siRNA能抑制特定致癌基因表達(dá)，展現(xiàn)出較好的抗腫瘤潛力。然而其臨床應(yīng)用面臨多重障礙，如負(fù)電荷親水性阻礙細(xì)胞攝取，溶酶體逃逸能力不足導(dǎo)致降解風(fēng)險(xiǎn)，腫瘤靶向性差以及易被腎臟快速清除。尤其在治療腦膠質(zhì)瘤時(shí)，傳統(tǒng)藥物遞送系統(tǒng)還面臨血腦屏障的巨大挑戰(zhàn)。因此，開(kāi)發(fā)兼具跨越血腦屏障和特異性靶向腫瘤的siRNA遞送載體，成為推進(jìn)腦瘤RNAi治療的關(guān)鍵突破口。

2025年2月19日，中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所范克龍和閻錫蘊(yùn)團(tuán)隊(duì)在《Science Advances》期刊上發(fā)表題為”Bioengineered protein nanocarrier facilitating siRNA escape from lysosomes for targeted RNAi therapy in glioblastoma”的研究論文，利用鐵蛋白設(shè)計(jì)了靶向腦膠質(zhì)瘤的siRNA遞送系統(tǒng)。研究團(tuán)隊(duì)十余年的系統(tǒng)性研究揭示，人源重鏈鐵蛋白（HFn）具有特異性識(shí)別腫瘤和跨越血腦屏障的特性。但鐵蛋白遞送siRNA還需突破溶酶體逃逸的關(guān)鍵瓶頸?；谝陨瞎ぷ骰A(chǔ)，研究人員針對(duì)siRNA遞送的特殊需求對(duì)鐵蛋白進(jìn)行改造，成功構(gòu)建了具有溶酶體逃逸功能的鐵蛋白載體。

研究人員設(shè)計(jì)了一系列內(nèi)表面帶正電且C端截短的鐵蛋白突變體，通過(guò)結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及溶酶體逃逸能力的系統(tǒng)性評(píng)價(jià)，從中優(yōu)選得到新型遞送載體–tHFn(+)。該納米載體可以在內(nèi)體（endosome）的弱酸環(huán)境中解聚以釋放siRNA，同時(shí)暴露出內(nèi)部正電荷，介導(dǎo)溶酶體逃逸。通過(guò)冷凍電鏡結(jié)構(gòu)解析，驗(yàn)證了該蛋白具有弱酸響應(yīng)性的機(jī)制，即C端截短后，界面間的相互作用減弱，使其能在內(nèi)體的酸性環(huán)境中解聚。在體外實(shí)驗(yàn)中，該載體可以實(shí)現(xiàn)siRNA的胞質(zhì)遞送，最終高效敲低目的基因表達(dá)。體內(nèi)外研究均表明，tHFn(+)能穿越血腦屏障，特異性靶向腦膠質(zhì)瘤。此外，tHFn(+)載體遞送的siTERT和siEGFR在小鼠模型中表現(xiàn)出卓越的治療效果。

本研究設(shè)計(jì)的鐵蛋白載體在遞送針對(duì)不同靶點(diǎn)的siRNA分子時(shí)展現(xiàn)了高效性和普適性，為腫瘤、遺傳病等相關(guān)疾病的RNAi治療提供了新策略和新平臺(tái)，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。

中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所范克龍研究員和閻錫蘊(yùn)院士為本文的共同通訊作者，博士研究生金奕良及張寶麗為共同第一作者。北京大學(xué)郭振璽、郭振乾老師為冷凍電鏡結(jié)構(gòu)解析提供了重要指導(dǎo)，北京理工大學(xué)黃淵余教授為脂質(zhì)納米顆粒的合成提供了支持和幫助。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的資助。

文章鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr9266

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所