网站地图 联系我们搜索内部网English | 中国科学院
首页 所况简介 机构设置 科研队伍 科学研究平台 院地合作 党群园地 国际交流 博士后 研究生教育 科学传播 信息公开
科研进展
成果报道
最新重要论文(影响因子PNAS及以上)
发表论文数据库
所级学术报告
科学成果
发表论文
专著
专利
获奖
专题
所史丛书
所庆专辑
建所50周年画册
现在位置:首页 > 科研进展 > 成果报道
铁蛋白:穿越血脑屏障药物载体
2018-04-08 | 【     】【打印】【关闭

  2018年4月3日,《ACS Nano》杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所阎锡蕴课题组与中国科学院自动化研究所田捷课题组合作完成的铁蛋白穿越血脑屏障并靶向治疗恶性脑瘤的最新研究成果。这项研究首次发现铁蛋白可以穿越血脑屏障,并可作为药物载体,实现对原位恶性脑胶质瘤的靶向和有效治疗。这是阎锡蕴课题组继发现铁蛋白的肿瘤靶向性,并将其应用于肿瘤的体外诊断(Nature Nanotechnology,2012)、体内治疗(PNAS,2014)及体内肿瘤多模成像(ACS Nano, 2016)之后的又一项重要成果。

  血脑屏障是维持中枢神经系统稳态和保护脑部组织免受代谢产物损伤的天然屏障。然而,在保护神经系统的同时,血脑屏障也使得几乎100%的大分子药物和98%的小分子药物无法有效到达脑组织,导致大部分中枢神经系统疾病,如恶性脑瘤得不到有效的治疗。因此,对于恶性脑瘤等脑内疾病来说,目前临床治疗面临的最大挑战就是如何有效地使探针或者药物穿过血脑屏障。

  受体介导的转胞吞作用是目前最有效的一种介导生物大分子药物穿越血脑屏障的途径。其中,转铁蛋白受体1(TfR1)是最具代表性的一种转胞吞作用受体。由于TfR1在脑内皮细胞和恶性脑瘤细胞上同时高表达,理论上靶向TfR1的药物既可以穿越血脑屏障,又可以富集至脑内恶性脑瘤部位。然而,由于目前大部分靶向TfR1的抗体或者配体与TfR1的亲和力过高,在穿越血脑屏障的过程中会被富集到脑内皮细胞的溶酶体中降解,导致其无法穿越血脑屏障到达病灶。

  在寻找理想的TfR1配体的研究中,研究人员首次发现,铁蛋白与受体TfR1结合后,会通过脑内皮细胞的转胞吞作用穿过血脑屏障,而不会被阻断在溶酶体之中;而在恶性脑瘤细胞中,在受体TfR1的介导下,铁蛋白会被特异性地富集到溶酶体中降解,进而释放其内部装载的药物。铁蛋白的这种特性,使得其成为理想的能穿越血脑屏障并用于恶性脑瘤治疗的药物载体。在正常小鼠中,研究人员证实铁蛋白可有效穿越完整的血脑屏障;在恶性脑瘤原位移植瘤小鼠模型中,铁蛋白在穿越血脑屏障后,可以特异性地富集到肿瘤区域并抑制恶性脑瘤的生长,而在正常的脑组织无明显的富集。另外,动物安全性实验及病理学分析表明,铁蛋白可特异性地杀伤恶性脑瘤,而对正常脑组织无损伤。研究表明,铁蛋白与TfR1合适的结合亲和力、多结合位点的对称性结构以及理想的纳米尺寸效应是其既可以穿越血脑屏障又对肿瘤组织具有优异的选择性的原因。

  结合本研究最新发现的铁蛋白的特性,及其易于制备、生物相容性好,药物装载量高等特点,铁蛋白可以作为一种理想的用于恶性脑瘤靶向治疗的纳米药物载体。同时,铁蛋白也为其他类型的中枢神经系统疾病,如神经退行性疾病提供了一个潜在的纳米药物载体平台。

  阎锡蕴课题组范克龙副研究员、博士生周萌,田捷课题组贾晓花博士为该论文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、科学院先导项目、国家科技重大专项、青年人才托举工程等项目的资助。

  文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.7b06969

  供稿人:阎锡蕴组范克龙

  Altmetric:
 
 

评 论
·柯莎课题组在淀粉样纤维化的动力学机制研究方面取得重要进展
·张宏课题组发现内质网蛋白VAPA/B与自噬蛋白互作调控自噬小体形成
·周政课题组揭示TIRR抑制53BP1识别H4K20me2的分子机制
·苗龙组赵艳梅副研究员合作研究揭示精子成熟的调控机理
·朱冰课题组发现维持DNA甲基化基因沉默的新机制
·美国贝勒医学院周鸣教授访问生物物理所并做贝时璋讲座
·饶子和院士团队合作解析单纯疱疹病毒2型核衣壳高分辨率三维结构,揭示疱疹病毒的组装机制
·德国Osnabrück大学的Christian Ungermann教授访问生物物理所并做贝时璋讲座
·生物物理所研究人员在《PNAS》上发表文章揭示转录因子STAT6特异识别N4位点DNA的分子机制
·生物物理所研究人员揭示转录因子STAT6特异识别N4位点DNA的分子机制
·王志珍和刘光慧课题组合作揭示二甲双胍延缓人类细胞衰老的新机制
·王晓群课题组与北京大学和首都医科大学合作共同绘制人脑前额叶发育的单细胞图谱
·纳米酶催化治疗肿瘤
·为科学事业奋斗不息的百岁老人
·孙飞课题组与杭州师范大学研究人员合作解析嗜热光合绿丝菌光合核心复合体的空间结构
·王大成与毕利军课题组合作成果发表在《Cell Research》上:解析L,D转肽酶及与药物加合物结构揭示药物作用新机制
·中国科学院生物大分子卓越创新中心核心骨干成员增选通知
·秦燕与杨福愉课题组合作揭示线粒体翻译因子调控肿瘤细胞能量代谢的新机制
·2018年表观遗传学国际研讨会在中国科学院生物物理研究所圆满结束
·卜鹏程课题组和杜克大学合作者发现靶向果糖代谢能有效抑制结直肠癌肝转移
·章新政课题组发展新算法突破冷冻电镜单颗粒重构的埃瓦尔德球极限
·生物物理研究所召开党委纪委选举结果宣布大会
·中国科学院生物物理研究所六十周年所庆展览设计方案招标公告
·祝贺我所陈润生院士喜获2008年度何梁何利基金奖
·科学圣殿,光辉历程
·北京生命科学论坛——2009年度研究生论坛成功举办
·生物物理所党委中心组专题学习《胡锦涛文选》
·生物大分子卓越创新中心理事会顺利召开
                 
版权所有:中国科学院生物物理研究所     京ICP备05002792号 京公网安备 110402500011 号
地址:北京市朝阳区大屯路15号(100101) 电话:010-64889872
意见反馈联系人:马秋云 电子邮件:maqiuyun@moon.ibp.ac.cn