霍亂毒素是AB5亞基毒素家族的一員。它由一個負(fù)責(zé)ADP-核糖基化的A亞基和五個排列成五聚體環(huán)的B亞基組成,B亞基具有細(xì)胞表面受體結(jié)合和內(nèi)化功能。A亞基催化刺激性G蛋白(Gαs)α亞基的ADP-核糖基化,導(dǎo)致腺苷酸環(huán)化酶活性和cAMP水平升高。它還ADP-核糖基化轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白和微管蛋白。
霍亂毒素及其A亞基常用于研究信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,因?yàn)樗鼈儠绊懴佘账岘h(huán)化酶。此外,霍亂毒素通過抑制白細(xì)胞介素-12的產(chǎn)生,刺激B淋巴細(xì)胞和輔助性T細(xì)胞2型反應(yīng),從而發(fā)揮佐劑作用。無毒的B亞基(CTB)通過與神經(jīng)節(jié)苷脂GM1結(jié)合附著于細(xì)胞,使其成為神經(jīng)科學(xué)研究中用于小膠質(zhì)細(xì)胞的有用標(biāo)記物。它也被證明是使用免疫組織化學(xué)方法研究軸突運(yùn)輸?shù)臉O佳示蹤劑。
一、 核心科研用途
1.細(xì)胞信號通路研究(Gs 蛋白 /cAMP 通路)
Gs 通路激活劑:CT 能不可逆地激活 Gsa 蛋白,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi) cAMP 水平急劇升高。它是研究G 蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的金標(biāo)準(zhǔn)陽性對照。
區(qū)分 G 蛋白類型:常與 百日咳毒素(PTX,抑制 Gi 通路)聯(lián)合使用,來判斷某個特定受體是通過 Gs、Gi 還是其他通路起作用。
cAMP/PKA 下游效應(yīng)研究:用于研究 cAMP 升高后對細(xì)胞增殖、分化、基因表達(dá)及離子通道(如 CFTR)的影響。
2.神經(jīng)生物學(xué)研究
神經(jīng)示蹤劑(CTB):霍亂毒素 B 亞基(CTB) 是神經(jīng)生物學(xué)中最常用的逆行示蹤劑。
原理:CTB 特異性結(jié)合神經(jīng)元表面的 GM1 受體,被內(nèi)吞后可跨突觸運(yùn)輸。
用途:標(biāo)記神經(jīng)元的投射路徑,繪制大腦神經(jīng)環(huán)路圖譜。
神經(jīng)可塑性與神經(jīng)保護(hù):CTB 具有神經(jīng)營養(yǎng)因子樣作用,可促進(jìn)神經(jīng)突起生長,用于研究神經(jīng)損傷修復(fù)和阿爾茨海默?。?/span>AD)模型。
3.細(xì)胞生物學(xué)與微生物學(xué)
內(nèi)吞作用(Endocytosis)研究:作為大分子物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的模型,用于研究網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞、脂筏(Lipid Rafts)動力學(xué)及胞內(nèi)運(yùn)輸途徑。
細(xì)菌致病機(jī)制研究:用于模擬霍亂弧菌感染過程,研究宿主 - 病原體相互作用。
二、 生物醫(yī)學(xué)與疾病研究
1. 黏膜免疫與疫苗佐劑(熱門方向)
黏膜免疫佐劑:CT 和 CTB 是強(qiáng)效的黏膜免疫佐劑。
用途:當(dāng)與抗原混合經(jīng)鼻腔、口服或舌下給藥時,能顯著增強(qiáng)機(jī)體產(chǎn)生 IgA 和 IgG 抗體的能力。廣泛用于流感、HIV、結(jié)核等疫苗的研發(fā)。
自身免疫病研究:用于誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性重癥肌無力(EAMG)等動物模型,研究免疫耐受的打破機(jī)制。
2. 皮膚生物學(xué)與美容研究
毛發(fā)再生研究:CT 能通過激活 Wnt/β-catenin 信號通路,誘導(dǎo)毛囊干細(xì)胞增殖。
現(xiàn)狀:是目前生發(fā)藥物研發(fā)(如治療斑禿、雄激素性脫發(fā))的重要工具分子。
皮膚屏障功能:研究皮膚炎癥、過敏反應(yīng)及角質(zhì)形成細(xì)胞的分化。
3. 代謝與腸道疾病研究
腸道分泌模型:用于構(gòu)建體外腸上皮細(xì)胞(如 T84 細(xì)胞)分泌模型,篩選治療腹瀉或炎癥性腸?。?/span>IBD)的藥物。
肥胖與代謝研究:CTB 被發(fā)現(xiàn)能調(diào)節(jié)腸道菌群,改善代謝綜合征,相關(guān)減肥機(jī)制研究正在進(jìn)行中。
三、 診斷與檢測用途
1. GM1 神經(jīng)節(jié)苷脂檢測
GM1 受體檢測試劑:CTB 對 GM1 神經(jīng)節(jié)苷脂具有極高的特異性親和力。
用途:標(biāo)記熒光后的 CTB(FITC-CTB 等)是檢測細(xì)胞膜表面或組織切片中GM1 神經(jīng)節(jié)苷脂分布和含量的金標(biāo)準(zhǔn)探針。
臨床意義:GM1 異常與神經(jīng)退行性疾病(如帕金森、路易體癡呆)密切相關(guān)。
2. 霍亂診斷
抗原檢測:抗 CT 抗體用于檢測患者糞便樣本中的霍亂毒素,作為霍亂快速診斷試劑盒的核心原料。
四、 工業(yè)與生物技術(shù)用途
1. 蛋白純化標(biāo)簽
親和層析配體:利用 CTB 與 GM1 的高親和力,或通過基因工程將 CTB 作為標(biāo)簽融合在目標(biāo)蛋白上,用于目標(biāo)蛋白的純化或固定化。
2. 生物傳感器
生物識別元件:用于構(gòu)建檢測 GM1 或抗毒素抗體的生物傳感器。
霍亂毒素適用細(xì)胞:
1. 成纖維細(xì)胞(Fibroblasts)
用途:促進(jìn)細(xì)胞增殖、延長壽命、維持形態(tài)。
典型細(xì)胞:3T3 細(xì)胞(3T3-L1, NIH/3T3);小鼠胚胎成纖維細(xì)胞(MEF);人皮膚成纖維細(xì)胞
作用機(jī)制:CT 激活 cAMP 通路,促進(jìn)細(xì)胞周期推進(jìn)。
2. 角質(zhì)形成細(xì)胞(Keratinocytes)
用途:促進(jìn)增殖、抑制分化,用于皮膚模型構(gòu)建。
典型細(xì)胞:HaCaT 細(xì)胞;原代人角質(zhì)形成細(xì)胞(Human Primary Keratinocytes)
作用機(jī)制:cAMP 升高可維持角質(zhì)形成細(xì)胞的未分化狀態(tài)。
3. 黑色素細(xì)胞(Melanocytes)
用途:促進(jìn)存活與增殖,維持樹突狀形態(tài)。
典型細(xì)胞:原代人黑色素細(xì)胞
作用機(jī)制:CT 替代促黑激素(α-MSH)維持 cAMP 水平,促進(jìn)黑色素生成。
4. 乳腺上皮細(xì)胞(Mammary Epithelial Cells)
用途:維持生長、促進(jìn)存活。
典型細(xì)胞:MCF10A;原代乳腺上皮細(xì)胞
作用機(jī)制:CT 作為生長因子替代物,支持上皮細(xì)胞生長。
5. 神經(jīng)細(xì)胞(Neurons)
用途:促進(jìn)突起生長、神經(jīng)存活、神經(jīng)環(huán)路示蹤。
典型細(xì)胞:原代神經(jīng)元(海馬體、皮層);PC12 細(xì)胞(分化誘導(dǎo))
作用機(jī)制:CTB 用于神經(jīng)示蹤;CT 全毒素激活 cAMP,促進(jìn)神經(jīng)分化
6. 內(nèi)皮細(xì)胞(Endothelial Cells)
用途:研究屏障功能、通透性、炎癥反應(yīng)。
典型細(xì)胞:HUVEC;HMEC-1
作用機(jī)制:CT 可破壞屏障功能,用于研究炎癥或毒素機(jī)制。
7. 腸上皮細(xì)胞(Intestinal Epithelial Cells)
用途:構(gòu)建霍亂毒素模型、研究分泌機(jī)制。
典型細(xì)胞:T84;Caco-2
作用機(jī)制:CT 激活 CFTR 通道,誘導(dǎo) Cl? 分泌,模擬霍亂腹瀉。
8. 免疫細(xì)胞(Immune Cells)
用途:研究免疫調(diào)節(jié)、佐劑作用。
典型細(xì)胞:DC(樹突狀細(xì)胞);T 細(xì)胞
作用機(jī)制:CT/CTB 作為佐劑,促進(jìn)抗原呈遞。
CAS號 | 9012-63-9 |
靶點(diǎn) | GM1 神經(jīng)節(jié)苷脂(細(xì)胞膜表面受體) |
性狀 | 固體 |
純度 | ≥96% |
溶解度 | H2O: 10 mg/mL |
存儲條件 | -20℃,三年;4℃,2年;避免反復(fù)凍融 |
本產(chǎn)品為科研試劑,僅限實(shí)驗(yàn)研究使用,不具備醫(yī)療、診斷或治療功能。嚴(yán)禁用于人類或動物的食用、注射或任何體內(nèi)應(yīng)用。使用本產(chǎn)品需遵循實(shí)驗(yàn)室安全操作規(guī)范及相關(guān)法律法規(guī)。
關(guān)鍵字: 霍亂毒素;Cholera Toxin;霍亂腸毒素;
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