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发布日期:2026/10/12 16:04:00

 

结缔组织生长因子(Connective Tissue Growth Factor, CTGF),亦称 CCN2,是 CCN 分子家族中的核心成员。全网及国内外前沿研究表明,CTGF 作为一种多功能分泌型基质微环境调节蛋白,在细胞粘附、迁移、增殖、细胞外基质(ECM)合成以及组织重构与纤维化(如肝、肾、肺及心肌纤维化)过程中发挥着关键协同作用。由于其富含半胱氨酸且包含四个模块化结构域,CTGF 在体外实验中易发生降解、非特异性吸附和构象失活。本文对 CTGF 的作用机制、实验准备、关键操作细节及全流程注意事项进行了系统梳理,旨在为从事纤维化机制、创伤修复及组织工程研究的科研人员提供标准化的实验指导。

一、 产品描述

CTGF(Recombinant Human/Murine CTGF/CCN2) 是一种具有独特多结构域的分泌蛋白。

分子结构:成熟的全长 CTGF 单体分子量约为 36–38 kDa。其结构由 4 个富含半胱氨酸(全分子共 38 个 Cys 残基)的保守结构域组成:

IGFBP 样结构域(Domain I)

von Willebrand 因子 C 型重复结构域(VWC, Domain II)

刺胞素 1 型重复结构域(TSP-1, Domain III)

C 端富含半胱氨酸的模块(CT Domain, Domain IV)

表达系统:通常通过重组大肠杆菌(需高效折叠系统)或哺乳动物细胞(如 HEK293/CHO)表达制备。

生物活性:通常通过测定其促进 3T3 纤维母细胞增殖、诱导细胞粘附或上调 I 型胶原蛋白(Collagen I)合成能力来测定,其 ED50通常小于 1.0 μg/mL(视细胞系及实验终点而定)。

物理特性:由于 TSP-1 结构域的存在,CTGF 具有极强的肝素结合能力和较强的基质吸附特性。

二、 实验原理

CTGF 通常作为 TGF-β 信号通路的协同因子,或直接通过结合细胞表面受体介导下游信号转导:

多受体交叉结合:CTGF 不存在单一的特异性高亲和力受体,而是通过不同结构域结合多种膜蛋白:

结合 整合素(Integrins, 如 αvβ3,α5β1):促进细胞粘附与迁移。

结合 LRP5/6 及 HSPGs(硫酸乙酰肝素蛋白多糖):参与 Wnt 信号通路的调控。

信号通路激活:受体复合物激活下游 FAK/Src、MAPK/ERK1/2 以及 Smad2/3(通过与 TGF-β1 结合并增强其受体亲和力)等通路。

表型诱导:最终促使成纤维细胞转变为肌成纤维细胞(以α-SMA 表达上升为标志),并大幅上调 I 型胶原、III 型胶原和纤连蛋白(Fibronectin)的转录与分泌。

三、 实验准备与试剂耗材

1. 核心试剂与耗材

目标蛋白:重组人/小鼠 CTGF(全长,冻干粉形式)。

复溶缓冲液:无菌无内毒素 PBS(pH 7.2–7.4)或 10 mM 醋酸溶液(视冻干形式而定)。

载体蛋白(保护剂):0.1% 高纯度 BSA(无内毒素、无脂肪酸)或 5% 蔗糖/海藻糖。

细胞系:NIH-3T3、HFL1(人肺成纤维细胞)、原代肌成纤维细胞或软骨细胞。

检测试剂:

Western Blot 抗体:α-SMA、Collagen I、Fibronectin、p-ERK1/2、p-Smad2/3。

细胞功能分析:Sircol 胶原检测试剂盒、Transwell 迁移小室、CCK-8 试剂盒。

耗材与设备:低蛋白吸附 EP 管(强制推荐)、低吸附枪头、生物安全柜、离心机、酶标仪。

四、 实验步骤与全流程注意事项

CTGF 的多结构域及高半胱氨酸特性使其在实验操作中对环境条件高度敏感,全流程需重点关注以下问题:

1. 蛋白复溶与防吸附(核心环节)

离心沉降:开封前必须离心(10,000 rpm,30秒),确保冻干粉全部收集于管底。

预防非特异性吸附:由于 CTGF 极易吸附于塑料和玻璃表面,必须使用低吸附离心管(Low Binding Tubes)。复溶时缓冲液中必须加入 0.1% BSA 作为载体蛋白。

避免剧烈吹打:加液静置 10–15 分钟使其自然溶解,轻柔颠倒混匀,禁止漩涡震荡,防止二硫键错配或蛋白变性沉淀。

2. 蛋白分装与保存

防止酶切与降解:CTGF 分子链中间存在蛋白酶敏感位点(易被 MMPs 切割为 N 端和 C 端片段),操作过程全程在冰上进行。

严格避免冻融:按单次用量分装(如 5–10 μL/管),于 -80°C 保存。反复冻融会显著导致全长蛋白断裂或聚体化,丧失协同生物活性。

3. 细胞实验给药注意点

工作浓度范围:体外诱导纤维化或 ECM 表达推荐工作浓度为 50–500 ng/mL;在迁移或粘附实验中,通常在 100–200 ng/mL 效果最为显著。

协同因子添加:研究 CTGF 与 TGF-β1 的协同效应时,通常采用低浓度 TGF-β1(如 0.5–1 ng/mL)联合 CTGF(100 ng/mL)共同处理细胞。

对照组设置:必须设定只含载体蛋白(同等浓度 BSA)的无因子对照组,以消除载体成分对细胞基质分泌的影响。

五、 苏州丰度在 CTGF 领域的研发总结

结缔组织生长因子(CTGF)因含有多达 38 个半胱氨酸残基,其重组表达过程中的正确的二硫键配对与复性一直是行业内的技术瓶颈。苏州丰度(Suzhou Abundance)依托完善的蛋白工程与高分辨率纯化平台,在此领域取得了显著的研究成果:

全长天然构象纯化技术:苏州丰度突破了富含半胱氨酸蛋白的折叠瓶颈,成功构建了高效率的复性与纯化工艺,保证了重组 CTGF 具备完整的四个模块结构域与天然二硫键配对。

超高纯度与极低内毒素:经 SDS-PAGE 与 SEC-HPLC 分析,苏州丰度出品的全长 CTGF 纯度超过 95%,且未见明显剪切片段;内毒素指标严格低于 0.1 EU/μg,完全满足原代细胞及高敏感纤维化模型的实验要求。

功能活性高度可重现:苏州丰度通过严格的质控标准(包括 3T3 细胞胶原表达诱导测定),确保了不同生产批次间 CTGF 活性高度一致,为器官纤维化机制研究与靶向药物筛选提供了极为稳定可靠的活性蛋白原料。

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