轉(zhuǎn)鐵蛋白受體動(dòng)力學(xué)及其與細(xì)胞受體的相互作用

文雪

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

【關(guān)鍵詞】腫瘤；轉(zhuǎn)鐵蛋白受體；化療

中圖分類號(hào)： R730.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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(duì)的氧化還原性質(zhì)可能產(chǎn)生有害影響，從飲食中獲得的鐵一旦進(jìn)入體內(nèi)就會(huì)受到嚴(yán)格控制。具體來(lái)講，利用人血清轉(zhuǎn)鐵蛋白（hTF）可以使鐵，尤其是Fe3+鐵在鐵結(jié)合和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的每個(gè)裂縫內(nèi)隔離，從而保護(hù)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(jié)合Fe3+（Kd10-22M）[1]，但其結(jié)合是可逆的。由于hTF可以結(jié)合任一或兩個(gè)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(zhì)N-葉hTF（FeNhTF），單鐵質(zhì)C-葉hTF（FeChTF）和無(wú)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(xì)胞的細(xì)胞表面的特異性轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（TFR）結(jié)合。兩個(gè)單鐵質(zhì)hTF（FeNhTF和FeChTF）也與TFR形成穩(wěn)定的高親和力復(fù)合物（分別為Kd 36 nM和Kd 32 nM）[2]。相反，在中性pH下，apohTF結(jié)合非常弱。在網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的hTF/TFR復(fù)合物內(nèi)吞作用后[3]，當(dāng)內(nèi)體處于較低的pH（5.6），當(dāng)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(guān)鍵的是，apohTF在內(nèi)體pH下與TFR具有高親和力結(jié)合，使apohTF/TFR復(fù)合物返回細(xì)胞表面從而避免晚期內(nèi)體或溶酶體降解[4]。通過(guò)從TFR解離或通過(guò)Fe2hTF或單鐵質(zhì)hTF物種置換，apohTF被釋放到細(xì)胞表面的血清中，在那里，它可以自由結(jié)合更多的Fe3+并重復(fù)循環(huán)達(dá) 100次[5]。

眾所周知，由于惡性腫瘤細(xì)胞具有快速增殖的特征性，使其對(duì)鐵的需求顯著增加，因此表達(dá)了更多數(shù)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(shí)有關(guān)。最近的綜述提供了用于靶向hTF/TFR系統(tǒng)策略的詳細(xì)描述。與所有化學(xué)療法一樣，目標(biāo)是靶向惡性腫瘤細(xì)胞，同時(shí)最小化對(duì)生物體的任何有害影響。

由于hTF/TFR相互作用對(duì)于細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)化和鐵遞送至關(guān)重要，因此TFR如何與其配體hTF相互作用的分子細(xì)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(shí)必須仔細(xì)考慮。直到最近，復(fù)合物缺乏精確的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)而阻礙hTF和TFR之間的分子相互作用必需經(jīng)過(guò)深思熟慮。TF/sTFR復(fù)合物的第一個(gè)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(jié)構(gòu)并在孤立的人類N葉及兔的可用結(jié)構(gòu)中單獨(dú)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(jié)構(gòu)域顯著接觸（PDB ID：1SUV）。由于相對(duì)較低的分辨率和相對(duì)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(dāng)模糊的圖像。apohTF[6]的結(jié)構(gòu)的可用性以及在硅模型中結(jié)合hTF和TFR的各種誘變研究的使用導(dǎo)致了與TFR結(jié)合的新型hTF。發(fā)表時(shí)，這個(gè)計(jì)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(shù)據(jù)。

不論在什么時(shí)候，僅有15-20%的TFR分子存在于細(xì)胞表面上。一個(gè)重要且相關(guān)的問(wèn)題是TFR是否是組成型回收，例如，hTF與TFR的結(jié)合是否促進(jìn)內(nèi)化。答案似乎是肯定的，盡管這種情況可能是細(xì)胞特異性的。因此，似乎HeLa細(xì)胞經(jīng)歷組成型再循環(huán)，而TFR在HL60細(xì)胞和人及兔網(wǎng)織紅細(xì)胞上的內(nèi)化受到hTF結(jié)合的影響。

總之，自從20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)TFR以來(lái)，hTF/TFR已經(jīng)成為受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用的經(jīng)典實(shí)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(xì)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(guān)注，作為將各種治療劑轉(zhuǎn)運(yùn)并遞送至細(xì)胞內(nèi)部的重要靶標(biāo)。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(shí)現(xiàn)。迄今為止，尚未發(fā)現(xiàn)特異性和致腫瘤細(xì)胞死忘性的完美結(jié)合。我們建議，對(duì)相互作用的結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行更仔細(xì)的檢測(cè)可能會(huì)為合理的藥物設(shè)計(jì)和利用這個(gè)特殊系統(tǒng)提供更好方法。

【參考文獻(xiàn)】

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