在细胞信号传导与组织发育调控的复杂网络中,NEL 样蛋白 2(NELL2,NEL-like protein 2) 是一种具有分泌特性的多功能信号蛋白,属于 NEL 蛋白家族成员。其广泛表达于『神经系统』、生殖系统等组织,在细胞分化、组织形态建成及生理功能维持中发挥关键作用。
NELL2 全称为 “NEL 样蛋白 2”,是 NEL 蛋白家族(包含 NELL1、NELL2 等成员)中研究较为深入的一员,最初在『神经系统』中被发现,后证实其在多种组织中均有表达。作为一种分泌型糖蛋白,NELL2 的分子量约为 90-100 kDa,由约 800-900 个氨基酸残基组成,其分子结构具有家族典型特征,核心功能结构域协同作用实现信号传导与细胞调控功能:
- N 端信号肽:由约 20-30 个氨基酸组成,作为分泌信号序列,引导 NELL2 在细胞内合成后通过内质网 - 高尔基体途径分泌至细胞外,确保其在细胞外基质或体液中发挥作用;
- 血管内皮生长因子同源结构域(VEGF-homology domain):该结构域与血管内皮生长因子(VEGF)的部分序列具有同源性,虽不直接介导血管生成,但可参与细胞间信号交互,调控细胞增殖与分化;
- 多个表皮生长因子样重复序列(EGF-like repeats):包含 6-8 个 EGF 样重复结构,每个结构域含特征性的二硫键(由半胱氨酸残基形成),可与细胞表面的受体(如酪氨酸激酶受体)特异性结合,启动细胞内信号通路;
- C 端 NEL 结构域:为 NEL 蛋白家族的标志性结构域,富含半胱氨酸,通过维持蛋白整体空间构象,确保其他功能结构域与受体结合的特异性,同时参与调控蛋白的分泌与定位。
从分子定位与特性来看,NELL2 不仅是细胞外信号传递的 “载体”,更是连接细胞外微环境与细胞内生理反应的 “桥梁”,其表达水平与活性变化直接影响组织细胞的功能状态,尤其在『神经系统』发育与生殖功能调控中具有不可替代的作用。
生理功能
NELL2 通过与细胞表面特异性受体(如 ROS1 酪氨酸激酶受体、整合素受体等)结合,激活下游信号通路,在『神经系统』发育、生殖系统功能维持、细胞分化调控等生理过程中发挥多样化作用,核心功能可归纳为以下三类:
1. 『神经系统』发育与功能维持的 “关键调控者”
NELL2 在中枢『神经系统』(如大脑皮层、海马体、小脑)及外周『神经系统』中高表达,是神经元发育、突触形成及神经功能稳定的重要调控因子,具体作用机制如下:
- 神经元分化与迁移:在胚胎『神经系统』发育阶段,NELL2 由神经前体细胞分泌,通过与神经元表面的 ROS1 受体结合,激活 PI3K-Akt、Ras-MAPK 等信号通路,促进神经前体细胞向成熟神经元分化,同时引导神经元沿特定路径迁移至靶组织(如大脑皮层的分层排列),确保神经组织结构的正常形成;
- 突触发生与突触可塑性:在成年『神经系统』中,NELL2 通过 EGF 样重复序列与突触后膜的受体结合,调控突触前膜神经递质(如谷氨酸、GABA)的释放及突触后膜受体(如 NMDA 受体)的表达,促进突触形成与成熟;同时,其可参与突触可塑性调节(如长期 potentiation,LTP),影响学习记忆功能 —— 研究表明,NELL2 表达缺失的小鼠会出现海马体突触可塑性下降,伴随学习记忆能力受损;
- 神经保护作用:在脑缺血、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)等病理状态下,NELL2 可通过抑制神经元内凋亡信号通路(如 Caspase-3 激活),减少神经元死亡,同时促进神经胶质细胞(如星形胶质细胞)分泌神经营养因子(如 BDNF),增强神经元的存活能力,发挥神经保护功能。
2. 生殖系统功能调控的 “重要参与者”
NELL2 在卵巢、睾丸、子宫等生殖器官中均有表达,通过调控生殖细胞发育与激素分泌,维持生殖系统正常功能:
- 卵巢功能调节:在卵巢中,NELL2 由颗粒细胞分泌,与卵母细胞表面的受体结合,促进卵母细胞的成熟与减数分裂进程,同时调控颗粒细胞的增殖与分化,影响卵泡的发育与排卵 —— 研究发现,NELL2 表达异常会导致卵泡发育停滞,降低排卵效率;
- 睾丸生精过程调控:在睾丸中,NELL2 表达于支持细胞(Sertoli 细胞),通过与精原细胞表面的受体结合,促进精原细胞向初级精母细胞分化,同时维持生精小管内微环境稳定,确保精子发生过程的有序进行;
- 子宫内膜生理周期调节:在子宫内膜中,NELL2 的表达随月经周期发生动态变化,在增殖期其表达升高,通过调控子宫内膜上皮细胞与间质细胞的增殖,为受精卵着床提供适宜的组织环境;若 NELL2 表达不足,可能导致子宫内膜薄,影响着床成功率。
3. 细胞分化与组织稳态的 “调控因子”
除『神经系统』与生殖系统外,NELL2 在骨骼、乳腺等组织中也有少量表达,通过调控细胞分化与基质形成,维持组织稳态:
- 骨骼发育与骨代谢调节:在骨骼发育阶段,NELL2 由成骨细胞前体分泌,与成骨细胞表面的受体结合,促进成骨细胞分化与骨基质(如胶原蛋白、羟基磷灰石)的合成,同时抑制破骨细胞的活性,维持骨形成与骨吸收的平衡;
- 乳腺组织发育调控:在乳腺发育过程中,NELL2 表达于乳腺上皮细胞,通过调控上皮细胞的增殖与极性建立,参与乳腺导管的分支形成与腺泡发育,为哺乳期乳汁分泌奠定结构基础。
茁彩生物酶联免疫法(ELISA)检测 NELL2 含量的原理
茁彩生物针对 NELL2 的酶联免疫检测试剂盒,采用经典的 “双抗体夹心法” 原理,利用抗原 - 抗体特异性结合及酶催化显色反应,实现对样本中 NELL2 含量的精准定量。该方法操作简便、特异性强,适用于血清、血浆、细胞培养上清液、组织匀浆等多种样本类型,核心检测流程与原理分为五个关键步骤:
1. 包被:固定捕获抗体,构建特异性检测体系
首先,将针对 NELL2 分子特定抗原表位的 “捕获抗体”(第一抗体,通常为兔抗人 / 鼠 NELL2 单克隆抗体或多克隆抗体)通过物理吸附(如疏水相互作用)或化学交联(如碳二亚胺交联)的方式,均匀包被在 ELISA 微孔板的内壁上。包被完成后,用含牛血清白蛋白(BSA)的封闭液室温孵育 1-2 小时,封闭微孔板表面未结合抗体的空白区域 —— 此举可有效减少后续检测中样本杂蛋白与微孔板的非特异性结合,降低背景信号干扰,确保检测的特异性与准确性。
2. 加样:样本中 NELL2 与捕获抗体特异性结合
将待检测样本(如血清需稀释 5-10 倍,细胞培养上清液可直接使用,具体稀释比例参考试剂盒说明书)加入到已包被捕获抗体的微孔中,置于 37℃恒温孵育箱中孵育 90 分钟(或 4℃过夜孵育,提升低浓度样本的结合效率)。在此过程中,样本中的 NELL2 分子会与微孔壁上的捕获抗体通过 “抗原 - 抗体特异性相互作用”(如氢键、范德华力、静电引力)形成 “捕获抗体 - NELL2” 复合物;而样本中的杂蛋白、细胞碎片等非目标成分,因无法与捕获抗体结合,会在后续洗涤步骤中被去除。这一步是实现目标分子特异性捕获的核心,直接决定检测结果的准确性。
3. 加酶标抗体:形成 “双抗体夹心” 复合物
孵育结束后,用含吐温 - 20 的磷酸盐缓冲液(PBS-T)反复洗涤微孔板 4-5 次,彻底去除未结合的杂质。随后,向每个微孔中加入针对 NELL2 分子另一不同抗原表位的 “酶标抗体”(第二抗体,通常为羊抗人 / 鼠 NELL2 单克隆抗体,且该抗体已通过化学方法偶联辣根过氧化物酶 HRP),再次置于 37℃孵育 60 分钟。酶标抗体会与 “捕获抗体 - NELL2” 复合物中的 NELL2 分子特异性结合,形成 “捕获抗体 - NELL2 - 酶标抗体” 的 “双抗体夹心” 结构 —— 该结构的形成确保了检测的特异性(需两个不同抗原表位结合,避免单一抗体的非特异性结合干扰)。孵育完成后,再次用 PBS-T 洗涤微孔板,去除未结合的酶标抗体,此时微孔内 HRP 的量与样本中 NELL2 的含量呈 “正相关”(即 NELL2 含量越高,结合的酶标抗体越多,HRP 总量越多)。
4. 加底物:酶催化显色,转化为可检测信号
向每个洗涤后的微孔中加入 HRP 的特异性显色底物 ——3,3',5,5'- 四甲基联苯胺(TMB),室温避光孵育 15-20 分钟。在 HRP 的催化作用下,无色的 TMB 会发生氧化还原反应,逐渐生成蓝色的产物,且蓝色深度随孵育时间延长而加深(颜色深度与微孔内 HRP 的量正相关,即与 NELL2 含量正相关)。为避免反应过度导致底物耗尽(影响定量线性范围),需在颜色达到适宜深度时(通常为标准品最高浓度孔呈深蓝色,空白孔无色),加入 2M 硫酸溶液作为终止液,终止 HRP 的催化活性。此时,蓝色产物会迅速转变为稳定的黄色,便于后续酶标仪读数。
5. 读数与定量:通过标准曲线计算样本中 NELL2 含量
使用酶标仪在特定波长(主波长 450nm,参考波长 630nm,参考波长用于校正微孔板背景及液体折射差异)下测定每个微孔的吸光度值(OD 值)。同时,检测已知浓度的 NELL2 标准品(通常包含 6-8 个浓度梯度,如 0pg/mL、7.8pg/mL、15.6pg/mL、31.2pg/mL、62.5pg/mL、125pg/mL、250pg/mL、500pg/mL),以标准品浓度为横坐标(X 轴),对应的 OD 值为纵坐标(Y 轴),采用四参数逻辑斯蒂回归(4PL)方法绘制 “标准曲线”(4PL 回归适用于 ELISA 检测中常见的 “S 型” 剂量反应曲线,拟合精度高于线性回归)。最后,根据待检测样本的 OD 值,在标准曲线上查找对应的浓度,结合样本的稀释倍数,计算出样本中 NELL2 的实际含量(单位通常为 pg/mL)。
NEL 样蛋白 2(NELL2)作为分泌型信号蛋白,通过 “调控『神经系统』发育与功能”“参与生殖系统功能维持”“调节细胞分化与组织稳态” 三大核心功能,在多组织生理过程中发挥关键作用,其表达异常与『神经系统』疾病(如认知障碍)、生殖系统疾病(如不孕不育)等密切相关。而茁彩生物基于 “双抗体夹心法” 的酶联免疫检测技术,通过特异性抗体结合、酶催化显色及标准曲线定量,实现了对 NELL2 含量的精准检测。