文雪

【摘 要】轉鐵蛋白受體（TFR）高表達于大量惡性腫瘤細胞表面，因而使其成為腫瘤治療的重要靶點。在這方面，至關重要的是要在分子水平上準確理解TFR如何與其配體hTF相互作用。該綜述主要探討TFR動力學及其與細胞受體的相互作用，為未來hTF-藥物偶聯(lián)物的方法提供了一些指導。

【關鍵詞】腫瘤；轉鐵蛋白受體；化療

中圖分類號： R730.5 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）24-0102-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.048

【Abstract】The transferrin receptor （TFR） is highly expressed on the surface of a large number of tumor cells， making it an important target for tumor therapy.In this regard， it is essential to accurately understand how TFR interacts with its ligand hTF at the molecular level.This review focuses on TFR kinetics and their interaction with cellular receptors， providing some guidance for future methods of hTF-drug conjugates.

【Key words】Tumor；Transferrin receptor；Chemotherapy

鑒于Fe2+/Fe3+對的氧化還原性質可能產生有害影響，從飲食中獲得的鐵一旦進入體內就會受到嚴格控制。具體來講，利用人血清轉鐵蛋白（hTF）可以使鐵，尤其是Fe3+鐵在鐵結合和轉運蛋白的每個裂縫內隔離，從而保護Fe3+形式的鐵，避免接觸血液的含水環(huán)境。從肝臟分泌到血液中的80kDa雙葉糖蛋白，hTF非常緊密地結合Fe3+（Kd10-22M）[1]，但其結合是可逆的。由于hTF可以結合任一或兩個肺中的鐵，因此四種不同的hTF種類（僅鐵含量不同）在血液中循環(huán)：二聚體（Fe2hTF），單鐵質N-葉hTF（FeNhTF），單鐵質C-葉hTF（FeChTF）和無鐵hTF（apohTF）。在血清的pH值（7.4），F(xiàn)e2hTF以最高的親和力（Kd4nM）與位于所有活躍分裂細胞的細胞表面的特異性轉鐵蛋白受體（TFR）結合。兩個單鐵質hTF（FeNhTF和FeChTF）也與TFR形成穩(wěn)定的高親和力復合物（分別為Kd 36 nM和Kd 32 nM）[2]。相反，在中性pH下，apohTF結合非常弱。在網格蛋白介導的hTF/TFR復合物內吞作用后[3]，當內體處于較低的pH（5.6），當其與鹽和尚未鑒定的螯合劑一起，將刺激hTF釋放鐵及其活化。關鍵的是，apohTF在內體pH下與TFR具有高親和力結合，使apohTF/TFR復合物返回細胞表面從而避免晚期內體或溶酶體降解[4]。通過從TFR解離或通過Fe2hTF或單鐵質hTF物種置換，apohTF被釋放到細胞表面的血清中，在那里，它可以自由結合更多的Fe3+并重復循環(huán)達 100次[5]。

眾所周知，由于惡性腫瘤細胞具有快速增殖的特征性，使其對鐵的需求顯著增加，因此表達了更多數量的hTF受體。這可能與DNA合成中的限速酶是含鐵核糖核苷酸還原酶的事實有關。最近的綜述提供了用于靶向hTF/TFR系統(tǒng)策略的詳細描述。與所有化學療法一樣，目標是靶向惡性腫瘤細胞，同時最小化對生物體的任何有害影響。

由于hTF/TFR相互作用對于細胞內的內化和鐵遞送至關重要，因此TFR如何與其配體hTF相互作用的分子細節(jié)顯然非常重要，并且在開發(fā)hTF綴合物作為靶向藥物遞送載體時必須仔細考慮。直到最近，復合物缺乏精確的結構細節(jié)而阻礙hTF和TFR之間的分子相互作用必需經過深思熟慮。TF/sTFR復合物的第一個視圖是2004年發(fā)表的7.5？魡分辨率低溫電子顯微鏡（EM）模型。使用未組合的sTFR的晶體結構并在孤立的人類N葉及兔的可用結構中單獨建模Clobe（與人類C-葉相似約85%），該模型表明N葉位于膜和TFR之間，并且C-葉與TFR的螺旋結構域顯著接觸（PDB ID：1SUV）。由于相對較低的分辨率和相對于將N瓣適合現(xiàn)有密度所需的C瓣的9？魡偏移，該模型提供了hTF和TFR之間相互作用的相當模糊的圖像。apohTF[6]的結構的可用性以及在硅模型中結合hTF和TFR的各種誘變研究的使用導致了與TFR結合的新型hTF。發(fā)表時，這個計算模型消除了hTF的N和C瓣之間物理上不可能的9？魡間隙以及可用的誘變數據。

不論在什么時候，僅有15-20%的TFR分子存在于細胞表面上。一個重要且相關的問題是TFR是否是組成型回收，例如，hTF與TFR的結合是否促進內化。答案似乎是肯定的，盡管這種情況可能是細胞特異性的。因此，似乎HeLa細胞經歷組成型再循環(huán)，而TFR在HL60細胞和人及兔網織紅細胞上的內化受到hTF結合的影響。

總之，自從20世紀80年代發(fā)現(xiàn)TFR以來，hTF/TFR已經成為受體介導的內吞作用的經典實例，確保以pH特異性方式將氧化還原活性Fe3+安全遞送到活躍分裂的細胞中。hTF和TFR之間相互作用的特異性和高親和力引起了前所未有的關注，作為將各種治療劑轉運并遞送至細胞內部的重要靶標。雖然很明顯這種特殊的特洛伊木馬方法可以提供很多東西，但其巨大潛力仍然在很大程度上任未實現(xiàn)。迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)特異性和致腫瘤細胞死忘性的完美結合。我們建議，對相互作用的結構方面進行更仔細的檢測可能會為合理的藥物設計和利用這個特殊系統(tǒng)提供更好方法。

【參考文獻】

[1]Aisen P， Leibman A， Zweier J. Stoichiometric and site characteristics of the binding of iron to human transferrin. J Biol Chem. 1978； 253：1930-1937.

[2]Mason AB，Byrne SL， Everse SJ，et al.A loop in the N-lobe of human serum transferrin is critical for binding to the transferrin receptor as revealed by mutagenesis，isothermal titration calorimetry，and epitope mapping.J Mol Recognit.2009；22：521-529.

[3]Morgan EH，Appleton TC.Autoradiographic localization of 125 I-labelled transferrin in rabbit reticulocytes.Nature.1969；223：1371-1372.

[4]Dautry-Varsat A， Ciechanover A， Lodish HF. pH and the recycling of transferrin during receptormediated endocytosis. Proc Natl Acad Sci U S A. 1983； 80：2258-2262. 5. Sheftel AD， Mason AB， Ponka P. The long history of iron in the Universe and in health and disease. Biochimica et Biophysica Acta （BBA） -General Subjects. 2012； 1820：161-187.

[6]Chitambar CR，Matthaeus WG，Antholine WE，Graff K，OBrian WJ.Inhibition of leukemic HL60 cell growth by transferrin-gallium：Effects on ribonucleotide reductase and demonstration of drug synergy with hydroxyurea.Blood.1988；72：1930-1936.