GsMTx4是一种从狼蛛毒液中分离出的多肽,同时也是选择性的Piezo和TRP通道家族的机械敏感通道(MSCs)的抑制剂。
Adv Healthc Mater. 2025 Jun 26.
Bone Res. 2024 Mar 29;12(1):20.
Front Immunol. 2023 May 16;14:1194662.
| 分子量 | 4101.89 |
| 分子式 | C185H279N49O45S6 |
| CAS号 | 1209500-46-8 |
| 溶解性(仅列举部分溶剂) | Water 10 mg/mL |
| 储存条件 |
粉末型式 -20°C 3年;4°C 2年 溶于溶剂 -80°C 6个月;-20°C 1个月 |
| 运输方式 | 冰袋运输,根据产品的不同,可能会有相应调整。 |
*不同实验中用到的溶剂可能不同,具体实验所需溶剂及溶解方法请参考相关文献描述。
GsMTx4是一种选择性抑制Piezo和TRP通道家族阳离子渗透性机械敏感通道(MSCs)的蜘蛛毒液肽。GsMTx4明显减弱膀胱过度活跃。GsMTx4 还可阻断阳离子选择性的拉伸激活通道 (SAC),减弱溶血磷脂酰胆碱 (LPC) 诱导的星形胶质细胞毒性和小胶质细胞反应性。GsMTx4 (5 μM) 阻断星形胶质细胞、心脏细胞、平滑肌细胞和骨骼肌细胞中的阳离子选择性拉伸激活通道。GsMTx4(2.5 μM,16 小时)显著降低乳腺上皮细胞(MCF10A)中瘦素诱导的 AMPK 和 MLC-2 磷酸化。GsMTx4(500 nM,48 小时)可减弱细胞毒性脂质和神经氨酸(器官型小脑切片)引起的脱髓鞘。
GsMTx-4(腹膜内注射,单剂量 270 μg/kg)可减轻炎症和坐骨神经损伤引起的机械性异常疼痛(在 Von Frey 试验中)。
大鼠坐骨神经损伤模型(仅供参考)
下述溶液配置方法仅为基于分子量计算出的理论值。不同产品在配置溶液前,需考虑其在不同溶剂中的溶解度限制。
| 浓度/溶剂体积/质量 | 1 mg | 5 mg | 10 mg |
|---|---|---|---|
| 1 mM | 0.2438 mL | 1.219 mL | 2.4379 mL |
| 5 mM | 0.0488 mL | 0.2438 mL | 0.4876 mL |
| 10 mM | 0.0244 mL | 0.1219 mL | 0.2438 mL |
*吸湿的DMSO对产品的溶解度有显著影响,请使用新开封的DMSO;
请根据产品在不同溶剂中的溶解度选择合适的溶剂配制储备液;一旦配成溶液,请分装保存,避免反复冻融造成的产品失效。
| 细胞系 | 4T1 cells |
| 方法 | To determine the impact of mechanical forces on the PIEZO1 channel in cells, the cells were either left untreated or subjected to one of the following treatments: i) P-BS-CM1 for 2 h, followed by P-CM2 for an additional 2 h; or ii) P-BS-CM1 and GsMTx4 (PIEZO1 channel inhibitor) for 2 h, followed by P-CM2 and GsMTx4 for an additional 2 h (at a concentration equivalent to 1 mg mL−1 BS, with CM1 and CM2 in a 1:1 molar ratio, and GsMTx4 at 2.5 µm). |
| 浓度 | 2.5 μM |
| 处理时间 | 4 h |
* 上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献。
建议您制定动物给药及实验方案时,尽量参考已发表的相关实验文献(溶剂种类及配比众多,简单地溶解目的化合物,并不能解决动物给药依从性、体内生物利用度、组织分布等相关问题,未必能保证目的化合物在动物体内充分发挥生物学效用)。
体内实验的工作液,建议您现用现配,当天使用;如在配制过程中出现沉淀、析出现象,可以通过超声和(或)加热的方式助溶。
切勿一次性将产品全部溶解。
请在下面的计算器中,输入您的动物实验相关数据并点击计算,即可得到该实验的总需药量和工作液终浓度。
例如您给药剂量是10 mg/kg,平均每只动物的体重为20 g,每只动物的给药体积是100 μL,动物数量为20只,则该动物实验的总需药量为4 mg,工作液终浓度为2 mg/mL。
1:鉴于实验过程的损耗,建议您至少多配1-2只动物的量;
2:为该产品最终给药时的浓度。
| 动物模型 | Female Sprague Dawley (SD) rats |
| 配制 | ddH2O |
| 剂量 | 5 μl/Rat (8 μM) |
| 给药处理 | Spinal injection at a rate of 1 μL/min |
* 上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献。
一、GsMTx4的作用机理
1. GsMTx4对机械敏感离子通道(MSC)的抑制
MSC在多种生理过程中发挥关键作用,如细胞对压力、拉伸等机械刺激的感知与响应。GsMTx4(AbMole,M10039)并不直接阻断MSC的离子通道孔道来抑制其功能,而是通过与MSC周围的结构域相互作用,改变通道对机械刺激的响应特性。研究表明,当细胞受到机械刺激时,细胞膜张力发生变化,正常情况下 MSC会相应地开启或关闭,从而介导离子的跨膜流动。而 GsMTx4 的存在干扰了这一过程,使得 MSC对机械刺激的敏感性降低,减少了因机械刺激引起的离子(如钙离子)内流,但通道本身的结构并未被直接破坏或堵塞[1, 2]。
2. GsMTx4对Piezo通道的抑制
Piezo是一种机械敏感型阳离子通道,能够感知和响应机械刺激,属于MSC家族的重要成员,它存在于动物的多个组织中。有研究表明GsMTx4(AbMole,M10039)通过其六个赖氨酸残基锚定在细胞膜表面,当膜张力增加时,多肽嵌入膜内更深,导致外层脂质局部松弛,减少机械力向通道门控结构域的有效传递。这种“张力缓冲”效应使Piezo通道的激活阈值升高,表现为机械敏感性降低[3, 4]。
图 1. Piezo1的经典抑制剂
3. GsMTx4对瞬时受体电位通道(TRP channels)的调控
TRP 通道也属于MSC家族的一种,并包含多个亚型,负责温度感知、机械刺激、味觉感知等生理过程。研究发现GsMTx4(AbMole,M10039)能够调节多种 TRP 亚型的活性,例如 TRPC1、TRPC6 等[5, 6]。目前认为GsMTx4 作用方式也是干扰通道与膜张力感应机制之间的耦联。
二、GsMTx4的研究应用
1. GsMTx4用于机械敏感通道研究
GsMTx4(AbMole,M10039)是研究机械敏感通道功能的经典工具分子。在心肌、骨骼肌、神经元及血管系统中,GsMTx4可抑制由压力或拉伸等机械刺激引起的钙离子流入,从而帮助揭示这些通道在感知外界力学刺激中的作用。
2. GsMTx4用于杜氏肌营养不良症(DMD)的研究
DMD的产生与机械敏感离子通道的失调高度相关,有研究表明GsMTx4(AbMole,M10039)可以为DMD小鼠模型提供保护[7]。此外,GsMTx4也被用于研究间充质干细胞(MSCs)在机械应力条件下的增殖、分化和迁移行为。并且,GsMTx4还可通过阻断PIEZO1通道,促进MSCs的肌源性分化并缓解肌纤维损伤,这有助于抑制DMD模型[8]。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. GsMTx4用于干细胞分化、心血管和神经保护研究
有研究表明GsMTx4(AbMole,M10039)能够作为心肌保护剂,减轻缺血再灌注期间的心肌梗死损伤,GsMTx4通过抑制机械敏感通道,减少钙离子内流,从而保护心肌细胞免受机械应激和缺血再灌注损伤。GsMTx4也常用于神经保护研究,例如有研究表明GsMTx4可联合运动,可调节脊髓损伤小鼠模型中的神经元自噬,进而发挥神经保护作用。并且,在小鼠模型中,GsMTx4能够减弱溶血磷脂酰胆碱(LPC,AbMole,M58120)诱导的星形胶质细胞毒性和小胶质细胞反应性,显示出神经保护潜力[5]。
4. GsMTx4用于免疫细胞的研究
GsMTx4(AbMole,M10039)可通过调节T细胞的分化,参与免疫反应[9]。GsMTx4还能通过抑制Piezo1通道,减少了钙离子内流,从而调节巨噬细胞的炎症反应[10]。
三、范例详解
Bone Res. 2024 Mar 29;12(1):20.
山东大学齐鲁医院的科研人员在上述文章中探究了Piezo1通道在机械应力诱导的铁过载和铁死亡(ferroptosis)中的作用,特别是在椎间盘退变(IVDD)中的功能。实验人员构建了Piezo1条件性敲除小鼠,以及使用GsMTx4作为Piezo1抑制剂,建立了细胞及动物模型,并使用多种细胞和分子生物学技术,包括Western blot、RT-PCR、免疫组化、透射电子显微镜(TEM)等,检测铁代谢相关指标和细胞损伤标志物。结果证实Piezo1通道在机械应力下介导铁过载,导致铁死亡,这一过程与转铁蛋白受体(TFRC)无关,而GsMTx4能够显著减轻机械应力诱导的铁过载和细胞损伤。在上述实验设计中,AbMole的GsMTx4(AbMole,M10039)作为重要的研究工具被使用。
图 2. Piezo1 channel exaggerates ferroptosis of nucleus pulposus cells by mediating mechanical stress-induced iron influx[11]
参考文献及鸣谢
[1] P. A. Gottlieb, T. M. Suchyna, L. W. Ostrow, et al., Mechanosensitive ion channels as drug targets, Current drug targets. CNS and neurological disorders 3(4) (2004) 287-95.
[2] C. L. Bowman, P. A. Gottlieb, T. M. Suchyna, et al., Mechanosensitive ion channels and the peptide inhibitor GsMTx-4: history, properties, mechanisms and pharmacology, Toxicon : official journal of the International Society on Toxinology 49(2) (2007) 249-70.
[3] Radhakrishnan Gnanasambandam, Chiranjib Ghatak, Anthony Yasmann, et al., GsMTx4: Mechanism of Inhibiting Mechanosensitive Ion Channels, Biophysical Journal 112(1) (2017) 31-45.
[4] Radhakrishnan Gnanasambandam, Chiranjib Ghatak, Anthony Yasmann, et al., GsMTx4 Mutagenesis Reveals Dynamic Membrane Binding Properties that Confer Inhibition of Piezo1, Biophysical Journal 110(3) (2016) 116a.
[5] T. M. Suchyna, Piezo channels and GsMTx4: Two milestones in our understanding of excitatory mechanosensitive channels and their role in pathology, Progress in biophysics and molecular biology 130(Pt B) (2017) 244-253.
[6] J. B. Lindström, N. T. Pierce, M. I. Latz, Role of TRP Channels in Dinoflagellate Mechanotransduction, The Biological bulletin 233(2) (2017) 151-167.
[7] C. W. Ward, F. Sachs, E. D. Bush, et al., GsMTx4-D provides protection to the D2.mdx mouse, Neuromuscular disorders : NMD 28(10) (2018) 868-877.
[8] W. Wang, M. Huang, X. Huang, et al., GsMTx4-blocked PIEZO1 channel promotes myogenic differentiation and alleviates myofiber damage in Duchenne muscular dystrophy, Skeletal muscle 15(1) (2025) 13.
[9] Bailong Xiao, Mechanisms of mechanotransduction and physiological roles of PIEZO channels, Nature Reviews Molecular Cell Biology 25(11) (2024) 886-903.
[10] L. Chen, Y. Yan, F. Kong, et al., Contribution of Oxidative Stress Induced by Sonodynamic Therapy to the Calcium Homeostasis Imbalance Enhances Macrophage Infiltration in Glioma Cells, Cancers 14(8) (2022).
[11] Z. Xiang, P. Zhang, C. Jia, et al., Piezo1 channel exaggerates ferroptosis of nucleus pulposus cells by mediating mechanical stress-induced iron influx, Bone research 12(1) (2024) 20.
以上参考文献由AI整理,仅供参考,AbMole 尚未独立确认这些文献的准确性。