抑制劑A83-01的作用機制及在干細胞與類器官培養(yǎng)中的應(yīng)用
干細胞和類器官是當(dāng)下備受矚目的兩個研究領(lǐng)域，但對于初次接觸該領(lǐng)域的實驗人員而言，往往要面對的難題是如何高效的完成類器官和干細胞的培養(yǎng)，以及種類眾多的小分子調(diào)節(jié)劑和細胞因子該如何選擇。AbMole為大家介紹一款在上述兩個領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的明星分子-A 83-01（AbMole，M5037），它是一種強效的TGF-β I 型受體抑制劑，常被用于誘導(dǎo)干細胞重編程、維持干細胞的自我更新、誘導(dǎo)類器官成型、維持類器官的穩(wěn)定性。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、靶點蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻專利引用。
一、A 83-01的作用機制
A 83-01（AbMole，M5037）能夠特異性地結(jié)合TGF-β I型受體（如ALK5、ALK4和ALK7），從而抑制這些受體的活性。TGF-β信號通路在細胞的增殖、分化、遷移和凋亡等多種生物學(xué)過程中起著關(guān)鍵作用。A 83-01通過阻斷TGF-β信號通路，能夠調(diào)節(jié)細胞的這些生物學(xué)行為，為干細胞和類器官的研究提供了有力的工具。
圖 1. TGF-β受體及其相關(guān)的信號通路示意圖[1]
二、A 83-01的研究應(yīng)用
1.A 83-01誘導(dǎo)干細胞的重編程
在干細胞研究中，A 83-01（AbMole，M5037）被廣泛用于促進細胞的重編程。研究表明，A 83-01能夠用于小鼠成纖維細胞的重編程。并且通過抑制TGF-β信號通路，A 83-01減少了細胞在重編程過程中因TGF-β信號激活而產(chǎn)生的分化壓力，從而促進了細胞向多能狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。
2.A 83-01維持干細胞多能性和自我更新能力
干細胞的多能性和自我更新能力是干細胞研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)。然而在培養(yǎng)過程中可能會面臨著干性丟失的問題。A 83-01（AbMole，M5037）通過有效阻斷TGF-β信號傳導(dǎo)，減少干細胞的分化趨勢，維持其多能性和自我更新能力。在干細胞培養(yǎng)過程中，添加合適濃度的 A 83-01，能夠延長干細胞在體外的培養(yǎng)時間，保持其未分化狀態(tài)，為后續(xù)實驗提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的細胞來源。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學(xué)用于動物體內(nèi)實驗，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
3.A 83-01促進類器官培養(yǎng)成型
A 83-01（AbMole，M5037）可以促進類器官的形成和維持其穩(wěn)定性。研究表明，A 83-01能夠用于肝臟類器官[2]、前列腺類器官[3]、胃及腸道類器官的長期培養(yǎng)[3]。在類器官的具體培養(yǎng)方案中，A 83-01（AbMole，M5037）常與Y-27632（AbMole，M1817）、CHIR99021（AbMole，M1692）、DAPT（AbMole，M1746）、Forskolin（AbMole，M2191）等組成“黃金搭檔”，調(diào)控類器官的細胞分化和功能。
三、范例詳解
1.Cancer Cell. 2024 Apr 8;42(4):535-551.e8.
北京大學(xué)和鄭州大學(xué)的科研人員在上述文章中，構(gòu)建了一個大規(guī)模的原發(fā)性肝癌（PLC）類器官生物庫，實驗人員利用該生物庫進行了基因組和轉(zhuǎn)錄組學(xué)的分析，以綜合剖析PLC的腫瘤間和腫瘤內(nèi)異質(zhì)性，并進行了藥物敏感性篩選。在實驗中，科研人員還發(fā)現(xiàn)了具有預(yù)測性的分子生物標(biāo)志物，并且證明c-Jun可通過JNK和β-catenin 信號傳導(dǎo)誘導(dǎo)PLC對lenvatinib的耐藥，c-Jun抑制劑和lenvatinib之間表現(xiàn)出良好的協(xié)同效應(yīng)。在上述大規(guī)模類器官培養(yǎng)中，實驗人員使用了來自AbMole的A 83-01（AbMole，M5037）。
圖 2. 基于原發(fā)性肝癌（PLC）構(gòu)建的類器官及其H&E、免疫熒光染色[4]
2.Chemical Engineering Journal 514 (2025) 162930.
北京大學(xué)和西安交通大學(xué)的科研人員開發(fā)了一種結(jié)合ZnO納米顆粒和工程細胞膜的核殼納米顆粒系統(tǒng)Z@CMDH，并將其用于抑制骨肉瘤（OS）。在細胞內(nèi)，該納米系統(tǒng)中的DPβCD外殼可消耗腫瘤細胞膜中的膽固醇進而增加細胞剛度，這種耗竭會破壞脂筏的穩(wěn)固性，降低了PD-L1在細胞膜上的穩(wěn)定性，減弱腫瘤細胞對毒性T細胞（CTL）的抵抗力，抑制PI3K-Akt信號傳導(dǎo)，并損害細胞對氧化應(yīng)激的抵抗力。另一方面，ZnO 納米顆�？烧T導(dǎo)氧化應(yīng)激，促進免疫原性細胞死亡（ICD）。而在細胞外，透明質(zhì)酸酶介導(dǎo)的細胞外基質(zhì)降解降低了腫瘤組織的剛度，以抵消CTL中Piezo1介導(dǎo)的細胞殺傷能力抑制。這種雙重調(diào)節(jié)可協(xié)同增強免疫反應(yīng)，促進腫瘤抑制和免疫細胞浸潤。在體外和體內(nèi)，Z@CMDH + αPDL1顯著抑制了腫瘤生長，減少轉(zhuǎn)移，并誘導(dǎo)ICD。轉(zhuǎn)錄組學(xué)和類固醇代謝分析揭示了腫瘤相關(guān)通路的改變，包括免疫原性途徑的上調(diào)和類固醇代謝的調(diào)節(jié)，再次證實了生物力學(xué)調(diào)節(jié)和免疫檢查點抑制的協(xié)同作用。在文章中，實驗人員還構(gòu)建了一種OS腫瘤類器官，并將其與淋巴細胞共培養(yǎng)，以驗證上述納米系統(tǒng)的效果和機制，在類器官培養(yǎng)過程中，科研使用了由AbMole提供的A 83-01（AbMole，M5037）和Y-27632（AbMole，M1817）[5]。
圖 3. Z@CMDH在腫瘤類器官和PBMC共培養(yǎng)中的效果評價[5]
參考文獻及鳴謝
[1] A. Vander Ark, J. Cao, X. Li, TGF-β receptors: In and beyond TGF-β signaling, Cellular signalling 52 (2018) 112-120.
[2] Y. Hu, X. Hu, J. Luo, et al., Liver organoid culture methods, Cell & bioscience 13(1) (2023) 197.
[3] Therese Seidlitz, Bon-Kyoung Koo, Daniel E. Stange, Gastric organoids—an in vitro model system for the study of gastric development and road to personalized medicine, Cell Death & Differentiation 28(1) (2021) 68-83.
[4] H. Yang, J. Cheng, H. Zhuang, et al., Pharmacogenomic profiling of intra-tumor heterogeneity using a large organoid biobank of liver cancer, Cancer cell 42(4) (2024) 535-551.e8.
[5] Linbang Wang, Ziyu Wang, Xuan Fu, et al., Intracellular and extracellular stiffness regulation in osteosarcoma: Overcoming mechano-immune checkpoints to enhance anti-osteosarcoma immunity, Chemical Engineering Journal 514 (2025) 162930.
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