便在《天然—》（Nature Nanotechnology）上宣布结果，宣告仿生分解了一种新型铁卵白纳米粒子。

“经由改革的铁卵白纳米粒子，与自然卵白可谓‘形似神不似’。”中国迷信院院士、生物物理所研讨员阎锡蕴告知《中国迷信报》，自然铁卵白的外壳是轻重链混杂的，个中只要重链可以辨认。于是研讨人员发明出了更高效的纯重链铁卵白纳米粒子。

之后在2014年和2016年，该课题组先后将铁卵白的内核置换为化疗药物阿霉素和磁铁矿，前者可以将药物精准投放到肿瘤部位，到达医治目标；后者则能经过核磁共振成像（MRI）使肿瘤细胞可视化，完成体内的后果。两篇论文辨别揭橥在美国《国度迷信院院报》（PNAS）和《ACS nano》上。

植物试验显示，经过铁卵白给药，能无效克制结肠癌、及的发展，同时还无效下降了阿霉素所致的心脏毒性等反作用。

而2018年揭橥于《ACS Nano》的一项研讨中，科研人员更是初次发明，铁卵白还可以穿越有名的“血脑樊篱”。

血脑樊篱是一道保持中枢神经零碎稳态和维护脑部组织的自然樊篱。但血脑樊篱在维护神经零碎的同时，也屏障了绝年夜多半药物。这让中枢神经零碎疾病面对着有药难用的窘境。

作为一种转胞吞感化受体，TfR1就像一个摆渡人，可以协助年夜分子药物经过血脑樊篱。但它所能“摆渡”的年夜部门抗体，会在穿越血脑樊篱的途中被脑内皮细胞的溶酶体降解，最初无法抵达病灶。

铁卵白的妙处就在于，它能经过脑内皮细胞的转胞吞感化穿过血脑樊篱，而不被阻断在溶酶体中。在患有恶性脑瘤的小鼠体内，铁卵白不进顺遂穿越了血脑樊篱，还特异性地富集到区域，经过释放药物来克制恶性脑瘤的发展，正常脑组织则没有遭到毁伤。

“这些景象标明，铁卵白无望为多种中枢神经零碎疾病供给一个潜在的纳米药物载体平台。”范克龙说。

十年耕作，将来可期

十年间，课题组对这个纳米标准的“小球”停止了继续深化的研讨，一方面不时发掘出铁卵白隐蔽的神独特性，另一方面也在不时改革铁卵白，以使它更能知足人类的需求。

“最早的铁卵白颗粒只能装载35个药物分子，如今曾经能装400个了。”范克龙说，“这点很主要，由于容量年夜小直接决议了它能不克不及成为一个适用的药物载体。”

细数十年研讨过程，阎锡蕴笑称铁卵白是一个令人惊喜的“魔法粒子”：“人类研讨铁卵白的汗青曾经接近一个世纪了。而我们比来十年才发明，铁卵白能够是年夜天然赠予给我们的一份礼品。作为一种自然存在于人体中的卵白，铁卵白凭仗各种共同的性质，同时具有了精致肿瘤靶向性和优秀的生物相容性。我们等待将铁卵白打形成一种幻想的靶向药物载体，并进一步推向临床，为人类对立癌症的战斗带来新愿望。”