SCF His Tag 重组蛋白:c-Kit受体信号研究与干细胞培养应用的关键试剂

一、 概述:SCF/c-Kit通路的核心功能与研究需求

干细胞因子(SCF,又称Kit配体或肥大细胞生长因子)是Ⅰ型跨膜蛋白,其可溶形式由蛋白酶切产生,是c-Kit受体(CD117)的唯一已知配体。SCF与c-Kit的结合激活下游PI3K/AKT、MAPK/ERK及JAK/STAT等多条信号通路,对造血干细胞/祖细胞的生存、增殖、自我更新及动员至关重要。该通路同样调控黑素细胞发育、生殖细胞维持和胃肠道Cajal间质细胞功能。

SCF/c-Kit信号通路的失调与多种疾病相关,包括干细胞衰竭、色素性疾病、胃肠道间质瘤(GIST)及部分白血病。因此,获得高纯度、高活性的重组SCF蛋白,对于深入研究该通路的分子机制、开发靶向药物以及优化干细胞体外培养体系具有不可替代的价值。SCF His Tag重组蛋白作为一种标准化的研究工具,通过融合6x组氨酸标签,实现了高效纯化与灵活应用。

二、 分子构建、表达与纯化

该蛋白的设计旨在模拟天然人源SCF的生物学活性,并便于下游操作。

分子构建:

蛋白形式:通常为重组人SCF的可溶胞外域片段,以非共价结合的同源二聚体形式存在,这是其激活c-Kit受体所必需的结构。

标签设计: 在蛋白的N端或C端融合一个6x组氨酸标签(6xHis Tag)。该标签为后续的固定化金属亲和层析纯化提供了通用、高特异性的结合位点,同时便于通过抗His抗体进行检测和固定化。

表达系统:

主要在大肠杆菌(E. coli)系统中表达,以获得高产量、低成本的无糖基化蛋白;或在真核表达系统(如HEK293细胞)中表达,以获得具有哺乳动物样糖基化修饰的蛋白,其性质更接近天然形式,可能在体内具有更优的药代动力学特性。

纯化策略:

利用固定化金属亲和层析(IMAC) 作为核心纯化步骤。SCF His Tag蛋白通过其His标签与填充柱内的镍离子(Ni²⁺)或钴离子(Co²⁺)发生配位结合,在洗涤去除杂蛋白后,使用含有竞争性配体(如咪唑)的缓冲液将其高纯度洗脱。后续通常结合分子筛层析以去除聚集体,确保获得具有正确二聚体构象的高均一性产品。

三、 核心应用领域

干细胞与造血研究:

体外培养添加剂:作为关键的细胞因子,用于维持造血干细胞、祖细胞以及肥大细胞在体外的存活、增殖和集落形成,是骨髓和脐带血干细胞培养体系的核心组分。

功能机制研究:用于探究SCF/c-Kit信号在干细胞命运决定(如自我更新与分化平衡)中的具体作用机制。

受体信号转导与药物发现:

结合动力学分析: 通过表面等离子共振(SPR)或生物膜干涉技术(BLI),将SCF His Tag蛋白固定于传感器芯片,定量分析其与c-Kit受体胞外域的相互作用,测定结合动力学参数(Kon, Koff, KD),评估突变或药物干预的影响。

小分子抑制剂/激动剂筛选:作为标准靶点蛋白,用于建立高通量筛选模型,寻找能够增强或阻断SCF/c-Kit相互作用的候选药物,应用于癌症(如GIST)或再生医学领域。

细胞功能与疾病模型研究:

功能恢复实验:在c-Kit信号通路缺陷的细胞模型或原代细胞培养中,添加重组SCF His Tag蛋白,以验证或挽救特定的表型。

信号通路协同作用研究:与FLT3配体、TPO、EPO等其他细胞因子联用,研究其在造血过程中的协同效应。

四、 产品优势与实验便利性

高纯度与高比活性:严格的纯化工艺确保蛋白纯度通常高于95%,内毒素水平低,适用于敏感的细胞培养实验。

标签带来的操作通用性:His标签使该蛋白不仅易于纯化,还可便捷地用于Western Blot检测(使用抗His抗体)、免疫沉淀,或定向固定于各类表面用于互作研究。

明确的蛋白来源与质量控制: 商品化的SCF His Tag蛋白提供明确的序列、表达系统和活性数据(通常以ED50表示),确保了不同实验批次间的结果可比性和可重复性。

五、 重要注意事项

二聚体活性:SCF的生物学功能依赖于其二聚体形式。在储存和操作过程中需避免强变性条件,以防止二聚体解离导致活性丧失。

糖基化差异:选择大肠杆菌或真核系统表达的蛋白时,需考虑糖基化差异对蛋白稳定性、体内半衰期及特定细胞类型反应性的潜在影响。对于大多数体外功能实验,两者通常均适用。

储存与使用:推荐在含有载体蛋白(如BSA)的缓冲液中分装,于-80°C长期保存,避免反复冻融。使用前建议短暂离心,并在冰上溶解。

六、 总结

SCF His Tag重组蛋白是研究c-Kit受体信号通路、探索干细胞生物学以及开发相关再生疗法与肿瘤治疗策略的基础工具。其标准化的His标签设计,将这一关键生长因子的生产和应用流程极大地简化与统一。它为研究人员提供了:

可靠的功能性试剂: 用于支持多种干/祖细胞的体外扩增与功能研究。

标准化的分子探针:用于定量解析SCF/c-Kit相互作用的生物物理特性及调控机制。

药物发现的通用靶标: 用于筛选和评估靶向该通路的候选治疗分子。

随着对干细胞生物学和肿瘤微环境研究的不断深入,该蛋白在基础科研和转化医学中的应用价值将持续凸显。

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SCF His Tag 重组蛋白:c-Kit受体信号研究与干细胞培养应用的关键试剂

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