乳铁蛋白的跨行业应用场景

来源：作者：人气：-发表时间：2023-08-28 13:07:00【大中小】

乳铁蛋白（Lactoferrin，LF）是一种天然、无害、具有多种生物活性功能的铁结合糖蛋白，由哺乳动物体内腺上皮细胞和中性粒细胞产生，在具有分泌功能的组织及其分泌物中广泛分布。

乳铁蛋白的相对分子质量约为76,000至81,000道尔顿，为该家族中铁结合能力最强的蛋白质之一，含约700个氨基酸残基。乳铁蛋白存在缺铁型、半饱和型和饱和型三种形式，且在73.1 ℃的变性温度下具有良好的稳定性，在酸性条件下表现尤为稳定。

乳铁蛋白介绍：

乳铁蛋白是母乳中乳清蛋白的主要成分,占总乳蛋白的10-15%；

乳铁蛋白是一种天然的带有免疫功能的糖蛋白；

母乳中乳铁蛋白浓度高出牛乳20倍,初乳中含量是6-8g/L,一般母乳常乳中含有2~4g/L；

牛初乳中乳铁蛋白含量是1g/L,一般牛乳常乳中含有 (0.1~0.2g/L)；

配方奶粉中的含量 ≤1.0g/kg.(中国食品营养强化剂标准)。

抗菌抗病毒应用：

乳铁蛋白具备广谱的抗菌和抗病毒特性，其作用机制多样且多层次。在抗菌方面，乳铁蛋白通过结合铁元素，抑制细菌生长，并通过强阳离子杀菌区域直接杀灭细菌，同时激活免疫细胞释放抗微生物物质。在抗病毒方面，乳铁蛋白通过与宿主细胞和病毒颗粒表面成分的结合，抑制多种病毒，包括SARS-CoV-2，可能通过调节炎症、铁平衡、氧化应激等因素影响病毒感染的多个方面。

《Functional properties of Lactoferrin and the application of Lactoferrin in domes- tic, overseas reigions》指出乳铁蛋白在体内外表现出广谱抗菌作用，能有效预防微生物感染。对细菌而言，乳铁蛋白拥有三种不同的作用机制：首先，乳铁蛋白表现出抑菌效应，这与其高度结合铁的特性有关，它能够剥夺细菌所需的生长关键营养——铁元素。其次，乳铁蛋白具有杀菌作用。这一作用是通过乳铁蛋白中的N末端强阳离子区域实现的，该区域具有独特的铁结合性质，能够直接杀灭细菌。这个区域会增加细菌细胞膜的通透性，导致革兰阴性菌的脂多糖从外膜中渗出。此外，乳铁蛋白还能通过激活中性白细胞而释放出，从而调节全身的免疫应答，发挥出抗微生物的作用。在一些细胞中已经发现了对乳铁蛋白高度亲和的受体，包括淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞以及血小板。

《An overview on in vitro and in vivo antiviral activity of lactoferrin: its efficacy against SARS-CoV-2 infection》提出乳铁蛋白对多种病毒具有抗病毒活性，包括SARS-CoV-2。乳铁蛋白通过与寄主细胞和病毒颗粒表面成分的结合发挥作用，这一潜在作用机制涉及与寄主细胞的肝素硫酸蛋白聚糖（HSPGs）和病毒刺突糖蛋白的结合。研究表明，乳铁蛋白在体外和体内对病毒均具有抑制作用，且可作用于SARS-CoV-2。乳铁蛋白可调节多种因素，如病毒进入、炎症、铁平衡、氧化应激和凝血等。因此，乳铁蛋白的补充可能在COVID-19治疗中发挥积极作用，不仅可作为无症状患者的独立治疗，还可作为有症状患者标准治疗的辅助方法。

《The Biology of Lactoferrin, an Iron-Binding Protein That Can Help Defend Against Viruses and Bacteria》指出乳铁蛋白是一种具有铁结合性质的营养物质，存在于哺乳动物乳汁中。它具有重要的免疫学特性，不仅具有抗菌作用，还可抗病毒。乳铁蛋白能与冠状病毒使用的受体结合，如肝素硫酸蛋白聚糖（HSPGs）和宿主受体血管紧张素转换酶2（ACE2），从而阻止病毒进入细胞。特别是在当前COVID-19大流行中，乳铁蛋白可能具有预防和治疗的潜在价值，尤其是那些能够提高生物利用率的肠溶包被形式。

抗氧化、抗癌应用：

乳铁蛋白及其衍生物作为多功能生物活性物质，受到了广泛的科学界关注。其在抗氧化、抗肿瘤以及调节免疫系统功能等多方面展现出优越的生物学特性，被认为是一种抗氧化和抗癌物质。与此同时，乳铁蛋白及其衍生物在外源性治疗方面也显示出潜在的抗肿瘤效果，能够有效地抑制肿瘤的生长并增加肿瘤发生的抑制敏感性。

《乳铁蛋白及其衍生物抗肿瘤作用与机制研究进展》指出乳铁蛋白多种生物学作用被科学界普遍接受。它不仅参与铁的储存和转运,而且具有抗微生物、抗氧化、抗肿瘤、调节免疫系统功能等作用,被认为是一种新型的抗菌、抗癌物质。乳铁蛋白及其衍生物的外源性治疗可有效抑制肿瘤的生长并降低肿瘤发生的敏感性。乳铁蛋白主要通过细胞膜破坏、凋亡诱导、细胞周期阻滞和细胞免疫反应等途径发挥抗肿瘤作用。

《Investigation and comparison of the anti-tumor activities of lactoferrin, α-lactalbumin, and β-lactoglobulin in A549, HT29, HepG2, and MDA231-LM2 tumor models.》聚焦于A549、HT29、HepG2和MDA231-LM2四种人类肿瘤细胞模型，对比了乳铁蛋白、α-乳白蛋白和β-乳球蛋白的抗肿瘤效果。通过体外实验检测了它们对细胞增殖、迁移和凋亡的影响，以及在携带肿瘤的裸鼠体内实验中的效果。结果显示，这三种蛋白质均以不同程度抑制了肿瘤细胞的存活和迁移，并通过诱导细胞凋亡达到抗肿瘤的效果。体内实验进一步证实了乳铁蛋白和α-乳白蛋白分别对特定肿瘤模型的肿瘤质量有显著影响。研究也验证了这些蛋白质在调节细胞凋亡相关蛋白方面的作用。

《Lactoferrin’s Anti-Cancer Properties: Safety, Selectivity, and Wide Range of Action》着眼于乳铁蛋白在抗癌方面的作用。尽管癌症治疗取得进展，但通常伴随副作用和后遗症，传统治疗缺乏对癌细胞的选择性。天然保健品作为抗癌辅助疗法逐渐受到关注，其具有丰富、生物利用度高、安全性强、成本低等特点。综述指出，乳铁蛋白是一种免疫防御分子，通过口服给药能高效转化为L-岩藻糖，对癌细胞具有较强的选择性。乳铁蛋白在多个分子靶点上调控肿瘤增殖、存活、迁移等，表现出广泛的作用。值得注意的是，乳铁蛋白促进正常细胞增殖和迁移，对癌细胞具有抑制作用，并且应用耐受性好。通过增强免疫反应，乳铁蛋白能预防肿瘤发展和抑制肿瘤生长。研究发现，乳铁蛋白能穿越血脑屏障，有望用于治疗脑肿瘤，呈现出广泛的癌症预防和治疗潜力，特别适合联合疗法。

免疫及肠道菌群调节应用：

乳铁蛋白在免疫调节和肠道菌群调控方面的作用逐渐受到重视。免疫调节和肠道菌群的平衡对于维持机体健康至关重要，而乳铁蛋白在这两个领域都展现出了独特的影响。随着科学研究的深入，关于乳铁蛋白如何调节免疫系统和影响肠道微生物的机制逐渐被揭示。

《Lactoferrin Efficiently Counteracts the Inflammation-Induced Changes of the Iron Homeostasis System in Macrophages》指出，乳铁蛋白在免疫防御系统中扮演关键角色，具备多种生物学功能。它不仅作为铁的储存与转运分子，还在炎症状态下被释放，与免疫调节密切相关。该文研究利用牛乳铁蛋白在M1巨噬细胞中探究其对铁平衡和炎症平衡主要蛋白表达的影响。结果表明，bLf显著降低了细胞产生的炎症细胞因子IL-6和IL-1β，并有效预防了细胞内铁超载。这暗示了bLf能够在细胞内保持铁平衡，对抗炎症状态具有重要意义。

《A critical review of the roles of host lactoferrin in immunity》指出乳铁蛋白在固有免疫中的关键作用。乳铁蛋白是固有免疫的重要组成部分，可作为抗原非特异性防御机制在感染后迅速发挥作用。它能够识别微生物分子，并与宿主细胞相互作用，调节免疫细胞的迁移、成熟和功能。文章强调乳铁蛋白的免疫调节性质，其作用取决于机体的生理状态，可能与免疫细胞受体相互竞争或合作有关。通过批判性分析文献数据，揭示了乳铁蛋白在免疫调节中的实际作用。

《Human Lactoferrin attracts monocytes and activates monocyte‐derived Dendritic Cells to become mature antigen‐presenting cells》指出人乳铁蛋白在免疫系统中的作用。研究发现，重组人乳铁蛋白能够吸引单核细胞，并在血液或树突状细胞培养环境中促使细胞成熟，表现为特定细胞表面标志物的上调、促炎细胞因子的产生以及刺激淋巴细胞增殖的能力提高。在小鼠体内，乳铁蛋白还能够引发白细胞的聚集和活化。研究结果暗示，乳铁蛋白通过调节免疫细胞的活化和趋化，可能在固有和适应性免疫应答中扮演重要角色。

联合用药应用：

乳铁蛋白在纳米技术和药物联合疗法中发挥着关键作用。未来的研究将进一步深入探讨乳铁蛋白在药物传递、疾病治疗等领域的机制，为新型药物传递系统和治疗策略的开发提供有益的指导。

《Sequential Delivery of Novel Triple Drug Combination via Crosslinked Alginate/Lactoferrin Nanohybrids for Enhanced Breast Cancer Treatment》探讨了乳铁蛋白在乳腺癌治疗中的应用。研究人员将多种药物组合应用于纳米蛋白多糖杂化体系中，实现了药物的逐步释放。结果表明，这种纳米杂化体系显著提高了药物的抗肿瘤效果，并证实了乳铁蛋白在提高药物细胞内吸收方面的作用。

《Lactoferrin-loaded nanostructured lipid carriers (NLCs) as a new formulation for optimized ocular drug delivery》介绍了纳米结构脂质载体（Nanostructured Lipid Carriers，NLCs）作为优化眼药物传递的新型载体。通过双乳化/溶剂挥发法成功制备了乳铁蛋白负载的NLCs，该载体在眼药物传递中表现出较高的药物负载能力和控制释放特性。此外，NLCs具有良好的生物相容性和粘附性，为进一步的临床应用提供了有力支持。

《Different Pathways Mediate Amphotericin-Lactoferrin Drug Synergy in Cryptococcus and Saccharomyces》揭示了乳铁蛋白与抗真菌药物丙氧胺在不同真菌中协同作用的机制差异。这项研究通过转录组分析揭示，乳铁蛋白与丙氧胺在不同真菌中的协同作用机制是物种特异性的，可能与乳铁蛋白产生的肽结构、细胞内靶点的差异以及对胞内蛋白和脂质生物合成的影响有关。

食品及饲料添加剂应用：

乳铁蛋白在食品及饲料添加剂应用领域的研究具有重要意义，被美国食品药品监督管理局（FDA）认定为安全食品添加剂。乳铁蛋白表现出抗贫血、抗炎、抗菌、免疫调节、抗氧化和抗癌等多重保护活性。这使得乳铁蛋白成为理想的营养品。此外，将乳铁蛋白导入转基因水稻中，并作为饲料添加剂用于动物饲养，可以提高动物的抗菌能力和免疫特性,这种功能性添加剂不仅有助于动物健康，还为开发新型的饲料添加剂提供了新途径。

《Lactoferrin from Bovine Milk: A Protective Companion for Life》指出乳铁蛋白作为一种多功能糖蛋白，对宿主防御中具有重要作用。乳铁蛋白被美国食品药品监督管理局（FDA）认定为一种安全的食品添加剂。在口服后，乳铁蛋白表现出抗贫血、抗炎、抗菌、免疫调节、抗氧化和抗癌等多种重要保护活性。这篇综述强调了乳铁蛋白作为一种理想的营养品，其口服后的多种益处，为其在预防和治疗中的应用提供了展望。

《Porcine lactoferrin expression in transgenic rice and its effects as a feed additive on early weaned piglets.》描述了将猪乳铁蛋白（LF）表达于转基因水稻，并作为饲料添加剂用于早断奶仔猪的研究。研究结果表明，通过转基因技术将猪乳铁蛋白表达于水稻中，可以用作功能性添加剂，有助于改善早断奶仔猪的抗菌能力和免疫特性，同时对生长性能没有显著影响。

化妆品行业应用：

《Use of lactoferrin in cosmetic preparations acting against free radicals》指出在化妆品产品中应用纯化乳铁蛋白作为抗自由基剂。这些制剂可用于对抗皮肤老化，以及减轻炎症或红斑引发的自由基损害。乳铁蛋白是一种多功能糖蛋白，具有强大的抗自由基特性，因此非常适合用于化妆品配方。这些制剂为防止氧化应激和炎症引起的皮肤问题提供了有前景的解决方案。此发明突出了乳铁蛋白作为抗自由基剂的能力，并强调了其在维护皮肤健康和活力的化妆品产品中的应用潜力。

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牛乳铁蛋白