激活素（activins）和抑制素（inhibins）均属于TGF-β超家族，由不同的抑制素亚基组合形成，但在垂体促卵泡激素（follicle-stimulating hormone，FSH）调节中具有相反作用。激活素可促进FSH合成和分泌，抑制素则通过竞争激活素受体限制相关信号。除生殖内分泌调控外，激活素系统还参与胚胎发育、造血、免疫调节、组织修复、纤维化、肌肉和骨代谢以及肿瘤进展。激活素配体、受体及其内源性调节蛋白已成为疾病机制研究、生物标志物检测和靶向药物开发的重要对象。

        关键词：激活素；抑制素；Activin A；INHBA；ACVR1B；ACVR2A；ACVR2B；SMAD2/3；生殖调节；纤维化；靶向治疗

1 激活素与抑制素的分子组成

1.1 抑制素亚基与二聚体形式

（1）β亚基组成

        INHBA、INHBB、INHBC和INHBE分别编码抑制素βA、βB、βC和βE亚基。不同β亚基以同源或异源二聚体形式组合，可形成不同类型的激活素。

        Activin A由两个βA亚基组成，Activin B由两个βB亚基组成，Activin AB则由βA和βB亚基组成。不同二聚体在组织分布、受体结合和生物学作用方面存在差异。

（2）α亚基与抑制素形成

        INHA编码抑制素α亚基。α亚基与βA或βB亚基形成异源二聚体，分别构成Inhibin A和Inhibin B。

        抑制素并非激活素的简单失活形式，而是具有独立结构和受体调节机制的内分泌及旁分泌因子。

表1 激活素与抑制素的主要分子组成

1.2 Activin A的分子特征

        Activin A是研究最充分的激活素，由两个抑制素βA亚基组成。INHBA编码的是βA亚基，而不是完整的Activin A二聚体。

        Activin A广泛表达于性腺、垂体、胎盘、免疫组织、血管和结缔组织。其作用具有明显的细胞类型、浓度和时间依赖性。在部分细胞中，Activin A可抑制增殖并促进分化；在持续炎症或组织损伤条件下，过度激活的Activin A信号也可能促进成纤维细胞活化、细胞外基质沉积和组织纤维化。

1.3 激活素与抑制素的功能关系

（1）FSH调节

        激活素可促进垂体FSH合成和分泌，抑制素则由性腺产生并反馈抑制FSH释放。二者共同维持垂体—性腺轴的动态平衡。

（2）受体水平竞争

        抑制素通常不通过直接结合Activin A发挥作用，而是在共受体TGFBR3，又称betaglycan，辅助下与ACVR2A或ACVR2B结合，从而减少激活素与II型受体接触的机会。

（3）配体中和

        Follistatin可直接结合Activin A、Activin B等配体，阻止其与II型受体结合，是激活素系统的重要胞外中和蛋白。

2 激活素受体与信号传导

2.1 受体复合物的形成

（1）II型受体结合

        Activin A首先与细胞膜上的II型受体ACVR2A或ACVR2B结合。两种受体均具有丝氨酸/苏氨酸激酶结构域，可募集并磷酸化I型受体。

（2）I型受体募集

        Activin A经典信号中的主要I型受体为ACVR1B，也称ALK4。配体结合II型受体后，ACVR1B被募集至复合物中，并由II型受体磷酸化激活。

        完整信号复合物通常由激活素二聚体、两个II型受体和两个I型受体共同组成。

2.2 SMAD2/3经典信号通路

（1）SMAD2/3磷酸化

        激活后的ACVR1B可磷酸化受体调节型SMAD蛋白SMAD2和SMAD3。磷酸化的SMAD2/3与SMAD4形成复合物并进入细胞核。

（2）靶基因调控

        SMAD复合物进入细胞核后，与转录因子、共激活因子或共抑制因子共同调节靶基因表达。相关基因涉及细胞周期、分化、细胞外基质生成、炎症反应和组织修复。

（3）细胞背景依赖性

        相同的Activin A刺激在不同细胞中可能产生不同结果。其原因包括受体表达量、SMAD共调节因子、染色质状态及其他信号通路活性的差异。

图1 激活素A介导的经典与非经典信号传导通路

2.3 非经典信号通路

（1）MAPK相关信号

        Activin A可在部分细胞中调节ERK1/2、p38 MAPK和JNK信号，从而影响细胞增殖、应激反应、迁移及炎症因子表达。

（2）PI3K/AKT信号

        Activin A还可与PI3K/AKT通路发生交叉调节，影响细胞存活、代谢和蛋白合成。

（3）Wnt相关信号

        在胚胎发育、干细胞分化和组织重塑中，激活素信号可与Wnt通路共同调节细胞命运。非经典信号的强度和方向取决于细胞类型及实验条件。

2.4 激活素信号的负调控

（1）Follistatin通过直接结合激活素配体，阻止配体与ACVR2A或ACVR2B结合。

（2）抑制素在TGFBR3辅助下竞争II型受体，降低激活素受体复合物形成。

（3）抑制性SMAD蛋白、受体内化及蛋白降解可限制信号持续时间。

（4）激活素、抑制素、Follistatin和受体的相对表达水平共同决定最终信号强度。

3 激活素与抑制素的生理功能

3.1 生殖内分泌调节

（1）垂体FSH调节

        激活素可促进FSH相关基因表达和分泌，抑制素则提供来自性腺的负反馈信号，避免FSH持续过度升高。

（2）女性生殖功能

        激活素和抑制素参与卵泡发育、优势卵泡选择、排卵、月经周期调节、胚胎着床和妊娠维持。不同生殖阶段中配体、受体及Follistatin的表达变化共同维持局部稳态。

（3）男性生殖功能

        激活素系统可影响睾丸发育、支持细胞功能、精子发生和雄激素相关调节。Inhibin B是男性生殖轴中重要的反馈调节因子。

3.2 造血与细胞分化

        激活素相关通路参与造血祖细胞分化和红细胞成熟。Activin A还可与BMP、VEGF和FGF等因子联合，用于多能干细胞向中胚层或造血谱系分化。

        ACVR2A或ACVR2B胞外结构域构建的配体捕获蛋白可改变多种TGF-β超家族配体的可利用性，从而调节晚期红系成熟。其作用通常并非只针对单一激活素配体。

3.3 组织发育与损伤修复

（1）组织形成

        激活素信号参与胚胎发育、器官形成和细胞命运决定。不同时间窗口中的信号强度可影响细胞是否继续增殖、进入分化或发生组织重排。

（2）伤口修复

        组织损伤后，Activin A可调节炎症细胞、上皮细胞和成纤维细胞的反应。适度而短暂的信号有助于组织修复，持续或过强的信号则可能促进异常瘢痕和纤维化。

3.4 肌肉、骨和代谢调节

（1）肌肉和骨组织

        ACVR2A和ACVR2B可识别多种与肌肉量及骨代谢相关的TGF-β超家族配体。调节这些受体的配体结合能力，可影响肌肉生长、骨重塑和组织再生。

（2）脂肪与能量代谢

        Activin E及INHBE相关信号主要受到肝脏和脂肪代谢研究的关注。INHBE表达变化可能与脂质代谢、肥胖和胰岛素敏感性改变有关。

3.5 免疫与炎症调节

        Activin A可由巨噬细胞、树突状细胞、血管细胞和组织基质细胞产生，并影响免疫细胞分化、细胞因子表达和组织浸润。

        Activin A并非固定的促炎或抗炎因子。其作用受到细胞来源、局部浓度、刺激时间及疾病阶段影响，因此需要结合具体模型判断。

4 激活素系统失调与疾病

4.1 生殖系统疾病

        激活素、抑制素和Follistatin失衡可能干扰卵泡发育、排卵、雄激素合成和妊娠维持，并与多囊卵巢综合征、性腺功能异常及妊娠相关并发症有关。

        Inhibin A和Inhibin B还可用于评估部分性腺功能状态，但检测结果需要结合年龄、性别、生殖周期和其他激素指标解释。

4.2 炎症与纤维化

        持续增强的Activin A–ACVR2A/ACVR2B–ACVR1B–SMAD2/3信号可促进成纤维细胞活化、胶原生成和细胞外基质沉积。

        该过程可参与肺、肝、肾及其他组织的纤维化。Activin A同时影响炎症因子表达，使慢性炎症和纤维化形成相互促进的调控网络。

4.3 肿瘤发生与进展

（1）生长抑制作用

        在部分细胞或肿瘤早期阶段，SMAD2/3信号可抑制细胞增殖并促进分化。

（2）促肿瘤作用

        在进展期肿瘤或特定微环境中，激活素信号也可能促进细胞迁移、侵袭、基质重塑和免疫抑制。

（3）标志物研究

        INHBA、INHBB、ACVR2A和ACVR2B表达异常可用于卵巢癌、前列腺癌、乳腺癌、肺癌及其他肿瘤研究。单独检测某一种配体升高不足以判断其促癌或抑癌作用，还应结合受体表达和SMAD信号状态。

4.4 神经和肌肉骨骼疾病

        激活素受体信号可影响神经细胞应激、肌肉量、骨形成和组织再生。ACVR2B相关靶向策略因此被用于肌肉萎缩、恶病质及部分神经肌肉疾病研究。

        由于ACVR2A和ACVR2B可结合多种配体，广泛阻断受体可能同时影响造血、血管、代谢和生殖系统，需要控制靶向范围和剂量。

5 激活素靶向治疗策略

5.1 配体捕获型受体融合蛋白

        ACVR2A-Fc和ACVR2B-Fc由受体胞外结构域与Fc片段融合形成，可作为可溶性配体捕获分子，与循环或组织中的配体竞争结合。

        ACVR2A-Fc类分子可用于血液疾病和相关受体药理研究，ACVR2B-Fc类分子则常用于肌肉量、骨代谢和恶病质相关研究。

        这类融合蛋白可同时结合多种TGF-β超家族配体，其作用不能简单解释为特异性抑制Activin A。

5.2 配体和受体靶向抗体

（1）配体中和抗体

        针对Activin A或相关抑制素亚基的抗体可用于检测、配体中和及疾病机制研究。配体抗体的特异性需要区分完整二聚体、游离亚基和前体蛋白。

（2）ACVR2A和ACVR2B抗体

        针对ACVR2A或ACVR2B的抗体可用于受体表达检测、配体结合分析和受体功能干预。不同抗体可能分别表现为结合、阻断或受体调节作用，不能仅根据靶点名称推断其药理性质。

（3）ACVR1B/ALK4抗体

        ACVR1B抗体可用于检测Activin A经典I型受体的表达和定位，并辅助验证SMAD2/3信号是否依赖ALK4。

5.3 主要靶点与研究方向

5.4 靶向治疗的关键限制

（1）激活素配体与受体之间存在多对多关系，干预单一受体可能同时影响多种配体。

（2）同一种激活素在不同组织和疾病阶段中可能产生不同作用。

（3）全身性抑制可能影响生殖、造血、血管、肌肉和骨代谢。

（4）Fc融合引起的二聚化和多价结合可增强配体捕获，其药理性质与天然膜受体并不完全相同。

（5）靶向治疗需要结合配体水平、受体表达及SMAD信号活性筛选适用模型或人群。

6 激活素研究的实验设计

        重组Activin A、ACVR2A和ACVR2B蛋白可用于ELISA、表面等离子体共振、生物层干涉及细胞结合实验，分析配体—受体亲和力、受体选择性和竞争性抑制。

        His标签受体蛋白可用于固定化和亲和力检测；具有独立配体结合能力的ACVR2A-Fc和ACVR2B-Fc等融合蛋白可用于配体捕获实验。Fc介导的二聚化可能提高表观结合强度，而ALK4等I型受体胞外结构域通常需要与II型受体共同参与配体复合物形成，因此不能仅根据Fc标签判断其配体捕获能力。

6.2 细胞信号检测

（1）经典信号

        Activin A处理后可检测SMAD2/3磷酸化、SMAD复合物核转位和下游基因表达。短时间处理适合分析受体激活及SMAD磷酸化，长时间处理适合观察转录和细胞表型变化。

（2）非经典信号

        ERK1/2、p38 MAPK、JNK和AKT磷酸化可用于分析Activin A相关非经典信号。实验中应设置受体阻断或SMAD干预对照，以区分平行信号和继发效应。

6.3 细胞分化与功能研究

（1）干细胞分化

        Activin A可与BMP、VEGF和FGF等因子联合，用于多能干细胞向中胚层和造血谱系分化。分化结果可通过基因表达和细胞表面标志物检测进行评价。

（2）细胞增殖

        特定细胞对Activin A具有增殖抑制反应，可用于评价重组蛋白生物活性。仅检测蛋白纯度不能替代功能性活性测定。

（3）迁移和侵袭

        外源Activin A、Activin B刺激或INHBA、INHBB表达干预可用于研究肿瘤细胞和基质细胞的迁移、侵袭及细胞外基质变化。

6.4 蛋白定量与生物标志物研究

        Activin A ELISA试剂盒可用于检测血清、血浆和细胞培养上清中的蛋白水平。样本检测时应注意游离配体、Follistatin结合配体和受体结合复合物可能具有不同的抗体识别效率。

        生物标志物研究还应结合受体表达、p-SMAD2/3水平和相关临床或组织学指标，避免仅依据Activin A浓度进行机制判断。

6.5 实验设计要点

（1）种属匹配

        人、鼠和大鼠激活素系统具有较高保守性，但跨种属活性仍应通过结合或细胞功能实验确认。

（2）蛋白形式

        应区分成熟激活素二聚体、单独抑制素亚基、前体蛋白和受体Fc融合蛋白。不同形式不能作为等效试剂使用。

（3）标签影响

        His和Fc标签可能影响蛋白构象、二聚化和表观亲和力。比较不同蛋白时，应设置相同标签或相应标签对照。

（4）纯度和聚集状态

        除SDS-PAGE纯度外，配体和受体融合蛋白还应关注SEC-HPLC单体比例。聚集蛋白可能增强非特异结合或异常受体交联。

（5）剂量和时间

        Activin A信号具有明显的剂量和时间依赖性。实验应设置浓度梯度和时间梯度，并避免单一高浓度处理导致非生理性结果。

7 产品

7.1 激活素、抑制素及受体蛋白

7.2 激活素、抑制素及受体检测抗体

7.3 ACVR2A和ACVR2B靶向抗体

7.4 Activin A检测试剂盒

        激活素系统由多种二聚体配体、共享受体和胞外调节蛋白共同组成，其作用不能用单一配体或单一受体完全解释。结合重组蛋白刺激、配体—受体结合、SMAD2/3信号检测、抗体干预和蛋白定量，可更准确地分析激活素在生殖调节、炎症纤维化及靶向治疗中的作用。

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