DMSO介导铁蛋白纳米笼可逆解组装-重组装技术实现高效疏水药物封装及胶质瘤靶向治疗

本研究报告了一种利用二甲基亚砜（DMSO）介导铁蛋白（Ferritin）纳米笼可逆解组装-重组装的新颖药物装载策略。该方法成功实现了65.3个阿霉素（Dox）/笼的超高载药量，回收率超80%，显著优于传统pH/尿素法。通过体外/体内实验证实HFn-Dox具有优异的肿瘤靶向性和血脑屏障穿透能力，在胶质瘤模型中展现出卓越的治疗效果，为蛋白质纳米载体在肿瘤诊疗一体化应用提供了突破性解决方案。

　　

Highlight

The effects of DMSO on ferritin

多单元蛋白质组装/解组装过程的精准调控一直是生物科学领域的重大挑战。如前言所述，现有铁蛋白解组装/组装方法在过去几十年中相对停滞，主要依赖pH和高盐条件或其微小改进。本研究旨在从溶剂极性角度突破铁蛋白组装调控的瓶颈。通过动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）分析发现，DMSO处理可导致铁蛋白纳米笼解离为单体，且该过程具有浓度依赖性。圆二色谱（CD）数据显示DMSO诱导α-螺旋向polyproline type II（PPII）螺旋转变，证实其通过扰动蛋白质二级结构实现温和解组装。特别值得注意的是，该过程完全可逆——通过稀释DMSO浓度即可实现铁蛋白纳米笼的高效重组，且重组后的纳米笼保持完整的球形结构和生物活性。

Conclusion

总之，我们首次提出基于溶剂极性调控笼状蛋白质解组装/重组装的新概念。选择DMSO和人源重链铁蛋白（HFn）进行验证，并开发出基于DMSO的铁蛋白载药解组装-重组装方法。利用该新方法，我们成功封装了化疗药物阿霉素（Dox）。需要强调的是，DMSO介导的铁蛋白载药方法展现出三大突出优势：载药量高达65.3 Dox/笼（远超传统方法的＜10 Dox/笼）、蛋白回收率＞80%、制备周期缩短至24小时（传统方法需3-5天）。体内外实验证实，DMSO法制备的HFn-Dox能有效靶向肿瘤并穿透血脑屏障，在胶质瘤模型中显示出优于游离Dox的肿瘤生长抑制效果。该研究为蛋白质纳米载体的临床应用提供了革命性技术平台。