740 Y-P作為PI3K通路激動(dòng)劑在細(xì)胞增殖凋亡自噬及動(dòng)物模型中的應(yīng)用

740 Y-P是一種具有細(xì)胞滲透性的多肽類(lèi)激動(dòng)劑，通過(guò)特異性激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K） 信號(hào)通路，在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)研究中發(fā)揮重要作用。大量研究表明，740 Y-P（AbMole，M9389）在多種細(xì)胞模型中可有效促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制凋亡過(guò)程并調(diào)節(jié)代謝活動(dòng)，同時(shí)在阿爾茨海默等神經(jīng)退行性病變研究模型中調(diào)控氧化應(yīng)激。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細(xì)胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、靶點(diǎn)蛋白、化合物庫(kù)、抗生素等科研試劑，全球大量文獻(xiàn)專利引用。

一、740 Y-P（740YPDGFR）的作用機(jī)制
740 Y-P（AbMole，M9389）是一種人工設(shè)計(jì)的多肽化合物，含有25個(gè)氨基酸，在第21位的酪氨酸殘基被磷酸化修飾，形成關(guān)鍵的p-Tyr結(jié)構(gòu)單元，這一修飾對(duì)其生物活性至關(guān)重要，使其能夠有效模擬天然磷酸化蛋白質(zhì)，進(jìn)而與帶有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白相互作用。740 Y-P的其余結(jié)構(gòu)也是經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的，其N(xiāo)端的16個(gè)氨基酸衍生自Antennapedia蛋白的第三螺旋結(jié)構(gòu)，這一區(qū)域賦予了它出色的細(xì)胞膜穿透能力；C端9個(gè)氨基酸則來(lái)源于血小板衍生生長(zhǎng)因子受體（PDGFR）上的高親和力p85結(jié)合位點(diǎn)，該位點(diǎn)負(fù)責(zé)特異性識(shí)別并激活PI3K的調(diào)節(jié)亞基--p85。這種巧妙的嵌合設(shè)計(jì)使740YP兼具細(xì)胞滲透性和靶向特異性，成為研究細(xì)胞內(nèi)PI3K信號(hào)通路的理想分子工具^[1]。
當(dāng)740 Y-P（AbMole，M9389）進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部后，C端氨基酸可模擬PDGFR受體的磷酸化酪氨酸基序，與PI3K的p85調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，同時(shí)磷酸化的Tyr21則與p85中的SH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合，這種結(jié)合將解除p85對(duì)PI3K的抑制。進(jìn)而引發(fā)下游Akt的募集和激活。激活的Akt通過(guò)磷酸化多種底物蛋白，最終協(xié)調(diào)促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制凋亡、增強(qiáng)代謝活動(dòng)等一系列生物學(xué)效應(yīng)^[1]。

二、740 Y-P（740YPDGFR）的研究應(yīng)用
1. 740 Y-P（740YPDGFR）用于細(xì)胞增殖與周期調(diào)控研究
740 Y-P（AbMole，M9389）在多種細(xì)胞模型中展現(xiàn)出顯著的促有絲分裂活性。在一項(xiàng)研究中，研究者對(duì)C2成肌細(xì)胞進(jìn)行了血清饑餓處理，隨后給予不同濃度（0-100 μg/mL）的740 Y-P處理48小時(shí)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該激動(dòng)劑在最低測(cè)試濃度（1 μg/mL）下即可刺激細(xì)胞增殖，而在50 μg/mL濃度時(shí)達(dá)到最大效應(yīng)，使S期細(xì)胞比例提高至48.3%。值得注意的是，這種促增殖效應(yīng)在無(wú)血清條件下（0.5% FBS）仍然存在，表明其作用不依賴于血清中的生長(zhǎng)因子^[1]。并且740 Y-P的促有絲分裂活性表現(xiàn)出了高度特異性：這種效應(yīng)可被PI3K特異性抑制劑LY294002和Wortmannin (SL-2052)阻斷，證實(shí)其作用機(jī)制依賴于PI3K通路的激活^[1]。

2. 740 Y-P（740YPDGFR）用于細(xì)胞凋亡調(diào)控研究
在INS-1大鼠胰腺β細(xì)胞模型中，740 Y-P 對(duì)細(xì)胞凋亡過(guò)程表現(xiàn)出顯著調(diào)控作用。Western blot分析顯示，經(jīng)740 Y-P處理的細(xì)胞中，磷酸化Akt（p-Akt）蛋白表達(dá)水平顯著升高，同時(shí)促凋亡蛋白Caspase-3的表達(dá)則明顯降低（P<0.05）^[3]。這一發(fā)現(xiàn)表明，740 Y-P通過(guò)激活PI3K-Akt信號(hào)通路，能夠有效抑制細(xì)胞凋亡過(guò)程，促進(jìn)細(xì)胞存活。同時(shí)這一機(jī)制對(duì)于理解代謝調(diào)節(jié)過(guò)程中β細(xì)胞的功能維持具有重要啟示意義。在代謝應(yīng)激條件下，PI3K-Akt信號(hào)通路的活性下降可能導(dǎo)致β細(xì)胞凋亡增加，而740YP通過(guò)特異性激活這一通路，可有效拮抗這一過(guò)程。

3. 740 Y-P（PDGFR 740Y-P）用于細(xì)胞自噬與應(yīng)激反應(yīng)調(diào)節(jié)
在PC12神經(jīng)細(xì)胞模型中，740 Y-P 展現(xiàn)出對(duì)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的自噬過(guò)程的調(diào)節(jié)能力。研究表明，當(dāng)PC12細(xì)胞暴露于氧化石墨烯（GO）誘導(dǎo)的應(yīng)激環(huán)境時(shí)，740 Y-P（30 μM，處理24小時(shí)）能夠顯著抑制GO引起的LC3-II/LC3-I比值變化。LC3蛋白的脂化形式LC3-II是自噬體形成的關(guān)鍵標(biāo)志物，其水平變化反映了自噬流的活躍程度。這一發(fā)現(xiàn)表明，740 Y-P通過(guò)激活PI3K-Akt通路，可調(diào)節(jié)自噬網(wǎng)絡(luò)^[4]。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國(guó)家心血管研究中心和美國(guó)哥倫比亞大學(xué)用于動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。

4. 740 Y-P在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中的研究應(yīng)用
在動(dòng)物模型研究中，740 Y-P 展現(xiàn)出良好的體內(nèi)生物活性和組織穿透能力。740 Y-P不僅能在體外培養(yǎng)細(xì)胞中內(nèi)化，還能在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物內(nèi)與p85亞基發(fā)生特異性相互作用。這一特性為其在整體動(dòng)物水平研究PI3K-Akt信號(hào)通路功能奠定了基礎(chǔ)。在阿爾茨海默病（AD）大鼠模型中，740 Y-P顯示出顯著的神經(jīng)保護(hù)潛力。研究采用Aβ(25-32)肽段誘導(dǎo)AD樣病理變化，并通過(guò)腹膜內(nèi)注射給予740 Y-P（10 mg/kg劑量，持續(xù)6周）。結(jié)果顯示，740 Y-P能夠顯著降低海馬組織中的活性氧（ROS）水平，同時(shí)增強(qiáng)PI3K和Akt的磷酸化程度。這一研究結(jié)果表明，740 Y-P可能通過(guò)激活PI3K-Akt信號(hào)通路，增強(qiáng)神經(jīng)細(xì)胞的抗氧化防御能力，從而減輕氧化應(yīng)激對(duì)神經(jīng)組織的損傷^[5]。在神經(jīng)病理性疼痛的動(dòng)物模型研究中，740 Y-P作為PI3K的特異性激活劑，可通過(guò)鞘內(nèi)注射的方式給藥。研究發(fā)現(xiàn)，740 Y-P在CCI（坐骨神經(jīng)慢性壓迫損傷）模型小鼠中表現(xiàn)出鎮(zhèn)痛效果，能夠減輕小鼠的觸覺(jué)和熱覺(jué)過(guò)敏，該機(jī)制同樣涉及740 Y-P對(duì)PI3K信號(hào)通路的調(diào)節(jié)^[6]。

三、范例詳解
Cell Biol Toxicol. 2022 Apr;38(2):291-310.
中山大學(xué)、四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)院的科研團(tuán)隊(duì)在上述論文中研究了BaP的終代謝產(chǎn)物BPDE誘導(dǎo)滋養(yǎng)層細(xì)胞功能異常的機(jī)制。主要發(fā)現(xiàn)如下：一種新型長(zhǎng)鏈非編碼 RNA--lnc-HZ08，被鑒定為在BPDE處理的滋養(yǎng)層組織細(xì)胞中高表達(dá)。其分子機(jī)制是：lnc-HZ08 作為 RNA 支架，與 PI3K 及其泛素連接酶 CBL 結(jié)合，增強(qiáng)二者相互作用，促進(jìn) PI3K 泛素化降解。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)lnc-HZ08 通過(guò)下調(diào) PI3K/p-AKT/p-P21/CDK2 通路，抑制滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖和遷移。在實(shí)驗(yàn)中，AbMole的740 Y-P（AbMole，M9389）被用于驗(yàn)證lnc-HZ08對(duì)該通路的調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)740 Y-P處理可激活PI3K/p-AKT/p-P21/CDK2通路，促進(jìn)滋養(yǎng)層細(xì)胞的增殖；但這種激活效應(yīng)可被lnc-HZ08過(guò)表達(dá)減弱，證實(shí)lnc-HZ08通過(guò)抑制該通路發(fā)揮作用^[7]。
AbMole是ChemBridge中國(guó)區(qū)官方指定合作伙伴。

參考文獻(xiàn)及鳴謝
[1] D. Derossi, E. J. Williams, P. J. Green, et al., Stimulation of mitogenesis by a cell-permeable PI 3-kinase binding peptide, Biochemical and biophysical research communications 251(1) (1998) 148-52.
[2] C. W. Kim, J. M. Lee, S. W. Park, Divergent roles of the regulatory subunits of class IA PI3K, Frontiers in endocrinology 14 (2023) 1152579.
[3] 趙思婷, 王洋洋, 陳玉甜, et al., PI3K-Akt激動(dòng)劑740 Y-P對(duì)INS-1細(xì)胞的作用及機(jī)制研究, 25(17) (2019) 3.
[4] 馮曉黎, 氧化石墨烯損害自噬流和溶酶體功能誘導(dǎo)PC12細(xì)胞系發(fā)生p62蛋白依賴性凋亡的機(jī)制研究, 南方醫(yī)科大學(xué).
[5] José A. Barela, Newton Tesima, Vitor Da Silva Amaral, et al., Visually guided eye movements reduce postural sway in dyslexic children, 725 (2020) 134890.
[6] Katarzyna Ciapała, Ewelina Rojewska, Katarzyna Pawlik, et al., Analgesic Effects of Fisetin, Peimine, Astaxanthin, Artemisinin, Bardoxolone Methyl and 740 Y-P and Their Influence on Opioid Analgesia in a Mouse Model of Neuropathic Pain, 24(10) (2023) 9000.
[7] J. Xie, T. Liang, J. Zhao, et al., Lnc-HZ08 regulates BPDE-induced trophoblast cell dysfunctions by promoting PI3K ubiquitin degradation and is associated with miscarriage, Cell biology and toxicology 38(2) (2022) 291-310.