【18期】TargetMol明星分子——T3031、T1726 & T2301

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A 83-01货号T3031，别名ALK5 Inhibitor IV，是一种 TGF-β I 型受体 ALK5、ALK4 和 ALK7 的抑制剂(IC50=12/45/7.5 nM)。A 83-01 可促进小鼠成纤维细胞重编程为诱导多能干细胞（iPSCs）。A 83-01也可用于类器官培养。

▲A 83-01分子结构式

SB-431542货号T1726，别名SB 431542、4-[4-(1,3-苯并二唑-5-基)-5-(2-吡啶基)-1H-咪唑-2-基]-苯酰胺水合物，是一种具有 选择性TGF-β I 型受体ALK5的抑制剂 (IC50=94 nM)，对 ALK4 和 ALK7 也有一定的抑制活性，对其他蛋白没有抑制作用。SB 431542 可以用于干细胞的诱导分化。

▲SB-431542分子结构式

SB 202190货号T2301，别名FHPI，是选择性的 p38 MAPK 抑制剂，可以抑制 p38α 和 p38β2 （IC50分别为 50 nM 和 100 nM）。此外它还可以挽救记忆障碍，具有抗癌活性，也可用于类器官培养。

▲SB 202190分子结构式

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小分子在类器官中的应用

类器官是体外培养的细胞组织，具有类似于真实器官的结构和功能。构建类器官的细胞主要来自诱导多能干细胞（iPSC）。这些细胞可以自组装形成类似于皮层、肝脏、心脏等器官的结构。重编程是将终末分化的体细胞重新编程为iPSC过程。重编程为iPSC构建类器官提供了一种有前途的方法，可以用于疾病建模、药物筛选和再生医学等领域。

重编程中的小分子有很多，并将其分为四种类型：代谢调节剂、表观遗传修饰物、信号调节剂和衰老抑制剂[1]。本期明星分子介绍三款在重编程中常用到的小分子信号调节剂。

1）A 83-01和SB-431542 可以抑制TGF-β I型受体ALK5/4/7激酶活性，TGF-β在干细胞培养中扮演着重要的角色。干细胞具有活跃的旁分泌功能，能通过外泌体分泌大量的转化生长因子。TGF-β可以促进干细胞的增殖，有助于维持其数量。A 83-01和SB-431542作为TGF-β的抑制剂，常被用于抑制iPSCs的分化，维持体外细胞的自我更新。A 83-01一般用于胃肠道、肝脏、前列腺以及乳腺类器官的培养，SB-431542一般用于肺和内耳类器官的培养。

2）SB 202190 是一种高效的p38 MAPK激酶抑制剂，可诱导人胚胎干细胞向心肌细胞分化，促进神经干细胞的自我更新，可用于胃肠道、乳腺、前列腺类器官的培养。

▲小分子在重编程中的应用

产品编号：T3031

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产品编号：T1726

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产品编号：T2301

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文献精选

文章标题：Long-term maintenance of human endometrial epithelial stem cells and their therapeutic effects on intrauterine adhesion

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研究概览：本文研究团队开发了一种子宫内膜组织类器官培养过程中SSEA-1细胞的体外培养和扩增的小分子培养条件。SSEA-1细胞在体外表现出干细胞/祖细胞活性，包括克隆性和分化为子宫内膜上皮细胞样细胞的能力，经过小分子培养后，将SSEA-1 细胞嵌入细胞外基质可以迅速自组织成类器官结构，该模型具有人子宫内膜上皮的长期扩增能力和组织学表型，是研究宫腔黏连的有效模型[2]。

文中使用终浓度10μM Y27632（T1870）、3μM CHIR99021（T2310）和1μM A8301 添加到扩增培养基（TEM）中诱导分化细胞。且从TEM中撤出小分子Y27632和CHIR99021后，细胞增殖能力相应降低，这表明每个分子对SSEA-1细胞的生长都有至关重要的影响。

  

▲体外生成人SSEA-1细胞

文章标题：Expansion and differentiation of human hepatocyte-derived liver progenitor-like cells and their use for the study of hepatotropic pathogens

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研究概览：文章研究团队在前期研究中确定了一种细胞过渡和扩增培养基（TEM），该培养基允许在体外将小鼠肝细胞转化为肝祖细胞样细胞（LPC）。本次研究是以此为基础，研究将人类肝细胞转化为祖细胞。方法为：先从正常肝组织中分离出人原代肝细胞，在TEM 中培养，10天后，TEM诱导的增殖细胞表现出具有高细胞核/细胞质比的祖细胞的典型特征，且在TEM培养条件下，多种肝脏标志物的基因和蛋白质表达水平下降，而LPC标志物逐渐升高，表明肝细胞向LPC转化成功[3]。

文中使用终浓度10 μM 的 DAPT （T6202）和 SB431542 添加到扩增培养基中诱导分化细胞。

  

▲在体外生成人肝细胞来源的肝祖细胞样细胞

文章标题：SB202190 Predicts BRAF-Activating Mutations in Primary Colorectal Cancer Organoids via Erk1-2 Modulation

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研究概览：p38抑制剂SB202190是用于正常结直肠粘膜培养的培养基的必要成分。前期研究结果表明SB202190的主要活性可能是 EGFR 信号稳定，导致 Erk1-2 磷酸化增加，从而维持类器官增殖。然而，本文研究团队发现一些结直肠癌（CRC）衍生的类器官培养物的生长通过一种未知机制被该分子抑制，为了研究具体机制，团队使用来源于患者的原代人 CRC 类器官（该模型代表了治疗CRC方法的优异模型，是体外研究的基本工具，也是体内测试的有用替代品）进行了SB202190的活性生化研究，发现应用SB202190比特异性BRAF抑制剂甲磺酸达拉非尼（货号T8474  ，第一代BRAF抑制剂，在BRAF野生型细胞中引起p-Erk1-2激活）和PLX8394（货号T3579，可以选择性地结合并抑制野生型和突变形式的 BRAF 的活性）具有更好的BRAF抑制效果[4]。

此外，还测试了目前特异性p38抑制剂BIRB796（货号T6277，是p38 MAPK 抑制剂，也抑制BRAF），以评估p38在Erk1-2调节中的选择性参与。

文中使用终浓度10 μM 的SB202190、1μM的甲磺酸达拉非尼和1μM 的 PLX8394 调节BRAF突变的类器官生长。

▲SB202190、达拉非尼、和PLX8394调节BRAF突变的类器官生长情况

参考文献：

[1] Zeng J, Li Y, Ma Z, Hu M. Advances in Small Molecules in Cellular Reprogramming: Effects, Structures, and Mechanisms. Curr Stem Cell Res Ther. 2021;16(2):115-132. doi:10.2174/1574888X15666200621172042

[2] He W, Zhu X, Xin A, Zhang H, Sun Y, Xu H, Li H, Yang T, Zhou D, Yan H, Sun X. Long-term maintenance of human endometrial epithelial stem cells and their therapeutic effects on intrauterine adhesion. Cell Biosci. 2022 Oct 18;12(1):175. doi: 10.1186/s13578-022-00905-4. PMID: 36258228; PMCID: PMC9580151.

[3] Fu GB, Huang WJ, Zeng M, Zhou X, Wu HP, Liu CC, Wu H, Weng J, Zhang HD, Cai YC, Ashton C, Ding M, Tang D, Zhang BH, Gao Y, Yu WF, Zhai B, He ZY, Wang HY, Yan HX. Expansion and differentiation of human hepatocyte-derived liver progenitor-like cells and their use for the study of hepatotropic pathogens. Cell Res. 2019 Jan;29(1):8-22. doi: 10.1038/s41422-018-0103-x. Epub 2018 Oct 25. PMID: 30361550; PMCID: PMC6318298.

[4] Costa D, Venè R, Coco S, et al. SB202190 Predicts BRAF-Activating Mutations in Primary Colorectal Cancer Organoids via Erk1-2 Modulation. Cells. 2023;12(4):664. Published 2023 Feb 20. doi:10.3390/cells12040664