近日，中國(guó)科學(xué)院院士、中科院生物物理研究所/中科院納米酶工程實(shí)驗(yàn)室研究員閻錫蘊(yùn)團(tuán)隊(duì)在Nano Today上，在線發(fā)表關(guān)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(zhuǎn)化奠定了理論基礎(chǔ)。

鐵蛋白是天然存在于人體細(xì)胞中的儲(chǔ)鐵蛋白，在人體內(nèi)的鐵平衡和細(xì)胞抗氧化中具有關(guān)鍵作用。鐵蛋白具有獨(dú)特的殼核結(jié)構(gòu)，外殼直徑12nm，由24 個(gè)蛋白亞基自組裝形成；內(nèi)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(shí)別腫瘤標(biāo)志分子轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（TfR1）（Nature Nanotechnology, 2012），進(jìn)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(guò)其對(duì)受體的特異識(shí)別功能將負(fù)載的小分子藥物靶向運(yùn)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(chǎn)性等屬性上的優(yōu)勢(shì)。然而，有關(guān)FDC的載藥機(jī)理尚不明確。

閻錫蘊(yùn)團(tuán)隊(duì)通過(guò)鐵蛋白晶體結(jié)構(gòu)分析，開展突變體設(shè)計(jì)與載藥的相關(guān)性研究，發(fā)現(xiàn)藥物進(jìn)入鐵蛋白內(nèi)腔是通過(guò)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(duì)稱軸處的柔性區(qū)域。該藥物裝載通道的“開關(guān)”受溫度調(diào)控（如圖）。環(huán)境溫度的提升有助于89-92位氨基酸殘基擺動(dòng)到遠(yuǎn)離二重軸的位置，通道“打開”，藥物從此處進(jìn)入鐵蛋白內(nèi)腔。研究基于這一發(fā)現(xiàn)，通過(guò)溫度調(diào)節(jié)將阿霉素藥物裝載到鐵蛋白內(nèi)腔。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)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(duì)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(shù)平臺(tái)的潛質(zhì)。

閻錫蘊(yùn)和研究員范克龍為論文的共同通訊作者，鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)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(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等的資助。上海同步輻射光源（SSRF）為該研究提供技術(shù)支持。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013220301171

鐵蛋白藥物裝載通道的“開-關(guān)”受溫度調(diào)控