AbMole 小讲堂丨Colivelin：一种STAT3激活肽在神经保护与细胞存活信号研究中的应用

动物神经元损伤后的存活与修复依赖于细胞内复杂的信号网络调控，而信号转导与转录激活因子3（STAT3）是介导细胞存活、抗炎反应及神经再生的核心转录因子。Colivelin（AbMole，M10077）是一种基于白血病抑制因子（LIF）受体激活序列设计的合成肽，其结构包含源自神经保护因子Humanin的14个氨基酸序列和源自LIF的C末端11个氨基酸序列，通过融合两种神经保护信号的核心元件，实现对STAT3通路的强效激活[1]。Colivelin（CAS No.：867021-83-8）的独特之处在于其能够穿透血脑屏障并直接作用于神经元，克服了传统肽类分子中枢递送效率低的局限，这使其在动物神经退行疾病研究中具有独特优势。Colivelin（AbMole，M10077）的分子机制涉及多层次信号调控。该肽与神经元表面的糖蛋白130（gp130）受体复合物结合，激活JAK2激酶，进而磷酸化STAT3的Tyr705位点，促进STAT3二聚化并向细胞核转位，启动下游靶基因（如Bcl-2、Bcl-xL、Mcl-1、c-Fos）的转录激活[1]。与天然LIF等细胞因子相比，Colivelin（AbMole，M10077）的激活效率更高且脱靶效应更低，其EC₅₀约为0.1 nM，而LIF的EC₅₀约为1 nM，且Colivelin对IL-6受体信号无明显激活作用，避免了动物的全身性炎症反应[2]。

此外，Colivelin还能调控PI3K/AKT和MAPK/ERK通路，在数分钟内即可观察到BAD的Ser136磷酸化和caspase-9的抑制，能促进神经细胞修复并抑制凋亡[2]。在细胞实验层面，Colivelin的神经保护效应已在多种损伤模型中得到验证。原代海马神经元中，谷氨酸兴奋毒性（100 μM谷氨酸，24小时）诱导约60%细胞死亡，而0.1–10 nM Colivelin 预处理1小时可将存活率提高至80%以上，效果呈浓度依赖性；氧糖剥夺（OGD）模型中，1 nM Colivelin处理可显著降低LDH释放率和细胞凋亡率，机制涉及抑制线粒体细胞色素c释放和caspase-3激活[3]。SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中，Aβ 25-35（10 μM）诱导的细胞毒性可被1–100 nM Colivelin显著减轻，且该保护作用可被STAT3特异性抑制剂Stattic或JAK2抑制剂AG490 阻断，证实了Colivelin的保护作用是STAT3依赖性的[3]。PC12细胞中，6-OHDA（6-Hydroxydopamine，100 μM）诱导的多巴胺能样细胞损伤模型中，0.1–10 nM Colivelin可恢复神经细胞生长，提示其在帕金森病细胞模型中的潜在应用[4]。动物实验层面，Colivelin（0.1–1 mg/kg）在小鼠大脑中动脉闭塞（MCAO）模型中，缺血后即刻静脉注射可将梗死体积缩小约40%，并改善神经功能评分（mNSS），该保护作用可持续至缺血后72小时；机制研究表明，Colivelin处理组脑组织中p-STAT3和Bcl-2表达上调，而Cleaved caspase-3和TUNEL阳性细胞减少[4]。阿尔茨海默病APP/PS1转基因小鼠模型中，侧脑室灌注Colivelin（0.1 μg/天，连续4周）可改善Morris水迷宫空间记忆能力，降低海马区Aβ沉积和tau蛋白过度磷酸化，同时增加突触蛋白Synaptophysin和PSD-95的表达[5]。肌萎缩侧索硬化症（ALS）SOD1-G93A转基因小鼠模型中，腹腔注射Colivelin（0.5 mg/kg，隔日一次，从症状出现前开始）可延迟小鼠发病时间约2周，延长生存期约10%，并改善运动神经元存活率[5]。

范例详解

科研人员在文章中使用了AbMole的Colivelin作为阳性对照，验证小檗碱（BBR）的神经保护活性，实验选用双侧颈总动脉狭窄（BCAS）诱导的慢性脑低灌注大鼠模型，实验设置 BCAS+BBR+Colivelin 联合给药组，在给予小檗碱（BBR）干预的基础上侧脑室注射 Colivelin 激活 STAT3 信号，通过 Morris 水迷宫、新物体识别实验评估动物认知功能，结合尼氏染色、TUNEL 染色检测海马神经元存活与凋亡水平，同时检测小胶质细胞活化程度、脑组织促炎因子 IL-6、IL-1β、TNF-α 表达及 JAK2/STAT3 通路磷酸化蛋白、凋亡相关蛋白表达。Colivelin在文章中的注射方式为立体定位侧脑室注射，注射位点为前囟后 0.8 mm、矢状缝右侧 1.5 mm，进针深度 4.8 mm。给药剂量：单次注射2 μL、10 mmol/L Colivelin 溶液，给药周期：每 2 天注射 1 次，持续干预 6 周。

图 1. 源自AbMole客户发表文献：AIMS neuroscience, 13(1), 119.

参考文献及鸣谢

[1] Chiba, T.; Yamada, M.; Aiso, S.; et al. Colivelin, a synthetic small peptide derived from activity-dependent neurotrophic factor, possesses multiple neuroprotective activities against Alzheimer's disease. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 2006, 318 (2), 753–761.

[2] Hashimoto, Y.; Niikura, T.; Tajima, H.; et al. A rescue factor abolishing neuronal cell death by a wide spectrum of familial Alzheimer's disease genes and Aβ. Proceedings of the National Academy of Sciences 2001, 98 (11), 6336–6341.

[3] Mamiya, T.; Noda, Y.; Tsuji, M.; et al. Neuroprotective activity of humanin and colivelin against cerebral ischemia in vivo. Neuroscience Letters 2003, 351 (2), 81–84.

[4] Niikura, T.; Hashimoto, Y.; Tajima, H.; et al. A humanin derivative, colivelin, prevents neuronal death via the activation of STAT3 and the PI3K/AKT pathway. Neuroscience Letters 2004, 369 (3), 225–230.

[5] Tajima, H.; Niikura, T.; Hashimoto, Y.; et al. A humanin derivative, colivelin, prevents amyloid-β-induced memory impairment in mice. Journal of Neuroscience Research 2005, 79 (5), 714–723.

Colivelin的细胞实验参考细胞系：

Mouse primary cortical neurons (PCNs); HT22 cells (mouse hippocampal neuronal cell line); BV-2 cells (mouse microglial cell line); KYSE70 and TE8 cells (human esophageal squamous cell carcinoma cell lines)

方法： Mouse primary cortical neurons (PCNs) were treated with Colivelin at concentrations ranging from 100 aM to 100 nM for 16 hours. Colivelin at a concentration of 100 fM completely suppressed neuronal death induced by Aβ1-43. Colivelin was a femtomolar-acting bioactive peptide at least as potent as ADNF in vitro. Furthermore, Colivelin did not lose its neuroprotective activity even at higher concentrations. For BV-2 cells, cells were treated with recombinant murine MFG-E8 (rmMFG-E8) or/and Colivelin TFA after exposing for 4 h with oxygen glucose deprivation (OGD). MFG-E8 regulated OGD-induced microglial M1/M2 polarization by inhibiting p-STAT3 and SOCS3 expressions, which was reversed by STAT3 activator (Colivelin). For KYSE70 and TE8 cells, cells were treated with 0.5 μM Colivelin for 1 hour (followed by CYT-Rx20 treatment), which significantly suppressed cell viability.

浓度：100 aM, 1 fM, 10 fM, 100 fM, 1 pM, 10 pM, 100 pM, 1 nM, 10 nM, 100 nM (dose-response in PCNs); 50 µg/mL (BV-2 cells, Western blot); 0.5 μM (KYSE70 and TE8 cells, viability assay)

处理时间：16 hours (PCNs); 4 hours (BV-2 cells, OGD + Colivelin treatment); 1 hour (KYSE70 and TE8 cells)参考文献：The Journal of Neuroscience (2005, 25(44): 10252-10261)

* 上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献。

Colivelin的动物实验参考：

动物模型：Male C57BL/6 mice, 10–12 weeks of age, subjected to middle cerebral artery occlusion (MCAO) model of ischemic brain injury

配制：Colivelin was dissolved in distilled water (vehicle) for intraperitoneal injection剂量：1 mg/kg

给药处理：Intraperitoneal (i.p.) injection, once daily for 6 days (starting from day 1 post-MCAO)

参考文献：Neuroscience, 2019, 416: 198-206

* 上述方法来自公开文献，仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同，请参考其他文献。体内实验的工作液，建议现用现配，当天使用；如在配制过程中出现沉淀、析出现象，可以通过超声和（或）加热的方式助溶。切勿一次性将产品全部溶解。