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鐵蛋白探針:精準靶向肝癌,使其可視化并殺死肝癌細胞
2019-04-18 | 【     】【打印】【關閉

  閻錫蘊課題組在前期利用人鐵蛋白特異識別腫瘤標記分子TfR1的特性,將納米酶精準輸送到腫瘤部位,并通過酶催化產生活性氧(ROS)殺傷腫瘤的基礎上(Nature Communications 2018),又設計出一種能夠特異靶向肝癌,使其可視化并殺死肝癌細胞的新型鐵蛋白探針,其作用原理如圖所示。

  在這項研究中,作者篩選了多種不同種屬來源的鐵蛋白,最后證明激烈火球菌鐵蛋白探針有三個特性:1)識別肝癌:通過基因工程手段在其表面展示肝癌靶向肽SP94,后者特異結合肝癌細胞表面的受體葡萄糖調節蛋白78(GRP78);2)當內腔裝載Co3O4納米酶時,鐵蛋白探針催化過氧化物酶底物,使肝癌細胞可視化。研究人員發現,Co3O4納米酶的催化效率是鐵基納米酶的20倍,提高了肝癌檢測的靈敏度;3)當內腔裝載阿霉素時,鐵蛋白藥物精準殺傷肝癌細胞。激烈火球菌鐵蛋白可裝載400個阿霉素分子,是人鐵蛋白載藥量的10倍,抗體載藥量的50-100倍。

  在肝癌診斷方面,通過對424例臨床肝細胞癌組織的檢測發現,裝載Co3O4的鐵蛋白納米酶HccFn(Co3O4)能夠將肝細胞癌組織和正常肝組織區分開來,靈敏度為63.5%,特異性為79.1%。這一結果與臨床上使用的肝癌標志物甲胎蛋白(AFP)相當;此外,進一步的病理分析表明,探針HccFn(Co3O4)檢測結果與肝細胞癌患者預后相關,是肝細胞癌患者預后判斷的潛在工具。

  在肝癌治療方面,激烈火球菌鐵蛋白藥物(HccFn-Dox)在荷肝癌裸鼠模型中高效殺傷肝癌及肺轉移后的肝癌組織,而對正常組織無明顯副作用。其作用機制可能是,通過鐵蛋白表面的肝癌靶向肽SP94特異結合GRP78受體,GRP78介導內吞后進入肝癌細胞溶酶體,在溶酶體酸性環境中鐵蛋白裂解釋放出阿霉素,后者殺傷肝癌細胞。這項研究有望為肝癌的診斷與治療提供新思路。

  這兩項成果近期分別發表在ACS Applied Materials & InterfacesTheranostics雜志,中國科學院生物物理研究所閻錫蘊院士、范克龍副研究員為共同通訊作者,中國科學院生物物理研究所博士生江冰為第一作者。其中肝癌診斷應用研究工作是與北京大學腫瘤醫院合作完成,該單位的郝純毅教授為該文章的共同通訊作者,博士生閻靚為并列第一作者。本研究得到了國家科技部、國家自然科學基金委和中國科學院的支持。

  文章鏈接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/abs/10.1021/acsami.8b20942 

            //www.thno.org/v09p2167.pdf 

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