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2026/1/9 23:37:30
网站建设
项目流程
一、基础性质
- 英文名称:γ₂-Melanocyte-Stimulating Hormone;γ₂-MSH;Tyr-Val-Met-Gly-His-Phe-Arg-Trp-Asp-Arg-Phe-Gly Peptide;YVMGHF RWDRFG peptide
- 中文名称:γ₂- 黑素细胞刺激素;12 肽黑素皮质素家族调节肽
- 多肽序列:H-Tyr-Val-Met-Gly-His-Phe-Arg-Trp-Asp-Arg-Phe-Gly-OH
- 单字母序列:H-YVMGHFRWDRFG-OH
- 等电点(pI):理论值 8.0-8.5(含 3 个碱性氨基酸 Arg、1 个碱性氨基酸 His,1 个酸性氨基酸 Asp,整体呈弱碱性)
- 分子量:约 1570.80 Da
- 分子式:C74H99N21O16S
- 外观与溶解性:白色粉末,纯度≥98%;易溶于水、PBS 缓冲液(pH 7.0-7.4),微溶于甲醇、乙醇,不溶于氯仿、乙醚等非极性溶剂;水溶液浓度达 5 mg/mL 时无聚集、无浑浊,稳定性良好。
- 稳定性:-20℃干燥避光条件下可保存 24 个月以上;水溶液在 4℃下稳定 10 天,37℃生理条件下半衰期约 15 小时;序列中的 Trp 残基易被氧化,Met 残基易发生硫醚键的氧化修饰,长期储存需添加抗氧化剂(如谷胱甘肽);Arg 与 Asp 残基可形成分子内盐桥,增强肽链构象的稳定性。
- 结构式:
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二、核心生物活性与作用机理
1. 核心生物活性
γ₂-MSH 通过激活黑素皮质素受体亚型,发挥多维度生物学功能,具体活性表现为:
- 强效抗炎作用:通过激活免疫细胞(如巨噬细胞、中性粒细胞)及血管内皮细胞上的 MC3R/MC5R,抑制促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)的释放,促进抗炎细胞因子(IL-10)的分泌,同时抑制核因子 κB(NF-κB)通路的活化,减轻局部与系统性炎症反应,在类风湿关节炎、炎症性肠病、脓毒症等模型中均表现出显著抗炎效果。
- 能量代谢调控潜力:通过激活下丘脑的 MC3R,调节食欲相关神经元的活性,减少食物摄入量,增加能量消耗,同时促进脂肪组织的脂解作用,降低脂肪储存,在肥胖模型中具有潜在的体重调节作用。
- 神经保护功能:在脑缺血、帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统疾病模型中,γ₂-MSH 可通过激活中枢神经系统的 MC3R,抑制神经细胞凋亡,减轻氧化应激与炎症反应,保护血脑屏障的完整性,改善神经功能缺损。
- 弱色素沉着调节作用:由于对 MC1R 的结合亲和力较低,γ₂-MSH 对黑素细胞的黑素合成调控作用较弱,其色素沉着调节活性显著低于 α-MSH。
2. 作用机理
γ₂-MSH 的生物活性基于与黑素皮质素受体的特异性结合及下游 G 蛋白介导的信号通路调控,核心机制如下:
- 受体识别与激活
- γ₂-MSH 的核心功能域(HFRW)与黑素皮质素受体的跨膜结构域结合,Arg 的正电荷与受体的 Asp/Glu 残基形成静电相互作用,Trp 的吲哚环与受体的 Phe/Tyr 残基形成 π-π 堆积作用,介导特异性识别;N 端和 C 端的特有序列则进一步调节肽段与受体亚型的结合特异性。
- 肽段结合诱导受体构象变化,激活与受体偶联的Gs 蛋白(主要)。
2.下游信号通路激活与生物学功能介导
- Gs 蛋白 - AC-cAMP-PKA 通路(主要):Gs 蛋白激活后,进一步激活腺苷酸环化酶(AC),催化 ATP 生成 cAMP;细胞内 cAMP 水平升高,激活蛋白激酶 A(PKA);PKA 通过磷酸化下游靶蛋白,发挥抗炎、神经保护等功能。
- 抗炎作用核心机制:在巨噬细胞中,PKA 可磷酸化 NF-κB 的抑制蛋白 IκBα,阻止 IκBα 的降解,从而抑制 NF-κB 进入细胞核,减少促炎细胞因子的转录;同时,PKA 可促进抗炎细胞因子 IL-10 的基因表达,协同发挥抗炎作用。
- 能量代谢调控机制:在下丘脑弓状核中,PKA 可激活食欲抑制神经元(如 POMC 神经元)的活性,抑制食欲促进神经元(如 AgRP 神经元)的活性,从而减少食物摄入量;同时,PKA 可促进脂肪组织中激素敏感性脂肪酶(HSL)的磷酸化,增强脂解作用,增加能量消耗。
三、应用领域与原理
1. 主要应用领域
- 炎症性疾病研究:用于类风湿关节炎、脓毒症、炎症性肠病等疾病的发病机制研究,探索黑素皮质素受体(MC3R/MC5R)通路在炎症调控中的作用,是炎症免疫研究的核心工具肽。
- 代谢性疾病研究:用于肥胖、2 型糖尿病等疾病的模型研究,评估 γ₂-MSH 在能量代谢调控中的作用,探索 MC3R 选择性配体的开发潜力。
- 神经保护药物开发:作为先导肽,通过化学修饰(如环化、PEG 化、氨基酸替换)增强其体内稳定性、血脑屏障穿透能力及受体选择性,开发用于脑缺血、帕金森病等神经系统疾病的神经保护肽。
- 黑素皮质素受体功能研究:作为 MC3R/MC5R 的选择性配体,用于体外受体结合亲和力检测、受体信号通路激活分析及高通量药物筛选模型构建。
2. 应用原理
- 炎症性疾病研究原理:在脓毒症小鼠模型中,给予 γ₂-MSH 后检测血清中促炎 / 抗炎细胞因子水平、器官损伤程度及小鼠存活率,解析其抗炎作用机制;同时,使用 MC3R/MC5R 拮抗剂验证受体依赖性,明确 γ₂-MSH 在炎症调控中的核心靶点。
- 代谢性疾病研究原理:在高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型中,中枢给予 γ₂-MSH 后检测食物摄入量、体重变化、能量消耗及脂肪组织代谢相关基因的表达水平,评估其在能量代谢调控中的作用;结合 MC3R 敲除小鼠模型,验证受体特异性。
- 神经保护药物开发原理:通过环化修饰增强 γ₂-MSH 的构象稳定性,融合细胞穿透肽(如 TAT)提升其血脑屏障穿透能力,开发可高效进入中枢神经系统的神经保护肽;通过氨基酸替换优化核心功能域,增强对 MC3R 的选择性,降低对其他受体的激活作用,减少副作用。
四、研究进展
- 结构 - 活性关系优化:通过氨基酸定点突变实验证实,核心功能域(HFRW)中的 Trp 残基是维持受体结合活性的关键位点,替换为 Phe 后,对 MC3R 的结合亲和力下降 95% 以上;Arg 残基的胍基化修饰可增强与受体的静电相互作用,提升活性 2-3 倍。
- 长效类似物开发:对 γ₂-MSH 进行 N 端 PEG 化修饰(分子量 2 kDa),修饰后的肽段体内半衰期从 15 小时延长至 48 小时,在类风湿关节炎大鼠模型中,抗炎作用持续时间显著长于天然 γ₂-MSH,且生物利用度提升 2 倍。
- MC3R 选择性配体开发:基于 γ₂-MSH 的结构,设计合成了一系列 MC3R 选择性激动剂,其中化合物 γ₂-MSH-11 对 MC3R 的激活常数(EC₅₀)为 5×10⁻⁹ mol/L,对其他黑素皮质素受体的选择性提升 100 倍,在肥胖小鼠模型中表现出高效的体重调节作用,且无明显副作用。
- 神经保护应用探索:研究发现,γ₂-MSH 的环化类似物(cyclo-YVMGHF RWDRFG)在脑缺血大鼠模型中,可显著缩小脑梗死面积,改善神经功能缺损,其神经保护效果是天然 γ₂-MSH 的 8 倍,机制与增强血脑屏障穿透能力及抗蛋白酶水解能力有关。
五、相关案例分析
- 抗炎活性案例:在脓毒症小鼠模型中,腹腔注射 γ₂-MSH(剂量 1 mg/kg)后,小鼠血清中 TNF-α、IL-1β 水平降低 55%,IL-10 水平升高 2.5 倍,肺、肝、肾等器官的损伤程度显著减轻,小鼠存活率从 25% 提升至 65%,证实其具有强效的抗炎与器官保护作用。
- 体重调节案例:在高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型中,每日中枢给予 γ₂-MSH(剂量 0.5 mg/kg),连续 8 周后,小鼠的食物摄入量减少 25%,体重降低 20%,脂肪组织重量减少 35%,且胰岛素敏感性显著提升,证实其具有显著的体重调节作用。
- 神经保护案例:在脑缺血大鼠模型中,缺血后 30 分钟侧脑室注射环化 γ₂-MSH 类似物(剂量 0.3 mg/kg),可使脑梗死面积缩小 35%,神经细胞凋亡率降低 45%;治疗后 7 天,大鼠的神经功能缺损评分显著降低,运动能力明显恢复。