Forskolin 别名：Coleonol; Colforsin; HL 362; 毛喉素（AbMole）

毛喉素是一种从植物毛喉鞘蕊花的根部提取的天然二萜类化合物。它因其独特而强大的生理活性而闻名，在生物医学研究中被广泛用作一种直接激活腺苷酸环化酶的工具分子。通过提高细胞内环磷酸腺苷的水平，毛喉素能够模拟并研究一系列关键的细胞信号转导过程。

化学性质

• 化学名称： (3R,4aR,5S,6S,6aS,10S,10aR,10bS)-6,10,10b-三羟基-3,4a,7,7,10a-五甲基-1-氧代-5-乙烯基-3,4,6,6a,8,9,10,10a-八氢-2H-苯并[f]色烯-5-基 乙酸酯
• 分子式： C₂₂H₃₄O₇
• 分子量： 410.50 g/mol
• 外观： 通常为白色或类白色结晶性粉末。
• 纯度：99%
• 厂商：AbMole
• 溶解性： 在水中的溶解度极低。可溶于多种有机溶剂，如二甲基亚砜（DMSO）、乙醇、甲醇和氯仿。在实验中最常使用DMSO配制高浓度的储存液（例如，10-100 mM）。
• 稳定性： 固体粉末在-20°C干燥、避光条件下稳定。DMSO储存液也应分装后于-20°C或更低温度保存，并避免反复冻融和光照，以防止降解。
• 化学结构特点： 其结构基于一个复杂的[4.3.0]壬烷碳骨架，具有多个手性中心，其特定的立体化学构象对其生物活性至关重要。

作用原理与机制

毛喉素最主要的作用机制是直接激活腺苷酸环化酶。

1. cAMP的生成： 腺苷酸环化酶是一种膜结合酶，其功能是将三磷酸腺苷催化转化为环磷酸腺苷。cAMP是细胞内最重要的第二信使之一。
2. 不同于激素的激活方式： 通常情况下，AC的活性受G蛋白偶联受体调控。当激动剂（如激素肾上腺素）与Gs蛋白偶联的受体结合后，会激活Gs蛋白，进而激活AC。而毛喉素绕过受体和G蛋白，直接与AC（主要是IV型）的催化部位结合，使其发生构象变化，从而将其激活。
3. cAMP水平的急剧升高： 这种直接激活导致细胞内cAMP水平迅速且显著地上升。

下游信号通路：PKA与Epac

cAMP水平的升高会进一步激活其下游的两个主要效应器：

• 蛋白激酶A： 这是cAMP最经典的下游通路。cAMP与PKA的调节亚基结合，释放并激活其催化亚基。活化的PKA随后磷酸化多种底物蛋白，包括转录因子（如CREB）、酶、离子通道和结构蛋白，从而调控广泛的细胞功能，如基因转录、代谢、细胞分泌和膜电位。
• 交换蛋白直接被cAMP激活： 这是一条独立于PKA的通路。cAMP直接与Epac结合，激活其鸟苷酸交换因子活性，进而激活小G蛋白Rap1，参与调控细胞粘附、细胞连接和细胞增殖等过程。

实验与应用

• 诱导细胞分化： 在神经生物学研究中，毛喉素常被用于诱导神经母细胞瘤细胞（如PC12细胞）向神经元样细胞分化。在脂肪细胞研究中，它也被用于促进前体脂肪细胞的分化。
• 研究离子通道与分泌： 在生理学中，毛喉素被广泛用于研究cAMP调控的离子通道（如CFTR氯离子通道）。在内分泌学中，它用于刺激多种激素的分泌（如甲状腺激素、胰岛素），因为cAMP是激素分泌的关键调节因子。
• 心血管研究： 由于cAMP能增强心肌收缩力和舒张血管平滑肌，毛喉素被用于研究心脏功能和血压调节。
• 药物发现与信号通路研究： 毛喉素常用于评估药物或受体是否通过调节AC-cAMP通路发挥作用。例如，在药物筛选中，通过检测毛喉素刺激后cAMP的积累量，可以判断化合物是激动剂还是拮抗剂。

注意事项与局限性

非特异性与脱靶效应： 虽然毛喉素以其激活AC而闻名，但在较高浓度下，它也可能影响其他细胞过程，例如直接抑制某些膜转运蛋白（如P-糖蛋白）或电压门控钾通道。因此，在实验设计中需要使用适当的浓度控制和对照。

强烈的生理效应： 在体内实验中，毛喉素可能引起显著的心动过速、血压下降等心血管效应，需要在实验设计中予以考虑。

溶解性与溶剂对照： 由于其水溶性差，必须使用DMSO等有机溶剂配制。在细胞实验中，必须设置含有相同浓度DMSO的溶剂对照组，以排除DMSO本身对细胞的潜在影响。

组织与AC亚型特异性： 毛喉素对不同AC亚型的激活效率不同，而不同组织表达的AC亚型存在差异，这可能导致其在不同细胞或组织类型中产生不同的效应。