TGF-β 与 EMT 的关键联系
上皮-间充质转化（EMT）是肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的关键过程。TGF-β 信号通路是 EMT 的核心调控轴，通过激活 SMAD2/3 磷酸化与 SMAD4 核转位，诱导一系列转录因子（如 HMGA2、ZEB1、Slug）表达，进而驱动细胞表型转变。
如何对 TGF-β/SMAD 通路的激活做全面评估，安捷伦与细胞信号转导研究领导者 Cell Signaling Technology（CST）开展深度合作，共同开发了题为《定量评估上皮间质转化中 TGF-β 信号传导的高通量方法》的应用指南。本研究以 A549 肺癌细胞为模型，通过构建 2D 单层细胞与 3D 球体模型，系统评估 TGF-β1 诱导下的信号通路激活与细胞行为变化。
图 1. 典型的 TGF-β/BMP/SMAD 信号通路（adaptation)
从分子水平到多细胞的全景式分析
生化水平
定量分析 TGF-β1 诱导的 SMAD2/3 磷酸化程度，明确信号通路激活的剂量效应与敏感性。
图 2. TGF-β1 对 SMAD2/3 磷酸化的剂量依赖性
使用 PathScan ELISA 检测 SMAD2/3 在 Ser465/467 和 Ser423/425 位点的磷酸化水平
计算 EC₅₀ 值以评估通路激活强度
与总 SMAD2/3 蛋白量归一化处理
细胞水平
观察信号分子在细胞内的空间分布变化，验证 SMAD 核转位及 EMT 相关转录因子的表达变化。
图 3. TGF-β1 介导的 SMAD 磷酸化和空间易位可在 A549 细胞中定量表达。
通过免疫荧光成像观察 SMAD2/3 磷酸化后是否转位至细胞核
检测 EMT 关键转录因子（HMGA2、ZEB1、Slug）表达变化
评估 TGF-β 受体抑制剂 SB431542 的干预效果
多细胞水平
模拟肿瘤微环境，评估细胞迁移行为与 SMAD4 在 3D 球体中的定位，反映 EMT 表型变化。
图 4. 在 3D 细胞模型中，量化磷酸化的 SMAD2/3 和 SMAD4 核易位
构建 A549 细胞 3D 球体模型，嵌入胶原基质中培养
观察 TGF-β1 处理后细胞从球体核心向外迁移的行为
检测 SMAD4 在迁移细胞中的核定位情况
结语
在这项研究中，安捷伦和 CST 的应用科学家团队围绕 TGF-β 诱导的上皮-间充质转化（EMT）过程，构建了一个从分子到多细胞层级的高通量分析体系。通过 PathScan ELISA 定量 SMAD2/3 磷酸化，结合 Cytation C10 共聚焦成像观察其核转位，并在 3D 球体模型中追踪细胞迁移与 SMAD4 定位，全面还原了信号通路激活到表型转变的全过程。
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