PMA佛波酯佛波酯的作用機制及在誘導細胞分化、構建炎癥模型上的應用_abio生物試劑品牌網
Phorbol 12-myristate 13-acetate
（PMA，佛波酯，AbMole，M4647）是一種從植物中提取的二酯類化合物，PMA的化學結構使其能夠模擬細胞內重要的信號分子二酰基甘油（DAG），進而激活蛋白激酶C（PKC）。
AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細胞因子、人源單抗、天然產物、熒光染料、多肽、靶點蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻專利引用。
一、 作用機制
蛋白激酶 C（Protein Kinase C, PKC）是一類依賴鈣和磷脂的絲氨酸 / 蘇氨酸蛋白激酶家族，PKC 家族成員（如 PKCα、PKCβ、PKCγ 等經典型 PKC，以及 PKCδ、PKCε 等新型 PKC）的結構具有高度保守性（圖1），均包含調節結構域和催化結構域。調節結構域含有 DAG 結合位點（C1 結構域）和鈣結合位點（C2 結構域），其催化結構域負責底物磷酸化 [1]。二酰甘油（Diacylglycerol, DAG）是其重要的內源性激活信號分子。DAG可作為第二信使，與 PKC 調節結構域的 C1 結構域結合，誘導 PKC 構象改變，使其從胞質轉位至細胞膜（或其他膜結構），同時解除自身抑制性結構域對催化活性的抑制，暴露催化位點，從而激活 PKC。 PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 可以模擬 DAG 的作用，從而激活 PKC，實現對細胞多種生理功能的調節，如細胞分化、增殖和凋亡等。
圖 1. PKC家族的分類和結構示意圖
[1]
二、 研究應用
1. PMA調節炎癥反應 和細胞因子合 成，激活T細胞
PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 可以通過激活上游的信號分子（如 PKC），進而激活NF-κB信號通路，并調節多個基因的表達，這些表達產物包括各類細胞因子、趨化因子等，它們參與調控細胞的炎癥反應和免疫應答等過程。在單核細胞向巨噬細胞分化過程中，PMA 可激活 NF-κB 信號通路，促進與巨噬細胞功能相關的基因表達，如 CD11b、CD14 等，使細胞獲得巨噬細胞的表型和功能。PKC通路還可以通過影響AP-1、NFAT等通路以激活T淋巴細胞，使其進入活化狀態（圖2） [2]，因此PMA也是一種高效的T細胞激活劑。
圖 2. 抗原呈遞細胞通過激活PKC活化T細胞
[2]
在一些免疫細胞如T細胞的體外研究中，PMA常與 Ionomycin（離子霉素，AbMole，M3621 ）一起使用，誘導細胞合成細胞因子。如果進一步結合 莫能菌素 （Monensin，AbMole，M6991 ）和 Brefeldin A（布雷非德菌素A，AbMole，M2294 ）等，抑制細胞因子的胞外轉運，或者限制新合成的蛋白向高爾基體的轉運，則可將細胞因子保留在胞內，最后運用流式細胞術等方法即可檢測細胞因子的類型，通過這種方法可評估免疫細胞的功能狀態，確定免疫細胞的分化類型。
2. PMA誘導細胞分化
在細胞分化研究領域， PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 除了被廣泛用于誘導單核細胞向巨噬細胞分化以外，在一些神經細胞系的研究中，PMA還可與 GDNF（AbMole，M10344 ）、 BDNF（AbMole，M11193 ）等細胞因子聯合使用，誘導神經細胞的分化，使其表現出神經元的形態和功能特征，如長出軸突和樹突，表達神經元特異性的標志物等 [3]。
3. PMA用于構建炎癥相關動物模型
在動物研究中， PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 常被用于構建炎癥相關模型。在小鼠模型中，局部涂抹或注射 PMA 能夠誘導皮膚炎癥反應。PMA 刺激可導致小鼠皮膚出現紅斑、水腫等炎癥癥狀，組織學檢查可見炎癥細胞浸潤、表皮增厚等病理改變。這一模型模擬了皮膚炎癥疾病的部分病理過程，如銀屑病等。在其他組織器官的炎癥模型構建中，PMA 也有應用，例如急性胰腺炎（AP）、慢性胰腺炎（CP）、神經炎癥等模型。
三、 范例詳解 1. Engineering 41 (2024) 189-203. 科研人員在上述文章中探究了丙酮酸激酶M2（PKM2）在非酒精性脂肪性肝炎 （NASH）相關纖維化中的作用。生物信息學篩選和分析表明，PKM2 在纖維化NASH的細胞中表達上調，尤其是在巨噬細胞中。巨噬細胞特異性PKM2敲除在三種不同 NASH 模型中均顯著改善肝臟炎癥和纖維化程度。從機制上講，PKM2 依賴性糖酵解促進了促炎巨噬細胞中NLRP3的激活，從而誘導肝星狀細胞激活和纖維化。科研人員在實驗中通過使用AbMole的 PMA（佛波酯，AbMole，M4647） （20 ng/mL）誘導THP-1（髓系白血病單核細胞）分化為巨噬細胞，以展開上述研究 [4]。 2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
圖 3. PKM2-dependent glycolysis promotes PKR phosphorylation and NLRP3 activation in macrophages
[4]
2. J Immunother Cancer. 2023 Oct;11(10):e007230.
科研人員在上述文章中探究了膀胱癌（BLCA）中LRFN2（leucine-rich repeat and fibronectin type-III domAIn-containing protein 2）在腫瘤微環境（TME）中的作用，以及它如何影響免疫系統對腫瘤的清除。研究發現，LRFN2在膀胱癌中通過抑制CD8 + T細胞的浸潤和功能轉變，導致BLCA對免疫檢查點抑制劑產生抗性。具體來說，LRFN2通過減少促炎細胞因子和趨化因子的分泌，抑制CD8 + T細胞的招募和功能轉變，從而形成非炎癥性腫瘤微環境，導致免疫耐受。在文中，AbMole的 PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 、Ionomycin（離子霉素，AbMole，M3621）、Monensin（GolgiStop，AbMole，M6991）等被用于誘導腫瘤浸潤性T淋巴細胞（TILs）分泌細胞因子，以檢測LRFN2 缺陷對CD8 + T細胞的浸潤和分化的影響 [5]。
圖 4. LRFN2 deficiency promote the infiltration and differentiation of CD8+ T cells in vivo
[5]
AbMole是ChemBridge中國區官方指定合作伙伴。
參考文獻及鳴謝
[1] N. Isakov, Protein kinase C (PKC) isoforms in cancer, tumor promotion and tumor suppression, Semin Cancer Biol 48 (2018) 36-52.
[2] V. Brezar, W. J. Tu, N. Seddiki, PKC-Theta in Regulatory and Effector T-cell Functions, Frontiers in immunology 6 (2015) 530.
[3] C. M. Castillo Bautista, J. Sterneckert, Progress and challenges in directing the differentiation of human iPSCs into sPInal motor neurons, Frontiers in cell and developmental biology 10 (2022) 1089970.
[4] Hengdong Qu, Di Zhang, Junli Liu, et al., Therapeutic Targeting of PKM2 Ameliorates NASH Fibrosis Progression in a Macrophage-Specific and Liver-Specific Manner, Engineering 41 (2024) 189-203.
[5] A. Yu, J. Hu, L. Fu, et al., Bladder cancer intrinsic LRFN2 drives anticancer immunotherapy resistance by attenuating CD8(+) T cell infiltration and functional transition, Journal for immunotherapy of cancer 11(10) (2023).
一、 作用機制
蛋白激酶 C（Protein Kinase C, PKC）是一類依賴鈣和磷脂的絲氨酸 / 蘇氨酸蛋白激酶家族，PKC 家族成員（如 PKCα、PKCβ、PKCγ 等經典型 PKC，以及 PKCδ、PKCε 等新型 PKC）的結構具有高度保守性（圖1），均包含調節結構域和催化結構域。調節結構域含有 DAG 結合位點（C1 結構域）和鈣結合位點（C2 結構域），其催化結構域負責底物磷酸化 [1]。二酰甘油（Diacylglycerol, DAG）是其重要的內源性激活信號分子。DAG可作為第二信使，與 PKC 調節結構域的 C1 結構域結合，誘導 PKC 構象改變，使其從胞質轉位至細胞膜（或其他膜結構），同時解除自身抑制性結構域對催化活性的抑制，暴露催化位點，從而激活 PKC。 PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 可以模擬 DAG 的作用，從而激活 PKC，實現對細胞多種生理功能的調節，如細胞分化、增殖和凋亡等。
圖 1. PKC家族的分類和結構示意圖
[1]
二、 研究應用
1. PMA調節炎癥反應 和細胞因子合 成，激活T細胞
PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 可以通過激活上游的信號分子（如 PKC），進而激活NF-κB信號通路，并調節多個基因的表達，這些表達產物包括各類細胞因子、趨化因子等，它們參與調控細胞的炎癥反應和免疫應答等過程。在單核細胞向巨噬細胞分化過程中，PMA 可激活 NF-κB 信號通路，促進與巨噬細胞功能相關的基因表達，如 CD11b、CD14 等，使細胞獲得巨噬細胞的表型和功能。PKC通路還可以通過影響AP-1、NFAT等通路以激活T淋巴細胞，使其進入活化狀態（圖2） [2]，因此PMA也是一種高效的T細胞激活劑。
圖 2. 抗原呈遞細胞通過激活PKC活化T細胞
[2]
在一些免疫細胞如T細胞的體外研究中，PMA常與 Ionomycin（離子霉素，AbMole，M3621 ）一起使用，誘導細胞合成細胞因子。如果進一步結合 莫能菌素 （Monensin，AbMole，M6991 ）和 Brefeldin A（布雷非德菌素A，AbMole，M2294 ）等，抑制細胞因子的胞外轉運，或者限制新合成的蛋白向高爾基體的轉運，則可將細胞因子保留在胞內，最后運用流式細胞術等方法即可檢測細胞因子的類型，通過這種方法可評估免疫細胞的功能狀態，確定免疫細胞的分化類型。
2. PMA誘導細胞分化
在細胞分化研究領域， PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 除了被廣泛用于誘導單核細胞向巨噬細胞分化以外，在一些神經細胞系的研究中，PMA還可與 GDNF（AbMole，M10344 ）、 BDNF（AbMole，M11193 ）等細胞因子聯合使用，誘導神經細胞的分化，使其表現出神經元的形態和功能特征，如長出軸突和樹突，表達神經元特異性的標志物等 [3]。
3. PMA用于構建炎癥相關動物模型
在動物研究中， PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 常被用于構建炎癥相關模型。在小鼠模型中，局部涂抹或注射 PMA 能夠誘導皮膚炎癥反應。PMA 刺激可導致小鼠皮膚出現紅斑、水腫等炎癥癥狀，組織學檢查可見炎癥細胞浸潤、表皮增厚等病理改變。這一模型模擬了皮膚炎癥疾病的部分病理過程，如銀屑病等。在其他組織器官的炎癥模型構建中，PMA 也有應用，例如急性胰腺炎（AP）、慢性胰腺炎（CP）、神經炎癥等模型。
三、 范例詳解 1. Engineering 41 (2024) 189-203. 科研人員在上述文章中探究了丙酮酸激酶M2（PKM2）在非酒精性脂肪性肝炎 （NASH）相關纖維化中的作用。生物信息學篩選和分析表明，PKM2 在纖維化NASH的細胞中表達上調，尤其是在巨噬細胞中。巨噬細胞特異性PKM2敲除在三種不同 NASH 模型中均顯著改善肝臟炎癥和纖維化程度。從機制上講，PKM2 依賴性糖酵解促進了促炎巨噬細胞中NLRP3的激活，從而誘導肝星狀細胞激活和纖維化。科研人員在實驗中通過使用AbMole的 PMA（佛波酯，AbMole，M4647） （20 ng/mL）誘導THP-1（髓系白血病單核細胞）分化為巨噬細胞，以展開上述研究 [4]。 2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
圖 3. PKM2-dependent glycolysis promotes PKR phosphorylation and NLRP3 activation in macrophages
[4]
2. J Immunother Cancer. 2023 Oct;11(10):e007230.
科研人員在上述文章中探究了膀胱癌（BLCA）中LRFN2（leucine-rich repeat and fibronectin type-III domAIn-containing protein 2）在腫瘤微環境（TME）中的作用，以及它如何影響免疫系統對腫瘤的清除。研究發現，LRFN2在膀胱癌中通過抑制CD8 + T細胞的浸潤和功能轉變，導致BLCA對免疫檢查點抑制劑產生抗性。具體來說，LRFN2通過減少促炎細胞因子和趨化因子的分泌，抑制CD8 + T細胞的招募和功能轉變，從而形成非炎癥性腫瘤微環境，導致免疫耐受。在文中，AbMole的 PMA（佛波酯，AbMole，M4647） 、Ionomycin（離子霉素，AbMole，M3621）、Monensin（GolgiStop，AbMole，M6991）等被用于誘導腫瘤浸潤性T淋巴細胞（TILs）分泌細胞因子，以檢測LRFN2 缺陷對CD8 + T細胞的浸潤和分化的影響 [5]。
圖 4. LRFN2 deficiency promote the infiltration and differentiation of CD8+ T cells in vivo
[5]
AbMole是ChemBridge中國區官方指定合作伙伴。
參考文獻及鳴謝
[1] N. Isakov, Protein kinase C (PKC) isoforms in cancer, tumor promotion and tumor suppression, Semin Cancer Biol 48 (2018) 36-52.
[2] V. Brezar, W. J. Tu, N. Seddiki, PKC-Theta in Regulatory and Effector T-cell Functions, Frontiers in immunology 6 (2015) 530.
[3] C. M. Castillo Bautista, J. Sterneckert, Progress and challenges in directing the differentiation of human iPSCs into sPInal motor neurons, Frontiers in cell and developmental biology 10 (2022) 1089970.
[4] Hengdong Qu, Di Zhang, Junli Liu, et al., Therapeutic Targeting of PKM2 Ameliorates NASH Fibrosis Progression in a Macrophage-Specific and Liver-Specific Manner, Engineering 41 (2024) 189-203.
[5] A. Yu, J. Hu, L. Fu, et al., Bladder cancer intrinsic LRFN2 drives anticancer immunotherapy resistance by attenuating CD8(+) T cell infiltration and functional transition, Journal for immunotherapy of cancer 11(10) (2023).
