AbMole科研帮手｜A 83-01：高效调控TGF-β通路，赋能干细胞与类器官培养
干细胞和类器官是当下备受瞩目的两个研究领域，但对于初次接触该领域的实验人员而言，往往要面对的难题是如何高效的完成类器官和干细胞的培养，以及种类众多的小分子调节剂和细胞因子该如何选择。AbMole为大家介绍一款在上述两个领域中应用广泛的明星分子--A 83-01（AbMole，M5037），它是一种强效的TGF-β I 型受体抑制剂，常被用于诱导干细胞重编程、维持干细胞的自我更新、诱导类器官成型、维持类器官的稳定性。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、A 83-01的作用机制
A 83-01（AbMole，M5037）能够特异性地结合TGF-β I型受体（如ALK5、ALK4和ALK7），从而抑制这些受体的活性。TGF-β信号通路在细胞的增殖、分化、迁移和凋亡等多种生物学过程中起着关键作用。A 83-01通过阻断TGF-β信号通路，能够调节细胞的这些生物学行为，为干细胞和类器官的研究提供了有力的工具。
图 1. TGF-β受体及其相关的信号通路示意图[1]
二、A 83-01的研究应用
1. A 83-01诱导干细胞的重编程
在干细胞研究中，A 83-01（AbMole，M5037）被广泛用于促进细胞的重编程。研究表明，A 83-01能够用于小鼠成纤维细胞的重编程。并且通过抑制TGF-β信号通路，A 83-01减少了细胞在重编程过程中因TGF-β信号激活而产生的分化压力，从而促进了细胞向多能状态的转变。
2. A 83-01维持干细胞多能性和自我更新能力
干细胞的多能性和自我更新能力是干细胞研究和应用的基础。然而在培养过程中可能会面临着干性丢失的问题。A 83-01（AbMole，M5037）通过有效阻断TGF-β信号传导，减少干细胞的分化趋势，维持其多能性和自我更新能力。在干细胞培养过程中，添加合适浓度的 A 83-01，能够延长干细胞在体外的培养时间，保持其未分化状态，为后续实验提供稳定、优质的细胞来源。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。
3. A 83-01促进类器官培养成型
A 83-01（AbMole，M5037）可以促进类器官的形成和维持其稳定性。研究表明，A 83-01能够用于肝脏类器官[2]、前列腺类器官[3]、胃及肠道类器官的长期培养[3]。在类器官的具体培养方案中，A 83-01（AbMole，M5037）常与Y-27632（AbMole，M1817）、CHIR99021（AbMole，M1692）、DAPT（AbMole，M1746）、Forskolin（AbMole，M2191）等组成“黄金搭档”，调控类器官的细胞分化和功能。
三、范例详解
Cancer Cell. 2024 Apr 8;42(4):535-551.e8.
北京大学和郑州大学的科研人员在上述文章中，构建了一个大规模的原发性肝癌（PLC）类器官生物库，实验人员利用该生物库进行了基因组和转录组学的分析，以综合剖析PLC的肿瘤间和肿瘤内异质性，并进行了药物敏感性筛选。在实验中，科研人员还发现了具有预测性的分子生物标志物，并且证明c-Jun可通过JNK和β-catenin 信号传导诱导PLC对lenvatinib的耐药，c-Jun抑制剂和lenvatinib之间表现出良好的协同效应。在上述大规模类器官培养中，实验人员使用了来自AbMole的A 83-01（AbMole，M5037）。
图 2. 基于原发性肝癌（PLC）构建的类器官及其H&E、免疫荧光染色[4]
Chemical Engineering Journal 514 (2025) 162930.
北京大学和西安交通大学的科研人员开发了一种结合ZnO纳米颗粒和工程细胞膜的核壳纳米颗粒系统Z@CMDH，并将其用于抑制骨肉瘤（OS）。在细胞内，该纳米系统中的DPβCD外壳可消耗肿瘤细胞膜中的胆固醇进而增加细胞刚度，这种耗竭会破坏脂筏的稳固性，降低了PD-L1在细胞膜上的稳定性，减弱肿瘤细胞对毒性T细胞（CTL）的抵抗力，抑制PI3K-Akt信号传导，并损害细胞对氧化应激的抵抗力。另一方面，ZnO 纳米颗粒可诱导氧化应激，促进免疫原性细胞死亡（ICD）。而在细胞外，透明质酸酶介导的细胞外基质降解降低了肿瘤组织的刚度，以抵消CTL中Piezo1介导的细胞杀伤能力抑制。这种双重调节可协同增强免疫反应，促进肿瘤抑制和免疫细胞浸润。在体外和体内，Z@CMDH + αPDL1显著抑制了肿瘤生长，减少转移，并诱导ICD。转录组学和类固醇代谢分析揭示了肿瘤相关通路的改变，包括免疫原性途径的上调和类固醇代谢的调节，再次证实了生物力学调节和免疫检查点抑制的协同作用。在文章中，实验人员还构建了一种OS肿瘤类器官，并将其与淋巴细胞共培养，以验证上述纳米系统的效果和机制，在类器官培养过程中，科研使用了由AbMole提供的A 83-01（AbMole，M5037）和Y-27632（AbMole，M1817）[5]。
图 3. Z@CMDH在肿瘤类器官和PBMC共培养中的效果评价[5]
参考文献及鸣谢
[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.
