肿瘤坏死因子-α(Tumor Necrosis Factor-α,简称TNF-α)作为TNF家族的“多面手”,在调节炎症反应、细胞凋亡和免疫细胞活性等方面发挥着重要作用。最初,TNF-α被发现是由免疫细胞(如巨噬细胞、淋巴细胞和自然杀伤细胞等)在免疫应答中产生的,且它的命名源于其对肿瘤细胞的直接杀伤作用。随着研究的深入,如今TNF-α已被人们发现其在免疫系统中扮演的更广泛角色,当机体受到感染、损伤或其他刺激时,免疫细胞会释放TNF-α,引发炎症反应以应对外界侵袭。
作为一种跨膜和可溶性分子,TNF-α通过与细胞表面的TNF受体结合来传递信号。在这一过程中,TNFR1(TNF受体1)和TNFR2(TNF受体2)起着关键的作用,并展现出不同的功能和调控机制。
TNF-α的分子结构
● TNF-α在天然状态下为三聚体结构,只有当三聚体形式TNF-α与TNFR1的胞外区结合时才能引起TNFR1的三聚化,进而有效的激发下游通路。TNFR1广泛表达于各种细胞类型,可以被跨膜形式和可溶性形式的TNF-α激活。TNFR1的激活触发复杂的信号通路,包括NF-κB(核因子κB)通路和MAPKs(丝裂原激活蛋白激酶)通路。NF-κB通路的激活导致炎症相关基因的转录,从而促进炎症反应的发生。MAPKs通路的激活参与调控细胞增殖、存活和炎症反应等生物学过程。TNFR1信号通路的激活往往与炎症、细胞凋亡和免疫调节等生理和病理过程密切相关。
TNF-α及TNFR1传导信号
● TNFR2的表达受限于特定的细胞类型,如免疫细胞、内皮细胞、心肌细胞和神经元。TNFR2主要通过与跨膜形式的TNF-α结合来激活。其激活主要涉及PI3K(磷脂酰肌醇3激酶)/Akt(蛋白激酶B)通路和NIK(NF-κB诱导激酶)通路。PI3K/Akt通路参与细胞生存、增殖和免疫调节等过程,而NIK通路参与细胞凋亡、炎症反应和应激响应等生物学效应。TNFR2在癌症细胞中过表达,并被认为促进肿瘤增殖和生长,因此成为癌症治疗的潜在靶点。
TNF-α及TNFR2传导信号
这种差异化的信号传导机制使得TNF-α的作用具有双重性质,既有益处又有潜在的风险。在正常免疫反应中TNF-α激活免疫系统进行免疫调节;然而,过度产生或异常释放的TNF-α可能导致强直性脊柱炎、银屑病等免疫疾病。因此,通过靶向TNF-α并阻止其与TNFRs的结合,抑制TNF的生物活性成为治疗自身免疫性疾病的关键策略。
基于TNF-α在炎症反应和免疫调节中的关键作用,研究人员开发了一些针对TNF-α的药物,用于治疗与免疫系统相关的疾病。目前,有两类主要的TNF-α抑制剂已经在临床上得到广泛应用。
TNF-α抑制剂的作用机制
● 重组人TNF受体:如依那西普(Etanercept)和英夫利西单抗(Infliximab),它们通过结合TNF-α并阻断其与TNFR的结合,从而减轻炎症反应、改善疾病症状,并广泛用于治疗自身免疫性疾病,如类风湿关节炎和强直性脊柱炎。
● TNF-α抗体:如阿达木单抗(Adalimumab)和培塞利珠单抗((Certolizumab),它们通过结合TNF-α并阻止其与受体的结合,从而降低炎症反应和免疫细胞的活性。这些药物被广泛应用于治疗类风湿关节炎、克罗恩病等疾病。
为满足靶向TNF-α的相关药物研发,ACROBiosystems百普赛斯已开发包括TNF-alpha天然活性三聚体蛋白及其受体蛋白,我们用MALS验证天然结构及高结构均一性,ELISA验证高生物活性,SPR验证亲和力,确保产品的高稳定高性能高批间一致性,适用于免疫、抗体筛选、功能验证等应用。
◉ SEC-MALS验证异源三聚体结构
The purity of Biotinylated Human TNF-alpha, His,Avitag (Cat. No. TNA-H82E3) is more than 90% and the molecular weight of this protein is around 55-70 kDa verified by SEC-MALS.
The purity of Biotinylated Human TNF-alpha, epitope tag free, primary amine labeling (Cat. No.TNA-H8211) is more than 95% and the molecular weight of this protein is around 48-65 kDa verified by SEC-MALS.
◉ ELISA验证天然活性
Immobilized Human TNFR1, Fc Tag (Cat. No. TN1-H5251) at 5 μg/mL (100 μL/well) can bind Biotinylated Mouse TNF-alpha Protein, His,Avitag (Cat. No. TNA-M82E9) with a linear range of 0.1-3 ng/mL (QC tested).
Immobilized Human TNF-alpha Protein, His Tag (Cat. No.TNA-H5228) at 0.2 μg/mL (100 μL/well) can bind Human TNFR1, Fc Tag (Cat. No. TN1-H5251) with a linear range of 0.4-13 ng/mL (QC tested).
◉ SPR验证亲和力
Humira (Adalimumab) captured on CM5 chip via anti-human IgG Fc antibodies surface, can bind Human TNF-alpha Protein, His Tag (Cat. No. TNA-H5228) with an affinity constant of 0.244 nM as determined in a SPR assay (Biacore T200) (Routinely tested).
参考文献
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2. Lopetuso L R, Cuomo C, Mignini I, et al. Focus on Anti-Tumour Necrosis Factor (TNF)-α-Related Autoimmune Diseases[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2023, 24(9): 8187.
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