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TfR1:连接铁代谢、肿瘤与神经疾病的新兴治疗靶点

2025-11-13 08:01

(来源:药研网)

2025年,诺华豪掷120亿美元收购Avidity Biosciences,这笔交易瞬间引爆市场。交易背后的核心逻辑,正是看上其独特的Avidity旗下独特的 AOC 平台和核心管线,其管线代表产品之一的AOC 1001(del-desiran),通过靶向TfR1(1 型转铁蛋白受体)精准把 siRNA 送进肌肉细胞,为治疗肌强直性营养不良开辟了新路径,其余候选药物同样针对罕见骨骼肌疾病,彰显 TfR1 在该领域的战略价值。

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转铁蛋白受体1概述

铁是维持生命活动必需的微量元素,广泛参与氧气运输、能量代谢、线粒体功能、以及DNA的合成与修复等多种关键生物过程。其中转铁蛋白受体 1 (Transferrin Receptor 1,TfR1)是铁摄取的主要通道,体内的大部分铁是通过与转铁蛋白(Transferrin,TF)的结合来运输。[1]

TfR1,也称为分化簇 71(CD71),一种90 kDa的II型跨膜糖蛋白,由760个氨基酸组成,以二聚体(180 kDa)的形式被发现,两个单体通过胞外二硫键连接。其结构由三个主要部分构成:胞内短N端区、单跨膜螺旋区和大的胞外C端区。其中C端胞外结构域是其功能核心,包含与转铁蛋白(Transferrin,Tf)结合的高亲和位点[2]。TfR1 通过与结合铁的 Tf 相互作用,将铁离子通过受体介导的内吞作用转运入细胞,从而维持细胞内铁稳态与代谢平衡[3]

转铁蛋白受体有两种类型:TfR1和TfR2 ,它们在结构和功能上都比较相似。TfR1 在大多数有核细胞中广泛表达,并以更高的亲和力结合 Tf,是主要的铁输入途径;与TfR1不同的是,TfR2没有铁反应元件,对TF亲和力低,主要在肝细胞中表达。

图1. TfR1结构 图1. TfR1结构

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TfR1分布及表达

TfR1的表达广泛分布于免疫系统、造血系统(如骨髓干细胞、红细胞和白细胞)、神经系统(如神经元和神经胶质细胞)、生殖系统、心脏、肝脏、肾脏等各种组织和细胞类型。这些细胞依赖TfR1介导的铁摄取过程,以满足其代谢活动、分化及生长对铁的需求。

TfR1的表达水平受多种因素影响,包括细胞内铁含量、细胞分化状态、激素调节以及炎症状态等。当细胞内铁含量降低时,TfR1表达上调,以增强铁离子的摄取;而当铁充足时,其表达则受到抑制。通过这种反馈调节机制,TfR1在人体铁离子转运与代谢中发挥了核心作用。

图2. TfR1分布及表达 | 来源:uniprot 图2. TfR1分布及表达 | 来源:uniprot

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靶向TfR1的疾病治疗与药物开发概览

除铁代谢关键功能外,TfR1(CD71)在肿瘤与神经退行性疾病中的异常表达及病理作用日益受到关注。

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TfR1和肿瘤

恶性细胞通常表现出对铁的高度依赖,其表面TfR1表达水平显著升高,加之其细胞外可及性、内化能力以及在癌细胞病理学中的核心作用,使该受体成为抗体介导治疗的理想靶点。

针对TfR1的癌症治疗可通过两种不同途径实现。一种广泛采用的方式是间接利用转铁蛋白、铁蛋白或特异性TfR1抗体进行抗癌药物递送,包括蛋白质(如毒素)、核酸(如寡核苷酸)以及病毒载体。此外,还可制备靶向TfR1的纳米药物及其他制剂,如ADC或PDC,进一步提高药物的靶向性和效力。

另一途径是直接利用抗体作为抗癌剂,通过抗体直接抑制TfR1功能和/或激活抗体介导效应功能(如抗体依赖性细胞毒性ADCC、抗体依赖性细胞吞噬ADCP及补体依赖性细胞毒性CDC)发挥作用。[1]

图3.靶向转铁蛋白受体的肿瘤治疗策略[4]

图3.靶向转铁蛋白受体的肿瘤治疗策略[4]

值得注意的是,这两种靶向TfR1的抗癌治疗方式并非互斥。直接具有细胞毒性的抗体也可用于药物递送。

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TfR1和神经退行性疾病

近年来,基于TfR1的靶向治疗策略在不断发展。有研究利用TfR1提高抗体跨越血脑屏障的转运能力,并与抗β-淀粉样肽单抗相结合形成特异性复合抗体,以提高阿尔茨海默病患者的治疗效果 。

例如,罗氏在研的Trontinemab是一款靶向Aβ/TfR1的双特异抗体,可用于用于治疗阿尔茨海默病。在Ⅰb/Ⅱa期Brainshuttle™ AD研究中,最新的临床数据显示,使用3.6 mg/kg剂量的trontinemab治疗能够快速且深度降低淀粉样蛋白水平,其中91%的参与者在28周后淀粉样蛋白PET阳性阈值以下,72%的参与者达到了淀粉样蛋白水平≤11CL。此外,trontinemab展现出良好的安全性和耐受性。[5,6]

图4、5,Trontinemab简介及临床数据
图4、5,Trontinemab简介及临床数据 图4、5,Trontinemab简介及临床数据

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TfR1 靶向药物的临床开发现状

鉴于TfR1在铁代谢和神经退行性疾病中的重要作用,靶向TfR1的治疗策略显得格外重要。

目前,目前已有多款针对转铁蛋白受体1(TfR1)的临床药物正在研发中,药物类型涉及单抗、双抗、融合蛋白、ADC等,主要用于贫血、铁代谢障碍性疾病、感染、神经退行性疾病、癌症等领域。

图6.全球处于临床试验阶段的靶向TfR1药物 | 来源:药研网 图6.全球处于临床试验阶段的靶向TfR1药物 | 来源:药研网

总结

作为细胞铁代谢的核心枢纽,TfR1 不仅对正常细胞生理活动至关重要,其在肿瘤细胞中常显著高表达,以满足快速增殖所需的铁供给。这一特性使 TfR1 成为药物靶向递送、抗体药物偶联物(ADC)以及siRNA 偶联疗法的重要分子入口,展现出巨大的临床与转化研究潜力。

吉满生物

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高活性重组蛋白:满足结合分析、筛选及免疫研究需求

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高特异性抗体: 提供经严格验证的抗体产品,支持流式细胞术、免疫组化、Western Blot、ELISA 等多种检测应用,确保实验结果准确可靠

TfR1产品列表及数据展示

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细胞系数据展示1

经过25代验证仍稳定表达,助力抗体筛选、表征及一致性评价,高效推进抗体药物研发与临床申报。

GM-C19162

H_TFRC(CD71) CHO-K1 Cell Line使用Anti-H_TFRC(CD71) hIgG1 Antibody(Pabinafusp)稳定性验证结果

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细胞系数据展示2

经 Anti-H_TFRC(CD71) hIgG1 抗体验证,该靶点产品表达稳定可靠,为 CD71 靶点研究、抗体筛选及机制解析提供高质量实验工具。

GM-C37207

H_TFRC(CD71) HEK-293 Cell Line使用Anti-H_TFRC(CD71) hIgG1 Antibody(Pabinafusp)验证结果

GM-C30605

Cynomolgus_TFRC(CD71) CHO-K1 Cell Line使用Anti-H_TFRC(CD71) hIgG1 Antibody(Pabinafusp)验证结果

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吉满生物(Genomeditech)成立于2011年,是专业从事生物科技服务和前沿技术研发的高新技术企业。吉满生物专注为生物药开发赋能,自主创立了国内知名的细胞系品牌-DDXCELL,目前已布局近400个热门靶向药靶点,超1000株现货单克隆细胞系,涵盖GPCR、细胞因子、免疫检查点、TAA等多领域,做到进口细胞的国产替代。此外,吉满生物还可在药物研发进程中提供一系列抗体、蛋白产品,旨在为客户提供高效的研发工具和解决方案!

 参考资料

[1]Candelaria J et al. Antibodies Targeting the Transferrin Receptor 1 (TfR1) as Direct Anti-cancer Agents. Front Immunol. 2021; 12:607692.

[2]Wang G et al. Transferrin receptor 1 (TfR1) in cancer: a new sight for cancer therapy. Tumour Biol. 2017; 39(11):1010428317732741.

[3]Li Y et al. TfR1 mediated iron uptake regulates bone mass in mice via osteoclast mitochondria and cytoskeleton. eLife. 2022; 11:e73539.

[4]Shen Y, Li X, Dong D, Zhang B, Xue Y, Shang P. Transferrin receptor 1 in cancer: a new sight for cancer therapy. Am J Cancer Res. 2018;8(6):916-931. Published 2018 Jun 1.

[5]https://medically.roche.com/global/en/neuroscience/ctad-2023/medical-material/CTAD-2023-presentation-kulic-the-anti-amyloid-beta-pdf.html

[6]https://www.bloomberg.com/news/features/2025-07-13/china-drugmakers-catching-up-to-us-big-pharma-with-new-medicine-innovation.

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