TargetMol明星分子——Y-27632 & Y-27632 2HCl

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1. 分子简介

  Y-27632货号T1870，是一种 ROCK-I 和 ROCK-II 抑制剂，具有口服有效性、ATP 竞争性。Y-27632 还可以抑制分离诱导的小鼠前列腺干细胞或祖细胞凋亡，常用于干细胞研究和类器官培养。

图  Y-27632分子结构式

Y-27632 2HCl货号T1725，别名Y-27632 dihydrochloride、反式-4-[(R)-1-氨基乙基]-N-(4-吡啶基)环己烷甲酰胺二盐酸盐, 是Y-27632的二盐酸盐形式，与Y-27632具有同样的抑制效应。

图  Y-27632 2HCl分子结构式

2. 背景介绍

ROCK（Rho相关蛋白激酶，Rho-associated coiled-coil-containing protein kinase）是一类与Rho GTPase相关的蛋白激酶，主要作为Rho家族的下游效应器发挥作用。ROCK在细胞内发挥关键作用，调节多种生物学过程，包括：影响细胞与基质之间的黏附、参与细胞的分裂和增殖、调控细胞的迁移和运动、影响细胞的收缩和形态变化。在细胞信号通路中上游：ROCK受到Rho GTPase的调控，特别是RhoA。下游：ROCK参与磷酸化多种信号分子。

ROCK抑制剂在各种疾病中具有潜在的治疗应用，包括癌症、青光眼、哮喘、勃起功能障碍、胰岛素抵抗、神经元变性、骨质疏松症、肾衰竭、纤维化和移植物抗宿主病等[1，2，3]。

图 ROCK在癌症中的作用示意图

3. 生物学应用

Y-27632/ Y-27632 2HCl作为ROCK抑制剂，除去在癌症等疾病中的应用外，在类器官培养和干细胞研究中有助于维持细胞的生存和功能，具有重要的应用价值。

常见的应用有

1）干细胞低温保存：Y-27632可以避免干细胞在低温保存期间出现解离相关的细胞凋亡，并增加解冻后的细胞活性。

2）胰腺导管腺癌类器官培养：Y-27632作为培养基的补充剂。

3）小鼠胚胎干细胞：Y-27632抑制Ras同源基因家族（Rho）激酶。

4）人胚胎干细胞和诱导多能干细胞（iPSC）：Y-27632抑制Rho相关蛋白激酶（ROCK）。

4. 文献精选

4.1文章标题：ROCK inhibitor Y27632 promotes proliferation and diminishes apoptosis of marmoset induced pluripotent stem cells by suppressing expression and activity of caspase 3

研究概览：本文研究发现ROCK 抑制剂 Y27632 通过抑制caspase 3 的表达和活性，可以促进狨猴诱导的多能干细胞（iPSC）的增殖并减少细胞凋亡，而不影响其核型和多能性标志物的表达。此外，研究团队还测试了不同浓度Y27632 （5、10、20μM）对狨猴 iPSC 的影响，结果表明Y27632以剂量依赖性方式促进单细胞解离后增殖的细胞数。说明Y27632可有效改善灵长类动物iPSCs的培养系统[4]。

本文实验中使用10mM 的Y27632培养细胞以提高增殖效率。

图  Y27632显著提高狨猴iPSC的克隆效率

4.2文章标题：A hollow fiber system for simple generation of human brain organoids

研究概览：3D类器官代表了一类用于研究发育生物学和疾病的新型体外模型。本文研究团队提出了一种通过将纤维材料与发育生物学原理相结合，在中空纤维反应器系统中从hiPSCs简单形成大量人脑类器官的新策略。该模型采用多层同轴层流微流控系统构建了薄且可微调的海藻酸钙核壳纤维，一米长的中空纤维使hiPSCs的神经分化成为可能，并在3D基质中简单形成丰富的大脑类器官。生成的大脑类器官显示出人脑器官发生的基本特征，包括极化的神经上皮、细胞类型异质性和离散的大脑区域，类似于早期大脑发育。这种方法简单易操作，可以简化大量大脑类器官的形成，克服传统方法中繁琐的程序。且中空纤维的简单性和可扩展性特性与实时观察和监测以及用于下游生物分析的灵活组织操作兼容。这种技术将会推进干细胞衍生的类器官模型及其在生物医学应用中的应用[5]。

本文研究中使用含有10mM的Y27632培养基培养细胞。

图  中空纤维作为hiPSC大脑类器官发育的3D生物载体的示意图

参考文献

[1]  Feng, Y. et al. (2016) Rho kinase (ROCK) inhibitors and their therapeutic potential. J. Med. Chem. 59, 2269–2300

[2] Zanin-Zhorov, A. and Blazar, B.R. (2021) ROCK2, a critical regulator of immune modulation and fibrosis has emerged as a therapeutic target in chronic graft-versus-host disease. Clin. Immunol. 230, 108823.

[3] Barcelo J, Samain R, Sanz-Moreno V. Preclinical to clinical utility of ROCK inhibitors in cancer. Trends Cancer. 2023;9(3):250-263. doi:10.1016/j.trecan.2022.12.001

[4] Wu Y, Shu J, He C, et al. ROCK inhibitor Y27632 promotes proliferation and diminishes apoptosis of marmoset induced pluripotent stem cells by suppressing expression and activity of caspase 3. Theriogenology. 2016;85(2):302-314. doi:10.1016/j.theriogenology.2015.09.020

[5] Zhu Y, Wang L, Yin F, Yu Y, Wang Y, Liu H, Wang H, Sun N, Liu H, Qin J. A hollow fiber system for simple generation of human brain organoids. Integr Biol (Camb). 2017 Sep 18;9(9):774-781. doi: 10.1039/c7ib00080d. PMID: 28795726.

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