总 β- 抑制蛋白 1(Total B-arrestin 1)细胞检测法可监测总 β- 抑制蛋白 1 的水平,用于检测各类细胞中内源性或过表达的 β- 抑制蛋白 1 的表达情况。β- 抑制蛋白 1 属于 β- 抑制蛋白(n/beta-arrestin)家族,已知其参与 G 蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors,GPCRs)介导的脱敏过程。此外,β- 抑制蛋白 1 还能特异性减弱细胞对激素、神经递质或感觉信号等刺激的反应。由于 β- 抑制蛋白 1 在多种组织中均有表达,研究认为它可能通过调控受体介导的信号通路,在多种癌症及其他人类疾病(如糖尿病)中发挥重要作用。
总 β- 抑制蛋白 1 检测法可对细胞裂解液中 β- 抑制蛋白 1 的表达水平进行定量分析。与蛋白质印迹法(Western Blot)不同,该检测法完全基于微孔板进行,无需凝胶、电泳或转膜步骤。其核心原理是使用两种标记抗体:一种偶联供体荧光团,另一种偶联受体荧光团,且两种抗体均对 β- 抑制蛋白 1 上的特定表位具有高特异性。
当细胞提取物中存在 β- 抑制蛋白 1 时,加入上述两种偶联抗体后,供体荧光团与受体荧光团会因抗体与蛋白的结合而靠近,进而产生荧光共振能量转移(FRET)信号。该信号的强度与样品中 β- 抑制蛋白 1 的浓度呈直接正相关,且整个检测过程无需洗涤步骤,可直接评估目标蛋白的表达水平。
双板检测方案的操作流程如下:首先在 96 孔板中培养细胞,待细胞培养完成后进行裂解;随后将裂解液转移至 384 孔小体积检测板中,再加入总 β- 抑制蛋白 1 HTRF 检测试剂。该方案的优势在于可同时监测细胞的存活率与融合度。
使用 HTRF 试剂检测总 β- 抑制蛋白 1 时,可在同一块微孔板中完成细胞培养、刺激与裂解操作,无需任何洗涤步骤。该方案专为高通量筛选(HTS)设计,既能实现实验体系的微型化,又能保持 HTRF 检测技术特有的高稳定性与可靠性。
实验采用 HepG2 细胞(人肝癌细胞),在含完全培养基的 T175 培养瓶中,于 37℃、5% CO₂条件下培养。孵育 72 小时后,加入 3mL 1× 裂解缓冲液 #4,在室温下轻柔振荡 30 分钟以裂解细胞。
使用裂解缓冲液对细胞裂解液进行系列稀释,取 13μL 各稀释度的裂解液加入小体积白色微孔板中,随后加入 3μL 裂解缓冲液和 4μL HTRF 总 β- 抑制蛋白 1 检测试剂。同时,取等量裂解液分别采用 HTRF 检测法与蛋白质印迹法进行平行对比实验。
结果显示:至少在本实验条件下,HTRF 总 β- 抑制蛋白 1 检测法的灵敏度是蛋白质印迹法的 16 倍。
实验选取三种细胞系验证物种兼容性,分别为人源 HepG2 细胞、仓鼠源 CHO-K1 细胞(中国仓鼠卵巢细胞)和鼠源 NIH 3T3 细胞(小鼠胚胎成纤维细胞)。将三种细胞以每孔 100,000 个细胞的密度接种于 96 孔板的细胞培养基中,在 37℃、5% CO₂条件下孵育 24 小时。之后移除培养基,加入 50μL 裂解缓冲液,室温轻柔振荡 30 分钟裂解细胞。取 16μL 裂解液转移至 384 孔白色小体积微孔板中,再加入 4μL HTRF 总 β- 抑制蛋白 1 检测试剂,室温孵育 3 小时后记录 HTRF 信号。
实验结果表明:三种细胞系中 β- 抑制蛋白 1 的表达水平,与文献报道数据及使用相同细胞进行的蛋白质印迹法实验结果具有良好的相关性,证明该检测法适用于人、仓鼠、小鼠等多个物种的细胞检测。
在 GPCR 信号通路中,β- 抑制蛋白通过调控激动剂介导的 GPCR 信号传导发挥核心作用,具体功能包括:介导受体的脱敏与复敏过程;作为丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路(如 MAPK1/3 或 AKT1 通路)的信号支架;参与泛素 - 蛋白连接酶向受体的募集。
β- 抑制蛋白是一种多价衔接蛋白,可使 GPCR 的信号传导模式发生转换:从依赖 G 蛋白、在细胞膜上传递短期信号的模式,转变为依赖 β- 抑制蛋白、在受体内化并转运至细胞内区室时启动的、传递特定信号组的模式。
- GPCR 脱敏过程:β- 抑制蛋白与经 G 蛋白偶联受体激酶(GRK)磷酸化的受体结合,通过空间位阻作用阻止受体与 G 蛋白结合,从而抑制 G 蛋白介导的信号通路,实现受体脱敏。
- 受体内化过程:β- 抑制蛋白作为内吞衔接蛋白,将 GPCR 募集到网格蛋白包被小窝中的衔接蛋白 2 复合物(AP-2)上,介导多种受体的内化;内化后的 β- 抑制蛋白 - 受体复合物会转运至细胞内的内体中。此外,β- 抑制蛋白介导的受体内化模式会因受体类型和细胞类型的不同而存在差异。
- 受体复敏过程:受体需先与结合的 β- 抑制蛋白分离,才能发生去磷酸化并转运回细胞膜,完成复敏过程。
需注意的是,β- 抑制蛋白对 GPCR 信号通路的参与程度,会因受体类型、激动剂种类及细胞类型的不同而存在显著差异。