构建纳米顺铂核—铁蛋白和在铁胁迫下斑马鱼铁蛋白H和M亚基的表达水平

【摘要】大量研究已报道,在动植物及微生物机体中存在一种具有储存铁的功能的蛋白质,简称为铁蛋白。铁蛋白的分子结构由蛋白壳,铁核和多亚基堆积而成的通道组成。近年,利用铁蛋白蛋白壳的纳米空间结构构建纳米药物核-铁蛋白的结构与功能研究已有较为详细的研究报道,但有关纳米顺铂核-重组铁蛋白的结构与功能研究甚少。目前,顺铂和卡铂是临床治疗肿瘤疾病的主要化疗且广谱性较好的药物之一,但由于铂类药物易产生耐药性和高毒副作用,易降低药物治疗效果,从而限制高剂量使用,并提升癌症患者的死亡率。如何减少铂类药物的毒副作用,降低耐药性和提高药效是目前临床高效治疗肿瘤疾病亟待解决的挑战性,前瞻性的课题之一。针对上述目前铂类药物临床化疗过程中存在的缺陷,本文以斑马鱼为实验生物模型,研究斑马鱼(Daniorerio)重组铁蛋白H和M亚基(未发现L亚基)的基本理化特性及在斑马鱼各组织器官中的表达水平与趋势。选择四种铂类抗癌药物,构建纳米顺铂核-铁蛋白等纳米药物载体。实验结果表明,经克隆、分离和制备了的大肠杆菌原核表达的融合H(MALDI-TOFMS/MS鉴定)、M铁蛋白亚基,在以H/M亚基分子比为1：1混合方式条件下,可自组装形成由24个亚基组成的完整铁蛋白蛋白壳,并采用了特异性铁染色和铁重组电子图谱等技术进行给予佐证。以采用弱碱法(pH12.0)方式,构建了四种纳米铂类药物-铁蛋白。经ICP-MS分析铁蛋白纳米包裹铂类的能力与数量为各组包装数量与能力,最终选用纳米顺铂核-铁蛋白为抗肿瘤药物,研究该药物的药效、药物利用率和毒性等。在排除顺铂络合于铁蛋白蛋白壳外层的数量(ConcentrationMean±SD=0.064μg/L,MolecularRatio(Pt:rDRH)=0.0174:1)后,统计每分子rDRFerritin蛋白壳最多可包裹43分子的顺铂(CDDP),构成了纳米顺铂核-铁蛋白。相对阳性对照(13.9%)条件下,纳米顺铂核-铁蛋白(NanometerCisplatinCore-Ferritin,NCCF)能更有效诱导HepGII细胞凋亡(23.5%),提高了顺铂的利用率及药效。另外本文还检测了铁蛋白H和M亚基在雌雄性成年斑马鱼的六种组织器官(脑、鳃、肝脏、肠道、肌肉和卵泡)中的生理表达水平,以及在亚铁离子(0.3、1.0、5、10和20m∥L),铁离子(0.3、1.0、2.5和5.0m∥L)分别胁迫24h下的表达情况。以斑马鱼作为模式生物研究铁代谢过程中,研究铁元素与铁蛋白蛋白壳各亚基、亚基组成及该蛋白的表达水平关系,为后续阐明铁蛋白铁代谢途径提供更为合理的科学依据,其研究意义重大。
【作者】薛少龙；
【导师】黄河清；
【作者基本信息】厦门大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】斑马鱼铁蛋白H和M亚基；顺铂；铁离子；亚铁离子胁迫；

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