Tacrolimus：免疫抑制研究的经典工具化合物

分子机制与核心功能

Tacrolimus是一种具有强效免疫抑制特性的大环内酯。他克莫司与FK506结合蛋白 (FKBP) 结合形成复合物并抑制钙调神经磷酸酶 (calcineurin phosphatase)。

Tacrolimus，FK506，FR900506, Fujimycin，他克莫司（CAS#104987-11-3 目录号D805003）是一种大环内酯类天然衍生物小分子，具有独特的免疫调控机制。该化合物进入细胞后能够特异性结合FK506结合蛋白（FKBP），形成稳定的药物-蛋白复合物。这种特异性结合有效抑制T淋巴细胞的活化、增殖与信号转导过程，显著下调IL-2基因的转录与表达，从而从源头上抑制机体的特异性免疫应答和炎症反应。

该化合物作用通路清晰，抑制效果强效且专一，成为研究T细胞免疫调控、炎症因子表达以及免疫耐受机制的经典工具化合物。

分子量	804.02
化学式	C₄₄H₆₉NO₁₂
CAS号	104987-11-3
储存条件 (自签收日起)	3年	-20°C	粉状
储存条件 (自签收日起)	1年	-80°C	溶于溶剂
Smiles	CC1CC(C2C(CC(C(O2)(C(=O)C(=O)N3CCCCC3C(=O)OC(C(C(CC(=O)C(C=C(C1)C)CC=C)O)C)C(=CC4CCC(C(C4)OC)O)C)O)C)OC)OC

体外研究：

他克莫司(FK506)抑制钙依赖性事件,例如IL-2基因转录,NO合酶活化,细胞脱粒和细胞凋亡。他克莫司还通过与激素受体复合物中包含的FKBP结合来增强糖皮质激素和孕酮的作用,从而防止降解。该试剂可以类似于CsA所证实的方式增强TGFβ-1基因的表达。 Tacrolimus抑制了响应T细胞受体结扎的T细胞增殖[1]。用低浓度的他克莫司(FK506,10μg/ L)治疗不会显着影响MH3924A细胞的增殖(P = 0.135)。用更高浓度的他克莫司(100-1,000μg/ L)处理后,MH3924A细胞的增殖显着增强(P <0.01)。用任何浓度(10,50或100μg/ L)的AMD3100治疗对MH3924A细胞增殖无明显影响(P> 0.05)。然而,当不同浓度的AMD3100与100μg/ L他克莫司合用时,MH3924A细胞的体外增殖增加(P <0.01)[3]。

体内研究

通过在第10天至第16天或第23天给予他克莫司至硫酸葡聚糖钠(DSS)处理的小鼠,研究了他克莫司对结肠炎的进展和持续的治疗效果。在第17和24天,结肠长度显着缩短,并且结肠重量在DSS处理的对照动物中比在正常动物中显着更高。此外,对照组每单位长度的结肠重量是正常组的两倍多。虽然与对照组相比,用他克莫司治疗7和14天均显着抑制DSS治疗动物中每单位长度的结肠重量增加,但该治疗实际上并未恢复结肠缩短。此外,他克莫司对单位长度结肠重量增加的抑制作用在14天治疗时比7天治疗更明显,如抑制百分比所示(59％对28％)[4]。

细胞实验

通过MTT测定确定肿瘤细胞增殖。简而言之，在MH3924A细胞达到对数生长期后，将96-mL细胞悬浮液以1×10 4细胞/ mL加入到96孔板的每个孔中，并在含有10％FBS，10μg/ L血管的DMEM中培养。内皮生长因子和0.1 g / L肝素24 h。当建立贴壁生长时，不同浓度的他克莫司（10,100和1,000μg/ L），AMD3100（10,50和100μg/ L）和他克莫司（0和100μg/ L）+ AMD3100（0,10,50）将100μg/ L和100μg/ L加入板中。仅在培养基中培养的未处理细胞用作对照。培养48小时后，加入10μLMTT（5g / L），每孔孵育6小时;然后，加入150μL/孔DMSO，然后在分光光度计读数器上测量570mm处的吸光度。每个孔测量三次，每个样品一式三份进行测定[3]。

动物实验

小鼠[4]将6周龄雄性C57BL / 6J小鼠维持在温度和湿度受控的房间中，具有12小时的明暗循环。对于多剂量给药研究，将结肠小鼠（n = 10）以30mg / kg口服施用他克莫司7天（第10天至第16天）或14天（第10天至第23天）。使用相同的方案给予对照（n = 10）和正常组（n = 5）安慰剂。他克莫司或安慰剂以10mL / kg施用。在最后一次给药后的第二天通过CO 2吸入使小鼠安乐死。对于单次给药研究，在第7天，第10天，第17天或第24天，以30mg / kg口服施用他克莫司或在第7,10,17或24天口服施用安慰剂（n = 8）。使用相同的方案给予正常小鼠（n = 4）安慰剂。。在给药后8小时通过CO 2吸入使小鼠安乐死[4]。

验证及参考文献

验证：

参考文献：

[1]. Thomson AW, et al. Mode of action of Tacrolimus (FK506): molecular and cellular mechanisms. Ther Drug Monit. 1995 Dec;17(6):584-91.

[2]. Vogel KR, et al. mTOR inhibitors rescue premature lethality and attenuate dysregulation of GABAergic/glutamatergic transcription in murine succinate semialdehyde dehydrogenase deficiency (SSADHD), a disorder of GABA metabolism. J Inherit Metab Dis. 2016 Nov;39(6):877-886.

[3]. Zhu H, et al. Tacrolimus promotes hepatocellular carcinoma and enhances CXCR4/SDF 1α expression in vivo. Mol Med Rep. 2014 Aug;10(2):585-92.

[4]. Okada Y, et al. Tacrolimus ameliorates dextran sulfate sodium-induced colitis in mice: implication of interferon-γ and interleukin-1β suppression. Biol Pharm Bull. 2011;34(12):1823-7.

[5]. Yuwei He, et al. Drug targeting through platelet membrane-coated nanoparticles for the treatment of rheumatoid arthritis. Nano Res. 30 June 2018.

溶解度及制备方案

DMSO	100 mg/mL (124.38 mM)
Ethanol	100 mg/mL (124.38 mM)
Water	Insoluble

制备储备液

浓度溶剂体积质量	1 mg	5 mg	10 mg
1 mM	1.2438 mL	6.2188 mL	12.4375 mL
5 mM	0.2488 mL	1.2438 mL	2.4875 mL
10 mM	0.1244 mL	0.6219 mL	1.2438 mL
50 mM	0.0249 mL	0.1244 mL	0.2488 mL

关键性能优势

靶点特异性高：特异性结合FKBP蛋白，精准抑制钙调神经磷酸酶活性，脱靶效应低，实验背景干净

强效免疫抑制活性：对T细胞活化及IL-2转录具有显著抑制作用，药理活性强，实验效果稳定可靠

高纯度科研级品质：通过精制纯化工艺去除杂质和无效组分，无杂活性干扰，适用于精密细胞与分子实验

批次间稳定性优异：标准化质控生产确保不同批次间抑制活性一致，平行实验重复性良好

理化性质优良：粉末形态稳定耐储存，易溶于DMSO等常规有机溶剂，可自由配制梯度工作液

通路模型经典：适配标准免疫抑制通路模型，是免疫机理研究和阳性对照实验的首选试剂

领域应用价值

T淋巴细胞免疫机制研究：用于探究T细胞活化、增殖和信号转导通路机理，验证免疫抑制调控规律

炎症因子调控实验：研究药物对IL-2及下游炎症因子表达的抑制作用，深入开展炎症机制研究

器官移植免疫研究：构建体外免疫抑制模型，探究移植排斥和免疫耐受相关分子机制

自身免疫疾病药理研究：应用于自身免疫病细胞模型，评价免疫紊乱修复与抑制效果

免疫抑制剂阳性对照：作为经典参比试剂，用于新型免疫小分子和天然产物的活性筛选评价

钙调神经磷酸酶通路研究：专项用于calcineurin靶点功能验证及上下游信号网络解析

应用前景

Tacrolimus作为大环内酯类强效免疫抑制试剂，凭借其FKBP靶向结合特性、钙调神经磷酸酶特异性抑制能力、高效阻断T细胞免疫通路以及稳定抑制IL-2转录等核心优势，已成为免疫学、移植免疫、炎症药理和新药筛选领域的标杆科研试剂。