[发明专利]一类促凋亡铁蛋白纳米粒和应用

说明书

本发明提供了一种促凋亡铁蛋白纳米粒及其应用，属于基因工程与蛋白质工程领域。本发明以促凋亡蛋白质BAK的BH3序列和RGD肽、人铁蛋白重链亚基进行重组表达，构建具有靶向和跨越血脑屏障、促凋亡的蛋白质自组装纳米粒。该纳米粒对大鼠胶质瘤细胞(C6细胞)和小鼠脑微血管内皮细胞(bEnd.3细胞)具有抑制作用，具有潜在的药用价值。

技术领域

本发明属于基因工程与酶工程领域，具体而言，涉及一类促凋亡铁蛋白纳米粒及其应用。

背景技术

目前，全球约20％的人在其一生中会罹患恶性肿瘤，恶性肿瘤导致30-69岁的成年人死亡的比例占非传染性疾致死数的30％，研究预计到2040年将有3620万人患有恶性肿瘤，1920万人死于恶性肿瘤。因此，抗肿瘤药物的研究的需求迫切，研究进程也快速发展。目前治疗肿瘤的方式主要有手术治疗、放射治疗、化学药物治疗、免疫治疗、基因治疗等治疗方法；其中，最主要的治疗方法还是手术治疗与放疗、化疗相结合。

在肿瘤的诊断与治疗过程中，提高药物对肿瘤细胞的靶向性具有提高药物疗效、降低毒副反应的重要意义。通过肿瘤细胞表面表达的特殊受体，可以实现肿瘤药物的靶向递送。转铁蛋白受体1(TfR1)在许多肿瘤细胞过表达，例如脑胶质瘤细胞、人大肠癌癌细胞、人乳腺癌细胞、人宫颈腺癌细胞等肿瘤细胞，因此，有望通过铁蛋白与肿瘤细胞细胞膜上的TfR1相互作用，实现对脑胶质瘤等肿瘤的靶向治疗。

铁蛋白是一个分子量为450kDa的大蛋白，由24个单体自组装成内外尺寸分别为8nm和12nm的球形笼状结构，真核生物的单体分为铁蛋白重链(FHC)和铁蛋白轻链(FLC)。FHC和FLC具有高度同源性，可以形成任意比例的铁蛋白球。铁蛋白在生理环境中具有结构刚性，在高温以及一般变性剂条件下其结构都不会遭到破坏，但当pH值变为pH 2-3或极碱性pH10-12时，蛋白笼会发生可逆分解为单体，当pH值恢复到中性时，铁蛋白单体又能够重新以24个单体为组自组装成为纳米粒。基于铁蛋白纳米粒的良好生物相容性和自组装纳米粒特性，可以作为多肽或蛋白质药物的载体，提高多肽或蛋白药物的稳定性和靶向性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，通过蛋白质工程改造，获得具有促凋亡活性的铁蛋白自组装纳米粒。本发明通过将具有整合素α_vβ₃靶向性的RGD肽、促凋亡活性的BH3肽和铁蛋白HFn通过连接子(linker)构建促凋亡铁蛋白纳米粒，通过凋亡途径发挥抗肿瘤作用。

本发明具体技术方案如下：

一种重组促凋亡铁蛋白纳米粒，由具有整合素α_vβ₃靶向性的RGD肽、促凋亡活性的BH3肽和铁蛋白HFn通过连接子(linker)组成。

优选的，所述的重组促凋亡铁蛋白纳米粒重组蛋白RGD-BH3-HFn的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。

为实现上述发明目的，根据本发明的一个方面，提供了促凋亡铁蛋白纳米粒的序列类似蛋白质BH3-HFn，SEQ ID NO.5。

根据本申请的第二个方面，提供了一类DNA分子，编码上述重组促凋亡铁蛋白纳米粒。

根据本申请的第三个方面，提供了一类重组质粒，该重组质粒连接有上述DNA分子。

根据本申请的第二个方面，提供了一类非植物的宿主细胞，该宿主细胞含有前述的重组质粒。

进一步地，宿主细胞为原核细胞，且宿主细胞为感受态细胞。

进一步地，感受态细胞为大肠杆菌BL21细胞。

本发明分离纯化的重组促凋亡铁蛋白可自组装成26.08nm左右的颗粒，具有良好的粒径分布范围。

本发明提供的促凋亡铁蛋白自组装纳米粒具有对大鼠胶质瘤细胞(C6细胞)和小鼠脑微血管内皮细胞(bEnd.3细胞)的抑制作用。