技术文章
磷脂酰丝氨酸研究的关键起点：膜位置变化、作用变化与结果判读
磷脂酰丝氨酸研究的关键起点：膜位置变化、作用变化与结果判读
1、 理解磷脂酰丝氨酸，先看膜位置变化与功能转换
磷脂酰丝氨酸（phosphatidylserine, PS）是细胞膜中的重要阴离子磷脂。讨论 PS，首先要看清它在膜上的位置状态。在质膜膜脂不对称的讨论中，PS 在稳态下主要位于质膜胞质侧；但从全细胞范围看，PS 也分布于多种细胞器膜。就质膜而言，PS 在胞质侧的富集有助于维持膜表面的负电性环境，并影响多种膜相关蛋白的募集、定位和胞内信号组织。在这一状态下，PS 主要体现为膜结构和细胞内信号系统的一部分。
当膜脂不对称被打破、PS 暴露到膜外侧后，它在细胞中的功能定位也随之改变。此时，PS 不再只是质膜内侧的结构性磷脂，而会表现为可被外界识别的表面信号。需要注意的是，PS 外翻本身并不对应单一功能，其生物学作用取决于细胞所处的具体状态：在凋亡细胞中，外翻 PS 是经典的吞噬清除信号；在活化血小板中，外翻 PS 主要为凝血因子复合物提供促凝表面；在肿瘤细胞及肿瘤相关内皮中，持续或异常暴露的 PS 则与免疫抑制性微环境形成及免疫逃逸相关。由此看，PS 外翻更适合被理解为一种状态依赖的膜信号变化，而不是一个指向固定结局的单一过程。
1.1 PS 在不同细胞状态下的位置变化与功能转向
场景 | PS 主要位置 | 位置变化机制/驱动方式 | 主要功能或识别意义 |
健康细胞 | 主要位于质膜内侧 | 膜脂不对称维持 | 维持膜负电性环境，支持膜蛋白募集、定位与胞内信号组织 |
凋亡细胞 | 暴露于膜外侧 | 膜脂不对称丧失，PS 外翻 | 构成经典的吞噬清除信号，促进凋亡细胞被识别和清除 |
活化血小板 | 暴露于膜外侧 | 钙依赖性膜脂重排 | 为凝血因子复合物提供促凝表面，促进凝血反应进行 |
肿瘤细胞及肿瘤相关内皮 | 持续或异常暴露于膜外侧 | 应激、氧化应激、治疗反应及肿瘤微环境共同驱动 | 与免疫抑制性肿瘤微环境形成及相关免疫调节过程有关 |
2、PS 在肿瘤方向的现实位置：机制基础较强，临床定位尚未定型
2.1 为什么 PS 会进入肿瘤靶向研究
PS 之所以进入肿瘤研究，不只是因为它能暴露在肿瘤细胞或肿瘤相关内皮表面，更因为外翻 PS 被认为与免疫抑制性肿瘤微环境有关。近年的综述已把 PS externalization 概括为一种概念性、非常规的免疫抑制信号：它与炎症终止、组织修复样清除程序以及肿瘤免疫逃逸相关，因此具备进入肿瘤免疫治疗讨论的理论基础。这样的定位可以成立，但它并不等同于已经完成临床分层并广泛确立治疗地位的经典检查点通路。
2.2 关键证据
1）机制层面：PS 相关信号具备进入肿瘤免疫研究的理由。
近年的机制研究之所以持续关注 PS，并不只是因为它会暴露在肿瘤细胞或肿瘤相关内皮表面，更因为外翻 PS 被认为参与了肿瘤微环境中的免疫抑制调节。2024 年综述指出，PS 外翻与炎症终止、组织修复样清除以及免疫反应下调有关，因此可被提出为一种具有 checkpoint-like 特征的免疫抑制性信号轴，或可视作概念上的免疫检查点样通路。这说明，PS 在肿瘤研究中的意义，不只是一个可被识别的膜表面标志，还涉及肿瘤如何借助这类信号影响免疫反应；但这一定位目前仍主要建立在机制与转化研究层面。
2）随机 III 期结果：机制成立，并不等于临床获益已经成立。
2018 年随机 III 期研究纳入 597 名既往治疗过的晚期非鳞非小细胞肺癌患者，比较了巴维昔单抗（bavituximab）联合多西他赛与多西他赛单药的疗效。结果显示，两组中位总生存期分别为 10.5 个月和 10.9 个月，无进展生存期也没有差异。不过，研究还报告了两个探索性亚组信号：在基线血清 β2-glycoprotein 1（β2GP1）水平较高的患者中，总生存期呈现未达统计学显著的获益趋势；在后续接受免疫检查点抑制剂治疗的患者中，总生存期也显示出偏向联合治疗组的结果。这些发现提示，PS 靶向策略并非完全没有值得继续研究的线索；但它们仍属于探索性结果，不能逆转主试验阴性这一结论。
3）联合治疗信号：这一路线仍有继续验证的空间。
2024 年单臂 II 期研究显示，在不可切除肝细胞癌中，bavituximab（巴维昔单抗，一种在 β2-glycoprotein 1〔β2GP1〕参与下识别 PS 相关膜表面的单克隆抗体） 联合帕博利珠单抗治疗的 28 名可评估患者中，确认客观缓解率为 32.1%，中位无进展生存期为 6.3 个月，并达到预设主要终点。现阶段，这样的结果还不足以确立其标准治疗地位，但PS 靶向与免疫治疗联用仍具有进一步验证的空间。
2.3 当前定位
综合现有证据，PS 在肿瘤方向更适合被理解为一个机制基础较强、联合治疗有早期信号、但临床定位尚未定型的研究方向。
3、讨论 PS 时，先分清研究对象和结论层级
PS 相关研究并不是单一问题。现有文献至少涉及三个层面：
1) 细胞膜内外分布变化及膜脂不对称失衡；
2) 外翻 PS 在凋亡清除、血小板促凝和肿瘤免疫调节中的功能解释；
3) 以外翻 PS 为识别对象或将 PS 用作脂质体、纳米递送体系组成部分的应用研究。
它们都与 PS 有关，但研究对象和可得出的结论并不相同。
这里适合聚焦前两层：一是内源性膜 PS 的位置变化，二是这种变化在不同细胞状态下所对应的功能意义。正常状态下，PS 主要维持在质膜内侧；当膜脂不对称被打破后，PS 暴露到膜外侧，才进一步进入吞噬识别、促凝表面形成和肿瘤相关免疫调节等不同生物学过程。
围绕 PS 的文献判断，至少要先分清三件事。
1) 看研究测到的到底是什么。
有些研究测到的是总 PS 含量变化，有些研究测到的是膜外侧 PS 暴露增加。这两类结果不能等同。前者反映的是脂质组成或代谢变化，后者反映的是膜位置状态改变。
2) 看外翻 PS 在该体系中指向什么功能。
外翻 PS 本身不是单一功能信号。在凋亡细胞中，它主要构成吞噬清除信号；在活化血小板中，它主要提供促凝表面；在肿瘤相关环境中，它则可能与免疫抑制性调节有关。只有结合细胞类型、刺激条件和研究背景，外翻 PS 的功能意义才能被准确理解。
3) 看结论停留在哪一层。
检测到 PS 外翻，说明的是膜位置状态发生了变化；证明外翻 PS 参与某一功能过程，属于机制解释；进一步发展为抗体、配体或纳米递送体系的靶向干预，则已经进入应用研究层面。位置变化、功能解释和干预价值不能直接合并。
把这些层次区分开后，PS 相关研究的含义就更容易准确理解。检测到外翻 PS，首先说明的是膜位置状态发生了变化；是否进一步涉及免疫抑制，还需要结合细胞类型、刺激条件和具体微环境来判断；至于外翻 PS 能否作为干预靶点，则属于更靠后的应用研究问题。因此，检测到 PS 外翻，并不等于已经说明它在该体系中承担了明确功能；而能够解释其功能，也不等于这一变化已经可以直接转化为稳定的治疗价值。
4、PS 外翻研究中，容易影响结果解释的三个问题
围绕 PS 外翻的实验和文献解释，最容易受影响的主要有三个问题：PS 外翻是否等同于凋亡，Annexin V 阳性究竟说明什么，以及不同 PS 探针能否简单互换。现有研究反复提示，如果这三点没有分清，PS 相关结果就容易被过度解释。
关键问题 | 更准确的理解 | 为什么重要 |
PS 外翻是否等于凋亡 | 不等于。 PS 暴露是凋亡的重要特征之一，但并不只出现在凋亡过程中；某些存活细胞、程序性坏死细胞以及细胞外囊泡也可出现 PS 外翻。 | 这意味着，检测到 PS 外翻阳性，不能自动解释为已经证明细胞处于凋亡状态。 |
膜联蛋白 V（Annexin V）阳性能否单独判定细胞状态 | 不能。 膜联蛋白 V 染色反映的是外翻 PS 被检测到，本质上是膜位置状态信息，而不是对细胞死亡方式的直接定性。膜完整性受损时，膜联蛋白 V 也可结合细胞，因此通常需要联合膜完整性染料等指标判断。 | 仅凭膜联蛋白 V 阳性，无法区分早期凋亡、其他伴 PS 外翻的死亡过程，或某些非凋亡状态下的膜脂重排；通常还需要结合膜完整性、半胱天冬酶活化等指标共同判断。 |
不同 PS 探针能否等同使用 | 不能简单视为等价。 膜联蛋白 V 与 PS 的结合依赖 Ca²⁺；乳黏连蛋白（lactadherin）与 PS 的结合不依赖 Ca²⁺，在部分血小板、红细胞和凋亡细胞模型中对 PS 暴露更敏感。 | 这意味着，不同探针得到的阳性比例和信号强度不一定一致，实验体系、离子条件和膜表面状态都会影响结果解释。 |
5、围绕 PS 外翻检测、模型膜构建与细胞判读的产品导航表（表1–表3）
科研或实验目标 | 建议优先看哪张表 | 为什么优先看这张表 | 建议联动看哪张表 | 导航说明 |
想先建立对磷脂酰丝氨酸（PS）研究体系的整体认识，判断应先从哪一类 PS 分子种入手 | 表1 | 表1集中的是 DOPS、POPS、DPPS、DSPS 等定义型 PS 分子种，最适合先确定实验需要的是高流动性、混酰型还是饱和型 PS | 再看表2 | 先把 PS 本体分子种选清楚，再补膜骨架和对照脂质，更适合把模型膜或脂质体体系搭稳 |
想比较不同脂肪酰组成的 PS 对膜流动性、膜有序性、蛋白识别或表面呈递的影响 | 表1 | 表1直接对应不同酰基组成的 PS，最适合做 DOPS、POPS、DPPS、DSPS 之间的并行比较 | 再看表2 | 做这类比较时，通常需要固定表2中的 PC、PE 或胆固醇背景，只改变 PS 分子种，结果更容易解释 |
想构建含 PS 的脂质体、支持膜或双层膜模型，模拟细胞膜环境 | 表2 | 表2集中的是 DOPC、DOPE、PA、PI、鞘磷脂和胆固醇等膜骨架与对照脂质，最适合先确定膜体系整体组成 | 再看表1 | 先把膜背景和对照脂质框架定下来，再从表1补入具体 PS 分子种，更适合建立可比较的模型膜体系 |
想比较 PS 识别到底来自 PS 头基本身，还是仅仅来自阴离子膜表面 | 表2 | 表2里有 PA、PI 这类阴离子对照磷脂，最适合用来区分“PS 特异识别”和“一般负电荷效应” | 再看表1 | 这类实验通常以表1中的某一 PS 分子种为主线，再用表2中的 PA 或 PI 做阴离子对照，判断更清楚 |
想研究胆固醇、鞘磷脂或 PE 对 PS 暴露、聚集、膜域分布和蛋白结合的影响 | 表2 | 表2覆盖膜有序性、膜曲率和膜域形成相关脂质，最适合做膜环境调控实验 | 再看表1 | 先用表2调膜环境，再结合表1中的具体 PS 分子种，更容易看清“膜背景变化”与“PS 分子种变化”的区别 |
想做 Annexin V 识别、PS 外翻检测或早期凋亡分析 | 表3 | 表3集中的是 CaCl2、PI、7-AAD 以及常用诱导剂，最适合直接建立 PS 外翻检测和双染分析流程 | 再看表1 | 做细胞层面的 PS 外翻检测以表3为主；若还想做细胞外重构体系或脂质体对照，再补看表1 |
想建立凋亡模型，观察 DNA 损伤或广谱激酶抑制后是否出现 PS 外翻 | 表3 | 表3里的喜树碱、依托泊苷、星形孢菌素都是经典凋亡诱导剂，最适合建立不同类型的细胞死亡模型 | 再看表1 | 先用表3建立细胞模型；若还想验证 PS 识别是否受分子种影响，可进一步联动表1做膜模型补充实验 |
想研究 Ca²⁺ 依赖的膜脂翻转、PS 暴露或促凝表型形成 | 表3 | 表3中的离子霉素钙盐、A23187 和氯化钙直接对应 Ca²⁺ 依赖性 PS 外翻与检测条件 | 再看表1、表2 | 细胞或血小板实验先看表3；若要进一步在人工膜中比较不同 PS 或膜背景对外翻识别的影响，再联动表1和表2 |
想从细胞实验进一步转到重构膜体系，验证某种 PS 识别现象是否能在简化体系中复现 | 表1 | 表1最适合先确定要用哪一种 PS 分子种重建膜表面 | 再看表2、表3 | 这类工作通常先用表1确定 PS 本体，再用表2配膜背景；若需要和 Annexin V 检测结果对应，可再参考表3的检测条件 |
想建立一套较完整的 PS 研究平台，同时覆盖“膜模型—外翻诱导—检测判读” | 先看表1，再看表2，最后看表3 | 表1解决 PS 本体分子种选择，表2解决膜体系和对照设计，表3解决外翻诱导与检测判读 | 三表联动 | 这类路线适合从分子水平、膜水平和细胞水平逐层展开，既能做机理比较，也便于把结果彼此衔接起来 |
表1｜不同脂肪酰组成的磷脂酰丝氨酸分子种
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
定义型磷脂酰丝氨酸分子种 | 90693-88-2 | 1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸-L-丝氨酸(钠盐)（DOPS） | Moligand™, ≥99% | 常用流动性较高的 PS 分子种，适合构建含 PS 的脂质体或模型膜，用于膜不对称、Annexin V 识别、促凝界面及蛋白-脂质相互作用研究。 | |
饱和型磷脂酰丝氨酸分子种 | 321595-13-5 | 1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸-L-丝氨酸(钠盐) | ≥99% | 高相转变温度的饱和型 PS，适合比较酰基组成对膜有序性、相行为和 PS 表面呈递的影响。 | |
饱和型磷脂酰丝氨酸分子种 | 145849-32-7 | 1,2-二棕榈酰基-sn-甘油-3-磷酸-L-丝氨酸(钠盐) | ≥98% | 常用于构建较高有序度的 PS 模型膜，适合评估膜刚性对 Annexin V 结合、PS 暴露识别和膜蛋白装配的影响。 | |
混酰型磷脂酰丝氨酸分子种 | 321863-21-2 | 16:0-18:1 PS (POPS) | ≥97% | 混酰型 PS，常用于半天然化模型膜构建，适合在定义型膜体系中引入更接近部分天然膜特征的酰基组合，并用于比较 PS 呈递方式、膜表面电性及蛋白识别行为。 | |
定义型磷脂酰丝氨酸分子种 | 70614-14-1 | 1,2-二油基-sn-甘油-3-磷酸-L-丝氨酸钠盐 | ≥95% | 常用二油酰型 PS，适合建立含 PS 的脂质体、双层膜和蛋白结合体系，用于重复验证 DOPS 类模型的膜行为。 |
表2｜膜模型与对照脂质
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
膜有序性调节脂质 | 57-88-5 | 胆固醇 | 用于细胞培养, ≥99%(GC) | 经典膜组分之一，常用于调节脂质体和模型膜的有序性、流动性与相分离行为，适合与 PS 组合评估膜微环境变化。 | |
中性磷脂酰胆碱对照脂质 | 4235-95-4 | 1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱 | Moligand™,≥99% | 常用中性双层骨架脂质，适合与 PS 搭配构建基础脂质体或模型膜，并作为非阴离子磷脂对照。 | |
鞘脂类膜有序性对照脂质 | 383907-87-7 | 鞘磷脂 | ≥99%,来源于鸡蛋,鸡肉 | 常用于与胆固醇共同构建较有序的膜区，适合比较膜有序域对 PS 暴露、聚集和蛋白识别的影响。 | |
阴离子对照磷脂 | 108392-02-5 | 1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸酯(钠盐) (18:1 PA) | ≥99% | 常用阴离子磷脂对照，可用于区分 PS 特异性识别与一般负电荷膜表面的差异，也可用于构建含 PA 的信号脂质模型膜。 | |
阴离子对照磷脂 | 383907-36-6 | L-α-磷脂酰肌醇(大豆)(钠盐) | ≥99% | PI 类阴离子磷脂，适合与 PS 并列比较不同阴离子头基对膜蛋白招募和膜表面电性的影响。 | |
辅助曲率型膜脂 | 4004-05-1 | 1,2-二油酰基-sn-丙三基-3-磷脂酰乙醇胺（DOPE） | ≥98% | 具有较强负曲率倾向，常用于调节脂质体形态、膜融合倾向和膜重排行为，适合与 PS、PC 联合构建更接近生物膜的体系。 |
表3｜PS 外翻诱导、检测探针与判读配套试剂
分类 | Cas编号 | 阿拉丁货号 | 名称 | 规格或纯度 | 产品特色与应用 |
Annexin V 结合缓冲液配套无机盐 | 10043-52-4 | 氯化钙 | 无水级, ≥97% | Annexin V 与外翻 PS 的结合依赖 Ca²⁺，常用于配制结合缓冲液或补充反应体系中的钙离子条件。 | |
DNA 损伤型凋亡诱导剂 | 7689-03-4 | (S)-(+)-喜树碱 | Moligand™, ≥97% | 拓扑异构酶 I 抑制剂，常用于诱导凋亡并配合 Annexin V/PI 或 Annexin V/7-AAD 分析早期 PS 外翻。 | |
DNA 损伤型凋亡诱导剂 | 33419-42-0 | 依托泊苷 | Moligand™, ≥98% | 拓扑异构酶 II 抑制剂，常用于建立 DNA 损伤相关凋亡模型，并观察 PS 对称性丧失与细胞死亡进程。 | |
广谱激酶抑制型凋亡诱导剂 | 62996-74-1 | 星形孢菌素 | Moligand™, ≥98% | 经典高效凋亡诱导剂，常用于快速建立 PS 外翻模型，适合比较早期凋亡、膜重排和后续膜完整性变化。 | |
细胞膜完整性判别染料 | 7240-37-1 | 7-氨基放线菌素D(7-AAD) | Moligand™, ≥97%(HPLC) | 常与 Annexin V 联用区分早期凋亡与晚期凋亡/死亡细胞，适合流式细胞术中的膜完整性判别。 | |
核酸插入型细胞死亡判别染料 | 25535-16-4 | 碘化丙啶（PI） | ≥98%(HPLC) | 常与 Annexin V 双染使用，用于区分膜完整细胞、早期凋亡细胞和晚期凋亡/坏死细胞。 | |
Ca²⁺离子载体型 PS 外翻诱导剂 | 56092-82-1 | 离子霉素钙盐 | ≥98%(HPLC) | 常用于快速升高胞内 Ca²⁺ 并诱导 PS 外翻，适合研究 Ca²⁺依赖性膜脂重排和促凝表型形成。 | |
Ca²⁺离子载体型 PS 外翻诱导剂 | 52665-69-7 | 钙离子载体 A23187 | ≥97% | 常用于诱导 Ca²⁺依赖的膜脂翻转和 PS 外翻，适合建立血小板或细胞膜外翻模型并比较外翻动力学。 | |
Annexin V 结合缓冲体系 | — | Annexin V结合缓冲液 | 2.5 mM Calcium Chloride in HEPES buffered saline | Annexin V 与外翻 PS 的结合依赖合适的 Ca²⁺与缓冲条件；该产品适合用于建立 PS 外翻检测体系，并与 PI、7-AAD 等联合完成细胞状态判读。 | |
单探针型 PS 外翻检测探针 | — | Annexin V-FITC | BioReagent, 生物染色剂, 用于显微镜, 适用于免疫荧光(IF), 5 μL/test | 经典的 Annexin V 荧光探针，可直接识别外翻 PS，适合用于早期凋亡分析、PS 外翻检测及流式或荧光成像实验。 | |
单探针型 PS 外翻检测探针 | — | Annexin V-APC | BioReagent, 生物染色剂, 用于显微镜, 适用于免疫荧光(IF), 5 μL/test | APC 通道型 Annexin V 探针，适合在多色流式体系中检测外翻 PS；当 FITC 通道需留给其他标记时尤其适合使用。 | |
Annexin V/PI 双染检测试剂盒 | — | Annexin V-FITC/PI细胞凋亡检测试剂盒 | 适用于免疫荧光(IF), BioReagent, 生物染色剂, 用于显微镜 | 适合联合检测 PS 外翻与膜完整性变化，用于区分膜完整细胞、早期凋亡细胞及晚期凋亡/死亡细胞，是最常见的 PS 外翻判读组合之一。 | |
Annexin V/7-AAD 双染检测试剂盒 | — | Annexin V-FITC/7-AAD 细胞凋亡检测试剂盒 | BioReagent, 生物染色剂, 用于显微镜, 适用于免疫荧光(IF), 即用型 | 适合联合检测外翻 PS 与细胞膜完整性，常用于流式细胞术中的凋亡分层分析；与 PI 路线相比，可作为另一类常用双染判读体系。 | |
多色流式扩展型双染检测试剂盒 | — | Annexin V-APC/7-AAD 细胞凋亡检测试剂盒 | 生物活性, 即用型, 生物染色剂, 用于显微镜, 适用于荧光分析 | 适合多色流式检测中对外翻 PS 与膜完整性进行联合判读；当实验需避开 FITC 通道或与其他绿色荧光标记联用时更有优势。 |
注：以上为阿拉丁代表产品，更多产品规格请关注文末产品清单或可用“品名/CAS/货号”在阿拉丁官网检索。
参考文献
[1] Kay JG, Fairn GD. Distribution, dynamics and functional roles of phosphatidylserine within the cell. Cell Commun Signal. 2019;17(1):126. doi:10.1186/s12964-019-0438-z.
[2] Nagata S, Sakuragi T, Segawa K. Flippase and scramblase for phosphatidylserine exposure. Curr Opin Immunol. 2020;62:31-38. doi:10.1016/j.coi.2019.11.009.
[3] Kur IM, Weigert A. Phosphatidylserine externalization as immune checkpoint in cancer. Pflugers Arch. 2024;476(12):1789-1802. doi:10.1007/s00424-024-02948-7.
[4] Gerber DE, Horn L, Boyer M, et al. Randomized phase III study of docetaxel plus bavituximab in previously treated advanced non-squamous non-small-cell lung cancer. Ann Oncol. 2018;29(7):1548-1553. doi:10.1093/annonc/mdy177.
[5] Hsiehchen D, Beg MS, Kainthla R, et al. The phosphatidylserine targeting antibody bavituximab plus pembrolizumab in unresectable hepatocellular carcinoma: a phase 2 trial. Nat Commun. 2024;15(1):2178. doi:10.1038/s41467-024-46542-y.
更多相关文章，详见下方：
危险品化学品经营许可证（带存储）