Page 61 - 《精细化工》2022年第8期
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第 8 期 王瑞瑞: 角蛋白基药物载体材料的发展及应用探讨 ·1561·
结果表明，半乳甘露聚糖骨架上存在大量的甘 过调控烷基化程度调节角蛋白水凝胶中二硫键的交
露聚糖酶水解物，瓜尔胶的螺旋结构和角蛋白的亚 联程度，从而赋予角蛋白基水凝胶在药物递送过程
基之间通过共价偶联和（或）非共价相互作用交联 中的可控性。结果表明，通过调节半胱氨酸残基上
在一起。这种改性方法能够提高角蛋白基载体材料 巯基的烷基化程度可以控制角蛋白基水凝胶中的二
[6]
的力学性能和生物相容性。TAN 等 利用冷冻干燥 硫键，从而达到调节水凝胶侵蚀速率和治疗药剂释
技术将壳聚糖与角蛋白混合溶液置于 6 孔培养板中 放速率的目的。这种烷基化改性方法并没有增加材
在–80 ℃下冷冻干燥 48 h，得到了多孔支架。结果 料的细胞毒性。烷基化法可以使药物分子与载体材
表明，壳聚糖能够提高角蛋白基纤维支架的疏水性 料之间可逆结合，是制备环境响应性药物载体材料
和机械性能，降低角蛋白基纤维支架的孔隙度和膨 的有效手段，但是由于药物分子与载体材料之间的
胀率，减缓角蛋白基纤维支架的降解速率。制备的 结合力较弱，烷基化改性的载体材料普遍存在载药
角蛋白基纤维支架具有良好的抗菌活性和细胞增殖 量偏低的缺点。
性能。VEERASUBRAMANIAN 等 [16] 开发了一种由
2 角蛋白基药物载体材料的应用现状
魔芋葡甘聚糖、角蛋白和燕麦醇提取物组成的复合
水凝胶。结果表明，魔芋葡甘聚糖是一种具有生物
2.1 用于靶向治疗的纳米载药粒子
相容性的胶凝剂，燕麦具有抗炎和抗氧化作用，能
角蛋白能够促进细胞-细胞和细胞-基质之间的
够减少伤口的长期炎症。这种角蛋白基复合水凝胶
相互作用，角蛋白分子结构中的氨基酸残基形成的
能够显著加快伤口愈合程度。利用天然生物大分子
亲疏水微区能够有效负载亲水或疏水药物，准确识
多糖对角蛋白进行修饰获得的药物载体材料具有相
别肿瘤位置。同时，角蛋白基纳米载药粒子具有体
容性好、生物降解性好、血液循环时间长、无毒等
积小、分散性好、载药能力强等优点，显著增加药
优点。但是，仍然存在材料质量难以实现标准化、
物分子的渗透性和靶向性，改善药物分子在机体内
稳定性较差、成本较高等缺点。
的分布和停留时间，降低药物分子对机体的副作
1.4 烷基化
用，提高药物分子的生物利用率 [19] 。
烷基化改性可以赋予角蛋白基药物载体材料在 为了减轻疏水性抗癌药物阿霉素（DOX）对人
药物递送过程中的可控性。NAKATA 等 [17] 对羊毛角 [19]
体的毒副作用，研究者们利用脱溶剂法 、肼键偶
蛋白进行改性，对角蛋白上的半胱氨酸残基分别进 [20] [21]
联法 、离子凝胶法 等方法将 DOX 负载在角蛋
行乙酰化、羧甲基化或氨基乙基化，得到了乙酰化
白基纳米粒子上，如图 6 所示。
角蛋白、羧甲基化角蛋白和氨基乙基化角蛋白，如
图 5 所示。
图 5 角蛋白的烷基化改性示意图 [17]
Fig. 5 Diagram of alkylation modification of keratin [17] 图 6 pH 和 GSH 双响应性角蛋白-DOX 纳米粒子的制备
和释药过程示意图 [19]
3 种水凝胶均表现出独特的力学性能和膨胀行 Fig. 6 Schematic diagram of preparation and release of pH
and GSH dual-responsive keratin-DOX nanoparticles [19]
为，均利于细胞在其表面增殖。结果表明，羧甲基
化角蛋白水凝胶在培养基中表现出高膨胀性，不能 制备的角蛋白基纳米载药粒子具有 pH、GSH
作为细胞底物。氨基乙基化角蛋白可作为血管生长 双响应性，由于肿瘤组织中含有比正常组织更高浓
因子等活性物质的缓释载体使用。HAN 等 [18] 采用碘 度的 GSH，并且肿瘤微区偏酸性，因此，双响应性
乙酰胺作为角蛋白半胱氨酸残基的烷基化试剂，通 角蛋白基纳米载药粒子在肿瘤微区分解（pH=5.0~
