1.?分子簡介

??Y-27632貨號T1870，是一種 ROCK-I 和 ROCK-II 抑制劑，具有口服有效性、ATP 競爭性。Y-27632 還可以抑制分離誘導的小鼠前列腺干細胞或祖細胞凋亡，常用于干細胞研究和類器官培養。

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圖??Y-27632分子結構式

Y-27632 2HCl貨號T1725，別名Y-27632 dihydrochloride、反式-4-[(R)-1-氨基乙基]-N-(4-吡啶基)環己烷甲酰胺二鹽酸鹽, 是Y-27632的二鹽酸鹽形式，與Y-27632具有同樣的抑制效應。

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圖??Y-27632 2HCl分子結構式

2.?背景介紹

ROCK（Rho相關蛋白激酶，Rho-associated coiled-coil-containing protein kinase）是一類與Rho GTPase相關的蛋白激酶，主要作為Rho家族的下游效應器發揮作用。ROCK在細胞內發揮關鍵作用，調節多種生物學過程，包括：影響細胞與基質之間的黏附、參與細胞的分裂和增殖、調控細胞的遷移和運動、影響細胞的收縮和形態變化。在細胞信號通路中上游：ROCK受到Rho GTPase的調控，特別是RhoA。下游：ROCK參與磷酸化多種信號分子。

ROCK抑制劑在各種疾病中具有潛在的治療應用，包括癌癥、青光眼、哮喘、勃起功能障礙、胰島素抵抗、神經元變性、骨質疏松癥、腎衰竭、纖維化和移植物抗宿主病等^[1，2，3]。

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圖?ROCK在癌癥中的作用示意圖

3.?生物學應用

Y-27632/ Y-27632 2HCl作為ROCK抑制劑，除去在癌癥等疾病中的應用外，在類器官培養和干細胞研究中有助于維持細胞的生存和功能，具有重要的應用價值。?

常見的應用有

1）干細胞低溫保存：Y-27632可以避免干細胞在低溫保存期間出現解離相關的細胞凋亡，并增加解凍后的細胞活性。

2）胰腺導管腺癌類器官培養：Y-27632作為培養基的補充劑。

3）小鼠胚胎干細胞：Y-27632抑制Ras同源基因家族（Rho）激酶。

4）人胚胎干細胞和誘導多能干細胞（iPSC）：Y-27632抑制Rho相關蛋白激酶（ROCK）。?

4.?文獻精選

4.1文章標題：ROCK inhibitor Y27632 promotes proliferation and diminishes apoptosis of marmoset induced pluripotent stem cells by suppressing expression and activity of caspase 3

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研究概覽：本文研究發現ROCK 抑制劑 Y27632 通過抑制caspase?3 的表達和活性，可以促進狨猴誘導的多能干細胞（iPSC）的增殖并減少細胞凋亡，而不影響其核型和多能性標志物的表達。此外，研究團隊還測試了不同濃度Y27632 （5、10、20μM）對狨猴 iPSC 的影響，結果表明Y27632以劑量依賴性方式促進單細胞解離后增殖的細胞數。說明Y27632可有效改善靈長類動物iPSCs的培養系統^[4]。

本文實驗中使用10mM 的Y27632培養細胞以提高增殖效率。

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圖??Y27632顯著提高狨猴iPSC的克隆效率

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4.2文章標題：A hollow fiber system for simple generation of?human brain organoids

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研究概覽：3D類器官代表了一類用于研究發育生物學和疾病的新型體外模型。本文研究團隊提出了一種通過將纖維材料與發育生物學原理相結合，在中空纖維反應器系統中從hiPSCs簡單形成大量人腦類器官的新策略。該模型采用多層同軸層流微流控系統構建了薄且可微調的海藻酸鈣核殼纖維，一米長的中空纖維使hiPSCs的神經分化成為可能，并在3D基質中簡單形成豐富的大腦類器官。生成的大腦類器官顯示出人腦器官發生的基本特征，包括極化的神經上皮、細胞類型異質性和離散的大腦區域，類似于早期大腦發育。這種方法簡單易操作，可以簡化大量大腦類器官的形成，克服傳統方法中繁瑣的程序。且中空纖維的簡單性和可擴展性特性與實時觀察和監測以及用于下游生物分析的靈活組織操作兼容。這種技術將會推進干細胞衍生的類器官模型及其在生物醫學應用中的應用^[5]。

本文研究中使用含有10mM的Y27632培養基培養細胞。

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圖 ?中空纖維作為hiPSC大腦類器官發育的3D生物載體的示意圖

參考文獻

[1] ?Feng, Y. et al. (2016) Rho kinase (ROCK) inhibitors and their?therapeutic potential. J. Med. Chem. 59, 2269–2300

[2]?Zanin-Zhorov, A. and Blazar, B.R. (2021) ROCK2, a critical?regulator of immune modulation and fibrosis has emerged as a?therapeutic target in chronic graft-versus-host disease. Clin.?Immunol. 230, 108823.

[3]?Barcelo J, Samain R, Sanz-Moreno V. Preclinical to clinical utility of ROCK inhibitors in cancer. Trends Cancer. 2023;9(3):250-263. doi:10.1016/j.trecan.2022.12.001

[4] Wu Y, Shu J, He C, et al. ROCK inhibitor Y27632 promotes proliferation and diminishes apoptosis of marmoset induced pluripotent stem cells by suppressing expression and activity of caspase 3. Theriogenology. 2016;85(2):302-314. doi:10.1016/j.theriogenology.2015.09.020

[5]?Zhu Y, Wang L, Yin F, Yu Y, Wang Y, Liu H, Wang H, Sun N, Liu H, Qin J. A hollow fiber system for simple generation of human brain organoids. Integr Biol (Camb). 2017 Sep 18;9(9):774-781. doi: 10.1039/c7ib00080d. PMID: 28795726.

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