Page 58 - 《精细化工》2022年第8期

第 39 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.39, No.8
2022 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2022

综论
角蛋白基药物载体材料的发展及应用探讨

王瑞瑞

（青海师范大学 化学化工学院，青海 西宁 810016）

摘要：角蛋白作为一种高硫含量且具有良好细胞相容性的结构蛋白，从而角蛋白基药物载体材料在组织工程、
再生医学等领域扮演着重要的角色。将毛发中提取的角蛋白开发具有独特功能的不同形式的角蛋白基药物载体
材料，既能提高药物的活性和生物利用率，增加毛发的利用价值，又能实现节能减排。首先，介绍了角蛋白基
药物载体材料的 4 种改性方法：二硫键重建、自由基聚合、多糖改性和烷基化，通过改性处理可以赋予角蛋白
基药物载体优异的功能特性，拓宽其作为药物载体的应用范围。然后，总结了以角蛋白为基础构建的纳米载药
粒子、纤维支架和水凝胶载体材料在生物医用领域的应用现状与前沿。最后，指出了角蛋白基药物载体材料开
发与应用中存在的问题与研究方向。
关键词：角蛋白；二硫键重建；自由基聚合；多糖改性；烷基化；药物载体
中图分类号：TQ460.4；TQ936 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 08-1558-09

Development and application of keratin-based drug carrier materials

WANG Ruirui
（College of Chemistry and Chemical Engineering, Qinghai Normal University, Xining 810016, Qinghai, China）

Abstract: Drug carrier materials based on keratin, a structural protein with high sulfur content and good
cell compatibility, play an important role in the fields of tissue engineering, regenerative medicine and etc.
Development of drug carrier materials with different forms based on hair keratin could improve the activity
and bioavailability of delivered drugs, also fully realize the hair value, energy conservation and emission
reduction. In this review, four modification methods of keratin-based drug carrier materials were firstly
introduced: disulfide reconstruction, free radical polymerization, polysaccharide modification and
alkylation, which would confer excellent functional properties to keratin-based drug carrier materials and
further broaden their application ranges. The application status and frontier development of keratin-based
nanoparticles, fiber scaffolds and hydrogels in biomedical field were then summarized. In the end, the
existing problems and research directions of keratin-based drug carrier materials were discussed and
envisioned.
Key words: keratin; disulfide reconstruction; free radical polymerization; polysaccharide modification;
alkylation; drug carriers

角蛋白是一种高硫含量、具有良好细胞相容性 的抵抗力，维持皮肤的正常功能。谷氨酸是机体细
的结构蛋白。角蛋白分子结构中富含半胱氨酸、谷 胞代谢中的关键成分；赖氨酸和精氨酸是胰蛋白酶
氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、亮氨酸、脯氨酸、丝氨 的作用位点，使角蛋白基药物载体材料具有酶敏感
[1]
酸和甘氨酸等氨基酸 ，可赋予角蛋白基药物载体 性。如图 1 所示，角蛋白分子中含有易被修饰的活
材料优异的功能特性 [2-3] 。大量的半胱氨酸残基能够 性基团（羧基、酰胺键、巯基等），同时等电点的存
[4]
促进谷胱甘肽（GSH）的生成，是天然的抗氧化剂； 在使角蛋白基药物载体材料具有环境响应性 。角
半胱氨酸还能够增强白细胞的界面表达，提高机体 蛋白分子中富含二硫键，二硫键形成的交联网状结

收稿日期：2022-01-13; 定用日期：2022-03-23; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220044
基金项目：青海省“昆仑英才·高端创新创业人才”千人计划项目；青海省自然科学基金应用基础研究项目（2019-ZJ-7071）
作者简介：王瑞瑞（1980—），女，副教授，E-mail：wangruirui206@163.com。