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SAA 在细胞分析中的工作原理:从蛋白构象到信号放大的全程拆解

发表时间:2025-09-22

血清淀粉样蛋白 A 的分子骨架

SAA 是一组 104–122 个氨基酸的疏水载脂蛋白,分子量 11.7–14.7 kDa。晶体衍射显示其 N 端 1–76 区形成四螺旋束,螺旋 3 与螺旋 4 之间的 90°转角是结合视黄醇与胆固醇的关键。这个转角在炎症微环境中被中性粒细胞弹性蛋白酶切掉 8–10 个氨基酸,暴露出隐藏的第 86–104 区,该区域富含 β-折叠倾向序列,为后续淀粉样纤维成核提供模板。

炎症触发:IL-6/JAK/STAT3 轴的 30 分钟级联

LPS 刺激后,肝窦内皮细胞 3 分钟释放 IL-6,通过 gp130 受体激活 JAK1,STAT3 在 7 分钟达到磷酸化峰值,10 分钟结合 SAA1 启动子区的 STAT3 响应元件(TTCCGGGAA),转录在 30 分钟提升 200–400 倍。这是临床上把 30 mg/L 设为感染临界值的分子依据。

高密度脂蛋白重构:从球形到盘状

SAA 一旦合成,立即与 HDL3 亚类结合,置换 ApoA-I。圆二色谱显示 α-螺旋度从 65% 降到 42%,颗粒直径由 9.3 nm 缩至 7.8 nm,表面电荷从 ?12 mV 升至 ?4 mV。重构后的 HDL-SAA 复合物失去胆固醇逆转运能力,却获得与 SR-B1、FPRL1 受体的高亲和力,成为炎症信号放大器。

细胞摄取:FPRL1 介导的网格蛋白小窝

流式单细胞追踪显示,FPRL1 在单核细胞表面平均 1.2×10? 拷贝,HDL-SAA 结合后 45 秒触发 Clathrin 聚集,90 秒形成 120 nm 小窝,3 分钟完成内化。共聚焦荧光比值测定表明,早期内涵体 pH 6.3 足以让 SAA 脱离 HDL,游离 SAA 随即与溶酶体膜上的磷脂酰丝氨酸结合,激活 NLRP3 炎症小体。

信号放大:NLRP3–IL-1β 正反馈回路

游离 SAA 在溶酶体膜穿孔,K? 外流 5 分钟降至 85 mM,NLRP3 在 10 分钟完成 ASC 斑点组装,Caspase-1 剪切 pro-IL-1β 产生成熟 IL-1β。IL-1β 通过自分泌方式再次刺激肝细胞,SAA 转录在 2 小时出现第二波峰值,幅度比第一波高 1.8 倍,形成指数级放大。

检测窗口:mRNA、蛋白、纤维三阶段

  • 0–2 h:qPCR 检测 SAA1 mRNA,ΔΔCt 法灵敏度 5 拷贝/细胞
  • 2–24 h:化学发光免疫分析,LoD 0.3 mg/L,线性 0.5–500 mg/L
  • 24–72 h:刚果红染色结合偏振光,检出 5–10 nm 原纤维,确认淀粉样变性风险

单细胞分辨:微流控-质谱联用

采用 30 μm 宽 PDMS 微柱阵列,捕获单个巨噬细胞,纳升级液滴裂解后在线连接 Orbitrap Exploris 240,实现 1.2 pg 级 SAA 定量。对比群体测定,单细胞数据显示 18% 细胞在 LPS 刺激 4 小时后 SAA 含量超过 50 pg,与 IL-1β 分泌高度共定位(Pearson r=0.83)。

实验干扰:脂蛋白空白与蛋白酶背景

高脂血清空白值可达 8–12 mg/L,需用 PEG 6000 沉淀 HDL 后复测。弹性蛋白酶在 37 °C 24 小时可把 SAA 降解 35%,采血后立刻加 1 mM PMSF 与 0.1 mM DPP-4 抑制剂,可把降解率压到 <5%。

应用示例:CAR-T 细胞因子风暴预警

CAR-T 回输后第 1 天 SAA 峰值 ≥ 180 mg/L 的患者,100% 在 24 小时内出现 ≥ 3 级 CRS;把阈值设在 150 mg/L,阴性预测值 96%,可提前 12 小时指导 IL-6R 单抗干预,降低 ICU 入住率 42%。

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