药学院崔纯莹教授团队《Acta Pharm Sin B》发表诱导肿瘤细胞铁死亡的新型铁蛋白纳米递送系统
近日,首都医科大学药学院崔纯莹教授团队在《Acta Pharmaceutica Sinica B》上发表题为“Iron and siRNA co-encapsulated ferritin nanocages induce ferroptosis synergistically for cancer therapy”的研究论文。该研究以铁蛋白为母核设计和制备了功能化铁蛋白纳米药物(HFn@Fe/siGPX4),借助铁蛋白的主动靶向性,精确地将药物输送至肿瘤区域,实现肿瘤渗透、细胞内化、胞内释放和溶酶体逃逸,在体内外研究中均展现出显著的抗肿瘤效果。首都医科大学药学院2022级药剂学硕士研究生刘丹妮为该论文第一作者,崔纯莹教授(末位通讯)和张爽讲师为共同通讯作者。
近年来,铁死亡作为一种新型的细胞死亡方式,在肿瘤治疗领域引起了极大关注,在拥有巨大治疗潜力的同时,也面临着很多问题,如单一铁离子作用有限、铁死亡诱导剂靶向性差、受抗氧化系统的制约等。RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术已被广泛用于肿瘤的基因治疗领域。其中,siRNA分子通常在敲低疾病相关基因方面具有特异性和有效性。然而,细胞摄取低、易被核酸酶降解等问题限制了siRNA的临床应用。利用RNAi增强铁死亡被认为是肿瘤治疗的新策略。然而,构建可靠且临床可行的 siRNA 递送系统仍然是肿瘤治疗领域的一个主要障碍。
崔纯莹教授团队长期从事核酸药物递送及应用研究。本研究开发了一种新型的铁蛋白纳米药物(HFn@Fe/siGPX4),它采用了双策略来协同促进肿瘤的铁死亡,在体内外研究中均展现出显著的抗肿瘤效果。HFn@Fe/siGPX4借助铁蛋白的主动靶向性,能够精确地将药物输送至肿瘤区域。铁离子在递送系统中扮演了双重角色:一方面,其能够触发芬顿反应,引发铁死亡;另一方面,能中和基因调节药物siGPX4的负电荷,帮助siGPX4有效装载至铁蛋白中,并促进其从溶酶体中逃逸,增强其基因调节作用。同时,siGPX4通过RNAi机制抑制谷胱甘肽过氧化酶4(GPX4)的表达,破坏肿瘤细胞的抗氧化防御系统,从而增强铁离子诱导铁死亡的作用,发挥高效的协同抗肿瘤效果。
综上所述,该研究所构建的新型铁蛋白纳米递送系统是递送siRNA的有效载体,可通过双策略诱导肿瘤细胞铁死亡,为肿瘤的靶向治疗提供了一种有希望的治疗策略。
图 HFn@Fe/siGPX4的制备及其协同诱导肿瘤铁死亡的机制
崔纯莹,教授、博士生导师,首都医科大学药学院党委书记。现担任中国药学会药剂专委会委员,中国药学会科学传播委员会委员,中国女医师协会公共卫生专委会常委,北京药学会药剂专委会委员,中国药学会科创中心专家,北京市重点建设学科《药剂学》负责人,长期从事核酸药物递送及应用研究。主持完成北京市教委科研基地-药物基因组学科技创新平台建设项目、国家自然科学基金、北京市教委、北京市青年拔尖人才培育计划等课题,在《ACS Nano》《Asian J Pharm Sci 》《Mol Pharm》等领域内知名期刊发表论文40余篇,参编(译)著作5本,申请国家发明专利9项,获授权6项。
张爽,首都医科大学药学院讲师。主要从事多功能纳米药物递送系统构建及应用研究。作为项目负责人主持国自然青年基金1项、北京市教委科技一般项目1项、首都医科大学校培育基金1项。已在《J Control Release》《Acta Pharm Sin B 》《Int J Nanomedicine》等国内外知名期刊上发表多篇相关研究论文,其中以第一作者与共通讯作者身份发表相关论文7篇,申请专利4项、授权2项,
撰稿:崔纯莹
排版:王婉婷
审核:王玉记