TGF-β1功能解析：从信号调控到疾病关联，ELISA 1h快检助您高效探索

TGF-β1属于TGF-β超家族（TGF-β1、TGF-β2和TGF-β3），其前体蛋白以潜伏复合物形式存在。该复合物呈环状结构，由两个前结构域（prodomain）通过"领结状"二硫键（Cys194-Cys196）连接形成二聚体，包裹两个TGF-β1生长因子单体。

TGF-β1的加工分泌与激活

加工与分泌：前TGF-β前体（pro-TGF-β precursor）由N端潜伏相关肽（latency-associated peptide, LAP）和C端成熟片段组成。pro-TGF-β precursor经弗林蛋白酶切割后，LAP二聚体与成熟TGF-β1结合，形成小潜伏复合物（small latent complex, SLC）。随后，SLC与潜伏TGF-β结合蛋白（LTBP）结合形成大型潜伏复合物（LLC），锚定于细胞外基质中。

激活机制：在细胞外基质中，纤溶酶、组织蛋白酶及MMP9/14等蛋白酶可通过切割LAP释放活性TGF-β。SLC还可通过潜伏TGF-β结合蛋白（LTBP）与ECM成分（如纤连蛋白、原纤维蛋白）结合，介导活性TGF-β通过整合素αβ(αβ-integrin)的相互作用释放。此外，SLC亦可锚定于糖蛋白A重复优势蛋白（gGARP），进一步调控TGF-β的局部激活与信号传导。

图1 加工激活机制

TGF-β1信号通路途径

TGF-β信号传导通过经典（Smad依赖性）和非经典（Smad非依赖性）两条核心途径实现，两者协同调控细胞增殖、分化、迁移及组织稳态。

1. 经典Smad依赖性通路​

异源四聚体受体复合物的组装：释放的活性TGF-β1通过由两个TβRII（II型受体）和两个TβRI（I型受体）组成的异源四聚体复合物传递信号。TβRII优先结合TGF-β1的"指尖区"保守位点（Site IIa），形成氢键/盐桥网络（如Arg25-Glu119、Arg94-Asp32），这一过程具有高亲和力（KD=190 nM）。随后，TβRI通过"掌部疏水界面"（Site I）与TGF-β1结合，依赖TβRII的存在形成协同作用，最终形成稳定的2:2:2复合物结构。

图2 TGF-β1异源四聚体复合物

受体激活后，TβRII磷酸化激活TβRI激酶域，触发Smad2/3的C端SSXS基序磷酸化。磷酸化后的Smad2/3与Smad4形成三聚体复合物，通过核定位信号（NLS）入核调控靶基因（如p21、PAI-1），转位至细胞核内表达。负反馈调控由Smad7介导，其通过结合TGF-βRI阻断Smad2/3磷酸化，并招募E3泛素连接酶（如Smurf1/2）促进受体降解。值得注意的是，整合素αvβ8可通过结合LAP的RGDLXXL/I基序，动态调节L-TGF-β1的构象熵，使其在不释放的情况下直接激活受体，这一机制在TGF-β1自分泌信号中起关键作用。

2.非经典Smad非依赖性通路​​

TGF-β通过TGF-βRI激活RHO家族GTP酶（如RhoA、Rac1），调控LIM激酶（LIMK）和cofilin，介导肌动蛋白重排，影响细胞迁移和粘附。此外，TGF-β激活MAPK级联反应（包括ERK、JNK、p38）和PI3K/AKT通路，分别参与细胞增殖、应激反应及存活调控。在炎症与癌症中，TGF-β通过NF-κB通路增强免疫抑制微环境，并通过RAS-ERK级联促进上皮-间质转化（EMT）和肿瘤转移。

3. 通路间的交叉调控​​

经典与非经典通路通过受体酪氨酸激酶（RTKs）和分泌因子（如PDGF）交互。例如，TGF-β激活的ERK可增强Smad复合物的转录活性，而PI3K/AKT通路通过调节Smad蛋白稳定性影响信号输出。这种crosstalk使TGF-β在组织修复（经典通路主导）与纤维化/癌症（非经典通路主导）中发挥双重作用。

图3 TGF-β诱导典型和非典型信号通路。

TGF-β1的生物学功能

纤维化

TGF-β1在肺纤维化中扮演核心驱动因子。通过经典Smad依赖通路（磷酸化Smad2/3并与Smad4形成复合物）和非经典通路（激活mTOR、MAPK等信号）调控细胞外基质（ECM）合成与降解失衡。其作用包括：

成纤维细胞活化与ECM沉积：低浓度TGF-β1促进成纤维细胞增殖并招募至纤维化位点，通过上调胶原蛋白（如COL1A1）、纤连蛋白等ECM成分的表达，导致器官结构破坏。

巨噬细胞调控：TGF-β1作为趋化因子吸引巨噬细胞至纤维化病灶，诱导其分泌IL-11、CTGF等促纤维化因子，并通过激活WNT/β-catenin、Notch等通路增强纤维化微环境。

上皮-间质转化（EMT）与血管重塑：TGF-β1通过SMAD3/β-catenin协同作用诱导EMT，促进上皮细胞获得间质特性，同时激活Jagged1/Notch信号驱动血管内皮细胞向间质转化，加剧纤维化进程。

图4 TGF-β在纤维化中的功能

肿瘤微环境

TGF-β1在肿瘤微环境（TME）中扮演双重角色，其作用随肿瘤进展阶段动态演变：

早期抑癌与免疫调控：在肿瘤发生初期，TGF-βRI通过经典SMAD信号通路（如SMAD2/3磷酸化）抑制免疫抑制性细胞（如髓系来源抑制细胞MDSCs）的增殖，维持抗肿瘤免疫应答。同时，它阻断CD4⁺ T细胞向调节性T细胞（Tregs）分化，并抑制树突状细胞（DCs）的抗原呈递功能，从而限制CD8⁺ T细胞的活化和细胞因子分泌（如IFN-γ、IL-2）。

图5 TGF-β在TME中的功能

晚期促癌与免疫逃逸：在肿瘤进展期，TGF-βRI信号转为促癌。它通过非经典通路（如PI3K/AKT、RHO、JNK）诱导上皮-间质转化（EMT），促进肿瘤侵袭和转移。同时，TGF-βRI增强PD-1表达，导致T细胞耗竭，并刺激血管生成（如通过SMAD3上调血小板反应蛋白-4）。此外，TGF-βRI与酪氨酸激酶受体（如PDGF）的串扰进一步重塑TME，形成纤维化基质和免疫抑制网络。

其他类型疾病

TGF-β1在疾病中呈现多效性作用，其功能具有显著的组织和阶段依赖性。在免疫相关疾病中，TGF-β1具有双重角色：早期通过诱导调节性T细胞（Tregs）分化抑制炎症，晚期则通过促进IL-11、CTGF等促纤维化因子分泌加剧免疫抑制微环境，参与类风湿关节炎、炎症性肠病等病理过程。此外，TGF-β1在心血管疾病中通过调控平滑肌细胞表型和血管重塑，与动脉粥样硬化、高血压相关，其非经典信号（如ERK）可抑制平滑肌细胞迁移，形成病理保护性屏障。在癌症中，TGF-β1早期抑制肿瘤增殖，但晚期通过EMT和血管生成促进转移，靶向其信号通路（如Galunisertib）已成为潜在治疗策略。

图6 基于TGF-β信号通路的疾病潜在治疗策略

TGF-β1作为多效性细胞因子的核心调控枢纽，其功能复杂性使其在生理修复与病理进展中均扮演关键角色。斯达特上新TGF-β1 OneStep ELISA Kit，适用于多个物种！OneStep ELISA仅需1h即可完成实验，高灵敏度双抗夹心检测，让您的ELISA快准稳！

货号：S0C3056

反应种属：Human/Monkey/Mouse/Rat/Rabbit/Porcine/Goat/Bovine/Horse/Donkey

样本类型：细胞上清、血清、血浆

灵敏度：10.58 pg/ml

Range：15.63 pg/mL – 1000 pg/mL

精确度：Intra-assay: 6.1%；Inter-assay: 9.7%

线性度

样本：人PBMC细胞

线性度

样本：人血清

线性度

样本：人血浆

线性度

样本类型：猴血清（1.25%）、小鼠血清（0.625%）、大鼠血清（1.25%）、兔血清（5%）、驴血清（2.5%）、山羊血清（1.25%） 和马血清（5%）

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