载siRNA重组去铁蛋白纳米笼给药系统的体外性质研究文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

1. 文献综述

如今，癌症是临床研究面临的一个突出挑战。癌症管理的主要成就在于早期高度准确地发现癌症和特异性诊断工具的开发，以及在于癌症细胞中靶向化疗释放的智能药物递送系统的研究。在这种情况下，以蛋白质纳米笼作为治疗诊断的手段具有巨大的潜力。

重组铁蛋白提供了一个中心腔，可以有效地加载过渡金属，药物，荧光分子或造影剂^[1,2]。由于有一个匀实的笼结构，铁蛋白可以精确地控制量去封装分子，这是定义药物剂量的关键特征。此外，铁蛋白的蛋白质壳可以通过化学或遗传方式进行简单修饰以引入不同的功能^[3,4]。各种临床前研究表明，铁蛋白笼纳米制剂改善了靶向治疗和癌细胞的成像精度，具有重要意义。

1. 铁蛋白与去铁蛋白

1.1 结构与性质

铁蛋白可能是继血红蛋白后研究最多的蛋白质。铁蛋白存在于细胞外和细胞内区室，例如胞质溶胶，细胞核和线粒体，其主要作用是铁储存和顺势疗法^[5]。因此，它是最高度保守的分子之一。铁蛋白是一种450 kDa的大蛋白，由24个亚基自组装成的球形笼状结构，内部和外部尺寸分别为8nm和12nm（如图1）。真核生物有两个铁蛋白基因编码重（H; 21 kDa）和轻（L; 19 kDa）链。H链负责氧化二价铁离子至三价铁离子，其上含有催化铁氧化酶位点，而L链在铁成核中发挥作用^[6]。 相对于L链几乎只在铁离子的矿化过程中发挥辅助作用，H链的角色则重要很多^[7]。首先，H链可与肿瘤细胞表面高度表达的转铁蛋白受体1（transferrin receptors 1, TfR1）发生特异性识别，实现主动靶向^[8]，基于此介导作用而具备的胞内摄取特征及去铁蛋白纳米笼均一的粒径（小于20 nm），使得AFn易于逃脱网状内皮系统（reticular endothelial system, RES）的吞噬作用，从而在体内实现长循环^[9,10]；此外，H链可使DNA免受亚铁离子诱导的活性氧损伤，而起到DNA保护作用^[11]；同时H链参与介导铁蛋白入核，且有文献报道，当铁蛋白中H链含量低于85%时，会使铁蛋白的入核受到限制^[12,13]。通常把没有矿物质内核的铁蛋白称为去铁蛋白^[14]。去铁蛋白可以通过重组合成或将铁蛋白的矿物质内核溶解后分离获得^[15]。

铁蛋白四级结构具有八条可以调节铁转运进出蛋白质笼的亲水通道。还有六条不参与铁交换，但调解质子的转换的疏水通道^[16]。尽管在生理环境中铁蛋白的结构为刚性，蛋白质笼可在pH值为极度酸性（pH 2-3）或pH值为碱性（pH 10-12）时可逆分解^[6,17]。当pH恢复到中性时，铁蛋白单体能够以形状记忆方式自组装。此外，铁蛋白笼对变性剂具有抗性且耐高温（gt;80℃）。

图1 人铁蛋白结构图

1.2 研究进展

笼状铁蛋白或去铁蛋白在生物医学应用中有广泛的应用。一方面，其可以用于辅助生物医学成像，从而进行疾病的诊断；另一方面，其可以作为药物运输载体将特定药物靶向转运，从而进行疾病的治疗。

理想的药物纳米载体必须能靶向特定细胞和携带高剂量的治疗药物，同时还应具有较好的生物相容性和优越的物理化学性质^[18]。铁蛋白生物相容性好，分散性好，粒径均一，易于在肿瘤细胞中渗透和积累的特点使其成为理想的药物纳米载体。用于治疗疾病的抗体和毒素等蛋白类药物和小分子药物可通过基因融合和化学修饰与铁蛋白结合，并通过铁蛋白或铁蛋白携带的抗体特异性的作用于癌细胞等病变细胞，从而实现疾病的高效低毒性治疗^[15]。