SB431542抑制剂的作用机制及在干细胞、纤维化与肿瘤研究中的应用
2025-05-21 来源:本站 点击次数:54在细胞生物学和分子生物学的研究领域，TGF-β（转化生长因子-β）信号通路一直是众多科学家研究的对象。它参与了细胞增殖、分化、凋亡、免疫调节以及组织修复等诸多生理过程。而SB431542（AbMole，M1794）作为一种高选择性的TGF-β信号通路抑制剂，已成为众多科研工作者探索该通路奥秘的重要工具。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、靶点蛋白、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。
一、SB431542 的作用机制：靶向抑制TGF-β信号通路
SB431542（AbMole，M1794）是一种选择性抑制 TGF-β 超家族1型受体活化素受体样激酶（ALK）抑制剂，它能够特异性地抑制 ALK4、ALK5 和 ALK7。TGF-β 信号通路在细胞的生长、分化、迁移和凋亡等诸多关键过程中发挥着重要的作用。当 TGF-β 与其受体结合后，会激活下游的信号转导，而 SB431542 通过与 ATP 结合位点竞争，阻断了 ALK4、ALK5 和 ALK7 的活性，从而有效地阻止 TGF-β 激活下游 Smad 蛋白，进而干扰 TGF-β 信号通路的正常传导，调节细胞的行为。这种精准的靶向作用，为科研人员研究 TGF-β 信号通路相关的生理病理过程提供了有力的工具。
二、SB431542 在科研中的应用
（一）干细胞研究领域
诱导多能干细胞（iPSC）的生成：在干细胞研究中，将体细胞诱导为多能干细胞是基础但又极为重要的环节。SB431542（AbMole，M1794）在上述程中发挥着重要作用。例如，SB431542（AbMole，M1794）、CHIR99021（AbMole，M1692）、RepSox（AbMole，M1859）和Y27632（AbMole，M1817）的组合方案可以诱导星形胶质细胞重编程为早期神经外胚层细胞[1]。
促进神经祖细胞分化：SB431542（AbMole，M1794）也可以用于细胞定向分化的诱导。SB431542和Noggin两种Smad抑制剂联用时可以在细胞贴壁的情况下，诱导80%的诱导多能干细胞向神经细胞的分化，为深入了解神经发育过程以及开发针对神经系统疾病（如帕金森、阿尔茨海默病症）的策略提供了实验基础[2]。
（二）纤维化研究领域
纤维化疾病的研究是生命科学的热点之一，TGF-β信号通路在组织纤维化过程中起着关键的调控作用。它能够促进细胞外基质的合成和沉积，导致组织纤维化。SB431542（AbMole，M1794）通过抑制TGF-β信号通路，可以减少细胞外基质的过度沉积，从而减轻组织纤维化。例如，在肝纤维化、肺纤维化和肾纤维化等疾病模型研究中[3, 4]，SB431542可以抑制TGF-β诱导的成纤维细胞活化和胶原蛋白合成，从而减轻组织纤维化的程度。这些研究表明，SB431542在纤维化疾病研究中具有重要的应用价值。
（三）肿瘤研究领域
TGF-β 信号通路在癌症的发生发展过程中具有复杂的作用，在肿瘤早期它可能作为肿瘤抑制因子，但在后期则可能促进肿瘤细胞的侵袭、转移和免疫逃逸。SB431542（AbMole，M1794）作为TGF-β信号通路的抑制剂，被众多高分文献用于肿瘤的研究[5, 6]。它能够调节细胞凋亡和生长等过程，影响肿瘤细胞的生物学行为，抑制TGF-β诱导的上皮-间充质转化（EMT）、减少血管生成。已有研究表明SB431542可抑制乳腺癌、肝癌、肺癌、神经胶质瘤在内的多种恶性肿瘤。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。
三、范例详解
FEBS Open Bio. 2024 Jun;14(6):983-1000
在上述研究中，科研人员开发了一种方法，即使用由AbMole提供的SB431542（AbMole，M1794）、CHIR99021（AbMole，M1692）、Valproic acid（AbMole，M1876）、Dorsomorphin（AbMole，M2238）、Forskolin（AbMole，M2191）将大鼠心脏成纤维细胞重编程为心肌细胞样细胞。实验人员发现在小分子化合物诱导分化过程中，与心脏形态发生、心肌分化和肌纤维收缩相关的基因上调。相反，成纤维细胞相关基因的表达下调。这些发现表明，化学诱导的方法将大鼠心脏成纤维细胞转化为心肌细胞样细胞是可行的。
图. Conversion of cardiac fibroblasts (CFs) into cardiomyocytes by compound combination CFDSV[7]
参考文献及鸣谢
[1] XU J, FANG S, DENG S, et al. Generation of neural organoids for spinal-cord regeneration via the direct reprogramming of human astrocytes [J]. Nature biomedical engineering, 2023, 7(3): 253-69.
[2] CHAMBERS S M, FASANO C A, PAPAPETROU E P, et al. Highly efficient neural conversion of human ES and iPS cells by dual inhibition of SMAD signaling [J]. Nature biotechnology, 2009, 27(3): 275-80.
[3] JUAN Y H, YU Y L, TSAI Y P, et al. Alpha-mangostin alleviate renal interstitial fibrosis via suppression of TGF-β1/Smad/ERK signaling axis in vitro and in vivo [J]. Biochemical pharmacology, 2023, 218: 115935.
[4] ZHOU Q W, GAO F Y, TIAN D, et al. [Inhibition of the TGF-β/Smad3 signaling pathway by SB431542: A study of the intervention effect of SB431542 on silicotic fibrosis in rats] [J]. Zhonghua lao dong wei sheng zhi ye bing za zhi = Zhonghua laodong weisheng zhiyebing zazhi = Chinese journal of industrial hygiene and occupational diseases, 2019, 37(11): 801-5.
[5] TEIXEIRA A F, WANG Y, IARIA J, et al. Simultaneously targeting extracellular vesicle trafficking and TGF-β receptor kinase activity blocks signaling hyperactivation and metastasis [J]. Signal transduction and targeted therapy, 2023, 8(1): 456.
[6] KONG M, PENG Y, MIAO Y, et al. PDGFR-targeted nanovesicles for restraining breast cancer hepatic metastasis via hepatic stellate cell regression and NK cell activation [J]. Materials Today, 2024, 79: 1-15.
[7] CHANG D, SUN C, TIAN X, et al. Regulation of cardiac fibroblasts reprogramming into cardiomyocyte-like cells with a cocktail of small molecule compounds [J]. FEBS open bio, 2024, 14(6): 983-1000.
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