AbMole小課堂|Noggin蛋白：如何在干細胞與類器官研究中發揮重要作用Noggin蛋白是一種在脊椎動物胚胎發育多個階段發揮關鍵作用的分泌蛋白，其通過抑制骨形態發生蛋白（BMP）信號通路，參與神經誘導、骨骼系統關節形成、胚胎背腹軸發育等多種重要過程ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[1]。重組Noggin蛋白（AbMole，M9999）主要通過基因工程技術制備，并利用哺乳動物細胞進行表達，具有Noggin蛋白相同的功能。重組Noggin蛋白的作用機制重組Noggin蛋白（RecombinantHumanNogginProtein，AbMole，M9999）主要通過抑制BMP信號通路發揮作用。它能夠與多種BMP（如BMP-2、BMP-4、BMP-7等）以非常高的親和力（pmol級）結合ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[2]，對BMP2和BMP4的結合偏好性高于BMP7。Noggin蛋白結合BMPs后，阻斷了BMPs與I型和II型受體之間的識別與結合，使得BMP無法激活下游信號通路，影響細胞的存活、增殖和分化等過程ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[3]。特別是在胚胎發育過程中，BMP信號通路對細胞的分化方向起著關鍵調控作用，Noggin蛋白通過抑制該通路，可改變細胞的分化命運ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[4]。圖SEQ圖\*ARABIC1.Aschematicrepresentationofthebonemorphogeneticproteins(BMP)signalingcascadeADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[3].重組Noggin蛋白的研究應用重組Noggin蛋白在干細胞中的研究應用胚胎干細胞（ESCs）和誘導多能干細胞（iPSCs）的多能性維持是干細胞研究的關鍵ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[5]。BMP信號通路在干細胞分化過程中起到重要的調控作用，激活該通路會促使干細胞向不同譜系分化。重組Noggin蛋白能夠有效抑制BMP信號，從而維持干細胞的多能性ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[6]。在小鼠ESCs培養中，添加重組Noggin蛋白（RecombinantNogginProtein，AbMole，M9999）可顯著降低BMP誘導的中胚層和滋養層細胞分化，保持ESCs處于未分化狀態，維持其自我更新能力。研究表明，Noggin蛋白通過抑制BMP-Smad信號通路，減少下游靶基因如Id1、Id2的表達，進而維持干細胞的多能性相關基因（如Oct4、Sox2、Nanog）的表達水平ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[7]。重組Noggin蛋白（RecombinantHumanNogginProtein，AbMole，M9999）在誘導干細胞向特定細胞類型分化方面也發揮著重要作用。在神經干細胞分化研究中，Noggin蛋白可抑制BMP信號，促進神經干細胞向神經元方向分化。在體外培養體系中，向神經干細胞培養基中添加重組Noggin蛋白，能夠減少膠質細胞的生成，顯著提高神經元的分化比例ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[8]。此外，在間充質干細胞（MSCs）的分化過程中，Noggin蛋白可抑制BMP誘導的成骨分化，同時促進其向脂肪細胞、軟骨細胞等其他譜系分化ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[9]。并且，通過調節Noggin蛋白的濃度和作用時間，可精確調控干細胞的分化方向，為組織修復和再生醫學研究提供了重要的細胞來源ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[10]。重組Noggin蛋白在類器官中的研究應用重組Noggin蛋白（RecombinantHumanNogginProtein，AbMole，M9999）可以促進類器官的形成，在腸道類器官培養中，添加重組Noggin蛋白和R-Spondin1（RSPO1，AbMole，M15009）可維持腸干細胞的增殖能力，從而促進腸道類器官的形成ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[11]。研究表明，Noggin蛋白能夠上調腸道類器官起始過程中關鍵基因（如Lgr5、Ascl2）的表達，促進腸干細胞的增殖。重組Noggin蛋白還可通過調控BMP信號，影響類器官中不同細胞類型的分化和組織形態的形成ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[12]。在肝臟類器官發育過程中，Noggin蛋白抑制BMP信號，促進肝祖細胞向肝細胞分化，同時抑制肝祖細胞向膽管細胞分化，從而調控肝臟類器官的細胞組成和組織結構ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[13]。此外，在腦類器官研究中，Noggin蛋白參與調控神經外胚層的分化和神經組織的形態發生，影響腦類器官的結構和功能發育ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[14]。重組Noggin蛋白用于發育生物學研究重組Noggin蛋白（RecombinantHumanNogginProtein，AbMole，M9999）是研究胚胎發育機制的重要工具。通過在胚胎發育模型（如小鼠胚胎、非洲爪蟾胚胎等）中添加或敲低Noggin蛋白，觀察胚胎發育過程中的形態和分子變化，深入了解胚胎發育的調控機制ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[15]。參考文獻ADDINEN.REFLIST[1]L.B.Zimmerman,J.M.DeJesús-Escobar,R.M.Harland,TheSpemannorganizersignalnogginbindsandinactivatesbonemorphogeneticprotein4,Cell86(4)(1996)599-606.[2]W.M.Westra,D.Straub,F.Milano,etal.,InhibitionoftheBMPpathwaypreventsdevelopmentofBarrett's-associatedadenocarcinomainasurgicalratmodel,Diseasesoftheesophagus:officialjournaloftheInternationalSocietyforDiseasesoftheEsophagus35(5)(2022).[3]S.Pizette,L.Niswander,BMPsnegativelyregulatestructureandfunctionofthelimbapicalectodermalridge,Development(Cambridge,England)126(5)(1999)883-94.[4]I.LaRosa,L.Camargo,M.M.Pereira,etal.,Effectsofbonemorphogenicprotein4(BMP4)anditsinhibitor,Noggin,oninvitromaturationandcultureofbovinepreimplantationembryos,Reproductivebiologyandendocrinology:RB&E9(2011)18.[5]F.Gao,S.Wu,Y.Li,etal.,InhibitionofTGF-βpathwayimprovedthepluripotencyofporcinepluripotentstemcells,Invitrocellular&developmentalbiology.Animal59(2)(2023)142-152.[6]Y.Zhang,J.Zhou,Z.Fang,etal.,Nogginversusbasicfibroblastgrowthfactoronthedifferentiationofhumanembryonicstemcells,Neuralregenerationresearch8(23)(2013)2171-7.[7]S.Taleahmad,A.Salari,A.Samadian,etal.,BMP4signalingplayscriticalrolesinself-renewalofR2imouseembryonicstemcells,Biochemicalandbiophysicalresearchcommunications617(Pt1)(2022)8-15.[8]W.Liu,F.Luo,H.Wu,etal.,NogginProteincanInducetheDifferentiationofRatBoneMarrowMesenchymalStemCellstoNeuronsandRepairSpinalCordInjury,Discoverymedicine..35(179)(2023)956-964.[9]A.Sawant,D.Chanda,T.Isayeva,etal.,Nogginisnovelinducerofmesenchymalstemcelladipogenesis:implicationsforbonehealthandobesity,TheJournalofbiologicalchemistry287(15)(2012)12241-9.[10]X.K.Sun,J.Zhou,L.Zhang,etal.,Down-regulationofNogginandmiR-138coordinatelypromoteosteogenesisofmesenchymalstemcells,Journalofmolecularhistology48(5-6)(2017)427-436.[11]D.L.Hacker,P.Ordó?ez-Morán,Large-ScaleProductionofRecombinantNogginandR-Spondin1ProteinsRequiredfortheMaintenanceofStemCellsinIntestinalOrganoidCultures,Methodsinmolecularbiology(Clifton,N.J.)2171(2020)171-184.[12]T.Sato,R.G.Vries,H.J.Snippert,etal.,SingleLgr5stemcellsbuildcrypt-villusstructuresinvitrowithoutamesenchymalniche,Nature459(7244)(2009)262-5.[13]J.Lee,S.J.Mun,Y.Shin,etal.,Advancesinliverorganoids:modelsystemsforliverdisease,Archivesofpharmacalresearch45(6)(2022)390-400.[14]F.Li,Z.He,Y.Li,etal.,CombinedactivinA/LiCl/Noggintreatmentimprovesproductionofmouseembryonicstemcell-deriveddefini