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2'2'-cGAMP钠盐:性质、机制与研究应用

2'2'-cGAMP(sodium salt) 是非经典环状二核苷酸2'2'-环GMP-AMP的水溶性钠盐形式,作为直接STING激动剂广泛用于研究,以激活天然免疫信号通路。

化学类别
非经典环状二核苷酸(含2'–5'与3'–5'磷酸二酯键变体)
主要靶点
STING(干扰素基因刺激蛋白)
盐型
钠盐(增强水溶性)
主要生物学效应
激活cGAS-STING通路,诱导I型干扰素及促炎细胞因子的产生
研究应用
天然免疫、抗肿瘤免疫治疗、疫苗佐剂开发、自噬研究
储存建议
–20°C保存,避光防潮;根据需要用无菌水或DMSO复溶

什么是2'2'-cGAMP钠盐?

2'2'-cGAMP(2'2'-环鸟苷单磷酸–腺苷单磷酸)钠盐是一种合成环状二核苷酸,也是由cGAS酶(环GMP-AMP合酶)产生的经典2'3'-cGAMP的结构异构体。与含一个2'–5'键和一个3'–5'磷酸二酯键的经典2'3'-cGAMP不同,2'2'-cGAMP含有两个2'–5'磷酸二酯键,属于具有独特结合特性的非经典异构体。

钠盐制剂可提高化合物的水溶性和稳定性,便于在细胞实验和体内研究中使用。作为研究级试剂,2'2'-cGAMP钠盐(Aladdin货号:C1429334)使研究人员能够在不依赖上游cGAS酶活性的情况下,独立研究STING介导的天然免疫激活。

作用机制:cGAS-STING通路激活

cGAS-STING信号轴是天然免疫监视的核心通路,负责检测来自微生物或内源性的胞质双链DNA(dsDNA)。在生理条件下,cGAS在结合dsDNA后催化ATP和GTP合成2'3'-cGAMP。该第二信使随后与定位于内质网的跨膜蛋白STING结合并将其激活。

2'2'-cGAMP钠盐作为STING的直接配体,完全绕过cGAS的参与。与STING配体结合域结合后,可诱导STING二聚化,促使其从内质网转位至高尔基体,并招募TBK1(TANK结合激酶1)。TBK1随后磷酸化IRF3,驱动其核转位并转录激活I型干扰素(IFN-α/β)。与此同时,NF-κB的激活导致TNF-α、IL-6和IL-12等促炎细胞因子的产生。

由于2'2'-cGAMP采用非经典磷酸二酯键,其与人源STING的亲和力可能与2'3'-cGAMP存在差异,研究人员在设计实验时应考虑物种和亚型特异性的STING结合特性。

研究应用

天然免疫研究:2'2'-cGAMP钠盐用于刺激巨噬细胞、树突状细胞及其他天然免疫细胞中STING依赖性干扰素应答,可在不引入外源DNA干扰的情况下,对下游信号通路进行机制解析。

肿瘤免疫治疗:包括cGAMP类似物在内的STING激动剂在重塑肿瘤微环境方面受到广泛关注。瘤内或全身给予STING激动剂可促进树突状细胞成熟、细胞毒性T淋巴细胞招募,并产生持久的抗肿瘤免疫应答。

疫苗佐剂开发:环状二核苷酸正作为新一代佐剂被评估,可诱导强效的细胞和体液免疫。2'2'-cGAMP钠盐可作为工具化合物,在临床前模型中对佐剂活性进行基准评估。

自噬研究:新兴证据表明STING激活可与自噬信号相互交叉,2'2'-cGAMP为研究这些关联提供了药理学工具。

异构体比较研究:由于2'2'-cGAMP和2'3'-cGAMP具有相同分子式但磷酸二酯键区域化学不同,使用两种异构体进行平行研究有助于阐明STING结合界面的构效关系。

操作、复溶与储存指南

复溶:由于采用钠盐形式,2'2'-cGAMP钠盐通常可溶于无菌水和水性缓冲液。用于细胞实验时,建议用无菌无核酸酶水配制储备液,必要时进行过滤除菌。若特定制剂水溶性不足,可低比例使用DMSO;但需确认最终培养基中DMSO浓度不超过细胞毒性阈值(通常≤0.1% v/v)。

储存:冻干或固体物料应在–20°C干燥避光条件下保存。复溶后应分装为单次用量,以避免反复冻融导致降解。复溶液应尽快使用,或短期储存于–80°C。

操作注意事项:尽管2'2'-cGAMP钠盐未被归类为急性危险品,操作时仍应佩戴标准实验室防护装备(手套、实验服、护目镜)。由于该化合物是强效免疫激活剂,应避免产生气溶胶和皮肤接触。使用前请查阅产品安全数据表(SDS)。

质量注意事项:为获得可重复的实验结果,应使用具有质量记录的研究级材料(HPLC纯度通常≥98%)。在关键实验前,请核查批次特定的分析证书。

常见问题

请参阅下方常见问题部分,了解有关2'2'-cGAMP钠盐的常见解答,包括与2'3'-cGAMP的比较、推荐工作浓度及物种特异性STING激活注意事项。

常见问题

2'2'-cGAMP与2'3'-cGAMP有什么区别?

两者均为激活STING的环状GMP-AMP异构体,但磷酸二酯键的区域化学不同。2'3'-cGAMP是人源cGAS的经典产物,含一个2'–5'键和一个3'–5'键;而2'2'-cGAMP含两个2'–5'键。这一结构差异影响其与人源及非人源STING直系同源蛋白的结合亲和力,并可能导致细胞实验中效价不同。

2'2'-cGAMP在细胞实验中的常用工作浓度是多少?

工作浓度因细胞类型、递送方式和检测终点而异。文献报道的浓度范围较宽;研究人员通常从低微摩尔浓度范围进行滴定,以确定适合其特定体系的最佳剂量。由于环状二核苷酸膜通透性较差,直接胞内递送方法(如脂质体转染或洋地黄毒苷通透化处理)通常所需浓度低于胞外给药。

2'2'-cGAMP能否在所有物种中同等激活STING?

不能。STING在不同物种之间,乃至人类等位基因变体之间(如HAQ、REF、AQ)均存在显著的序列和结构多态性。2'2'-cGAMP与人源、鼠源及其他物种STING蛋白的结合亲和力可能存在实质性差异。研究人员应在所用特定细胞系或动物模型中验证激活效果,并在条件允许时参阅物种特异性结合数据。

如何将2'2'-cGAMP递送至细胞内?

由于环状二核苷酸膜通透性有限,常用以下几种递送策略:(1)阳离子脂质转染试剂将化合物包裹并递送至胞内;(2)洋地黄毒苷或其他温和去垢剂通透化方案,适用于原代细胞;(3)电穿孔,适用于难转染细胞类型。若采用胞外刺激,可能需要较高浓度,或考虑使用膜通透性前药类似物。

确认2'2'-cGAMP激活STING的下游检测指标有哪些?

常用检测指标包括:通过ELISA或Luminex定量检测分泌型IFN-β、CXCL10/IP-10、TNF-α和IL-6;通过Western印迹检测磷酸化IRF3(Ser396)、磷酸化TBK1和磷酸化STING;使用干扰素刺激反应元件(ISRE)或NF-κB启动子驱动的荧光素酶报告基因进行检测;以及通过流式细胞术分析树突状细胞表面共刺激分子的上调情况。

参考文献

  1. Ablasser A, et al. cGAS produces a 2'-5'-linked cyclic dinucleotide second messenger that activates STING. Nature. 2013.
  2. Diner EJ, et al. The innate immune DNA sensor cGAS produces a noncanonical cyclic dinucleotide that activates human STING. Cell Rep. 2013.
  3. Gao P, et al. Cyclic [G(2',5')pA(3',5')p] is the metazoan second messenger produced by DNA-activated cyclic GMP-AMP synthase. Cell. 2013.
  4. Chin EN, et al. Antitumor activity of a systemic STING-activating non-nucleotide cGAMP mimetic. Science. 2020.

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

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Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《2'2'-cGAMP钠盐:性质、机制与研究应用》. 阿拉丁知识库,更新于 2026年11月11日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/2-2-cgamp-sodium-salt-properties-mechanisms-research-use.html
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