生长分化因子15 (growth differentiation factor 15，GDF-15)，也被称为巨噬细胞抑制细胞因子1 (MIC-1)，是转化生长因子β(transforming growth factor β，TGF-β)超家族的一员。在所有超家族成员中，GDF-15分子在物种间的序列保守性最低：成熟的大鼠、小鼠和人类TGF-β1和BMP-2蛋白同源性为99-100%，而GDF-15同源性为70%。与TGF-β一样，成熟的GDF-15是以二硫键结合的同源二聚体，如下图所示。
GDF-15同源二聚体(PDB-5VT2)
GDF-15在胎盘和前列腺呈高表达，在心脏、胰腺、肝脏、肾脏、结肠、胆囊、胰腺和子宫中均观察到表达。GDF-15是一种应激诱导的细胞因子，在组织损伤、缺氧和促炎细胞因子反应后，由巨噬细胞、血管平滑肌细胞、心肌细胞、脂肪细胞和内皮细胞释放。在正常生理条件下，GDF-15的循环水平在0.1-1.2ng/ml范围，然而在人类细胞应激过程中，如心脏和肾衰竭、慢性肝病、各种癌症和慢性炎症疾病中，GDF-15水平会显著升高。GDF-15如存在于循环中，可作为内分泌因子发挥作用。
GDF-15基因敲除的小鼠在出生后无明显表型。而在6个月时，观察到轻度(≤20%)进行性运动轴突和旋转运动技能丧失，提示GDF-15作为运动和感觉神经元的神经营养因子发挥着生物学作用。
GDF-15的代谢作用是由神经营养因子家族受体α -样受体(GDNF-family receptor α-like，GFRAL)介导的，GFRAL是一种内源性受体，在中枢神经组织特异性表达。大量研究证实，肥胖是罹患心血管疾病、2型糖尿病、肝病、慢性肾病、恶性肿瘤的危险因素。在动物模型中，GDF-15通过与GFRAL结合，并在后脑募集受体酪氨酸激酶RET，调节迷走交感神经系统活动，延迟胃排空，从而减少高脂肪饮食的摄入，到达减肥和改善血糖控制的功效。
GDF-15抑制能量摄入和肥胖的机制
高剂量时，GDF-15也可能在某些物种中引起恶心和呕吐。值得注意的是，GDF-15诱导的食欲和体重下降不需要瘦素（leptin），胰高血糖素样肽1(GLP-1)或黑素皮质激素受体4。
GDF-15除了在独立于减轻体重和/或肥胖的情况下抑制炎症可能在多种疾病条件下发挥有益作用，包括糖尿病、心血管疾病和非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)。耶鲁大学医学院团队在2022年2月份发表的研究结果表明：GDF-15血浆浓度与NAFLD及NAFLD相关表型相关，血浆GDF-15浓度的变化是由肝内脂肪含量的变化驱动的。在超重/肥胖的青少年中，血浆GDF-15浓度随着肝内脂肪含量的变化而变化，并可能作为儿童NAFLD的生物标志物。
GDF-15可能通过降低动脉粥样硬化、心肌肥厚和缺血再灌注损伤等作用发挥心脏保护作用。
在动脉粥样硬化性心血管疾病中，GDF-15可能通过减少动脉粥样硬化斑块中巨噬细胞的聚集、抑制细胞间粘附分子1 (ICAM1)的表达和血栓的形成来抑制动脉粥样硬化；GDF-15可能通过PI3K、AKT、FOXO3和NF-κB信号通路抑制缺血再灌注损伤诱导的细胞凋亡来阻止心肌梗死的损伤作用；GDF-15也可能通过抑制活化EGFR和下游激酶磷酸化来抑制心肌肥大；GDF-15可能通过抑制胰岛炎症、氧化应激和胰岛β细胞凋亡来降低糖尿病的发病率。
GDF-15在肥胖以外的心脏代谢疾病中的潜在作用
高水平的GDF-15主要与病理条件有关，包括炎症、心肌缺血，尤其是癌症。GDF-15表达增加是许多癌症的特征，包括乳腺癌、结肠癌、胰腺癌和前列腺癌，在肿瘤活检中发现GDF-15的蛋白和mRNA。
GDF-15与T细胞浸润肿瘤、胎盘或梗死心肌的能力呈负相关。一种有趣的说法是，由于GDF-15最显著的生理表达是在胎盘中发现的，它可能已经进化到保护胎儿通过在胎盘-胎儿交界处建立一个保护屏障，从而保护胎儿免受母体T细胞的攻击。因此，GDF-15是非常具有潜力的肿瘤治疗靶点，因为它抑制足以保护胎儿免受母体免疫系统排斥的免疫逃避机制，当然有可能改善对携带新抗原的肿瘤细胞的免疫应答。
GDF-15在免疫调节中的作用
已有研究表明GDF-15可能通过抑制T细胞刺激和树突状细胞激活细胞毒性T淋巴细胞来促进肿瘤细胞的免疫逃逸。当暴露GDF-15时，肿瘤微环境中的巨噬细胞也会产生耐受性/免疫抑制表型。在原位胰腺癌模型和RAS驱动的异种移植肿瘤中去除肿瘤来源的GDF-15，可恢复浸润肿瘤的巨噬细胞的免疫监视功能，从而改善肿瘤控制。因此，GDF-15的肿瘤免疫逃逸的作用得到许多研究的支持。
在癌症恶病质期间，肿瘤分泌的GDF-15抑制食欲，促进脂肪组织的脂解和肌肉的蛋白水解作用，可以使用靶向GDF-15或GFRAL的中和抗体来阻断这一作用。中和GDF-15不仅有可能改善癌症患者的厌食症，也有可能改善免疫治疗。
GDF-15与肥胖、糖尿病、肿瘤、非酒精性脂肪性肝病、缺血性疾病等许多疾病息息相关，因此，GDF-15作为疾病预后的生物标志物已被广泛探索。更令人兴奋的是，GDF-15已成为新药研发的新兴靶点。目前，全球均开展了以GDF-15为全新治疗靶点的药物研究，涉及肥胖、肿瘤等诸多领域。
靶向GDF-15的药物研发进展（药渡数据）
ACROBiosystems已成功开发GDF-15/GFRAL系列蛋白，助力靶向GDF-15/GFRAL通路的相关药物开发。
产品列表
★天然状态GDF-15是反向平行的同源二聚体，ACRO的GDF-15重组蛋白产品经过独特设计，正确且均一的确定的同源二聚体结构经SEC-MALS验证
经还原及非还原条件的SDS-PAGE验证，Human GDF-15, Fc Tag (Cat. No. GD5-H5269)的纯度高于90%；经SEC-MALS验证，Human GDF-15, Fc Tag (Cat. No. GD5-H5269)的纯度高于90%，分子量为74-100 kDa。
★高生物活性经与受体GFRAL的结合验证（QC），严格质控，质量保证
固定的Human GFR alpha-like, His Tag (Cat. No. GFA-H52H3)可特异性结合Human GDF-15, Fc Tag (Cat. No. GD5-H5269)，线性区间为0.1-6 ng/mL (QC tested)。
固定的Human GDF-15, His Tag (Cat. No. GD5-H5149)可特异性结合GFR alpha-like, Fc Tag (Cat. No. GFE-H5259)，线性区间为0.4-13 ng/mL (QC tested)。
参考文献
1、 Wang, D., Day,E.A., Townsend, L.K. et al. GDF15: emerging biology andtherapeutic applications for obesity and cardiometabolic disease. NatRev Endocrinol (2021). https://doi.org/10.1038/s41574-021-00529-7
2、 Hsu, JY.,Crawley, S., Chen, M. et al. Non-homeostatic body weightregulation through a brainstem-restricted receptor for GDF15. Nature(2017). https://doi.org/10.1038/nature24042
3、 Coll, A.P.,Chen, M., Taskar, P. et al. GDF15 mediates the effects ofmetformin on body weight and energy balance. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-019-1911-y
4、 Wischhusen Jörg, Melero Ignacio, Fridman Wolf Herman.Growth/Differentiation Factor-15 (GDF-15): From Biomarker to Novel TargetableImmune Checkpoint Frontiers in Immunology(2020）https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fimmu.2020.00951
5、 Ramu Adela, Sanjay K. Banerjee.GDF-15 as a Target and Biomarkerfor Diabetes and Cardiovascular Diseases: A Translational Prospective. Journalof Diabetes Research (2015). https://doi.org/10.1155/2015/490842
6、 Galuppo, B.,Agazzi, C., Pierpont, B. et al. Growth differentiation factor 15 (GDF15) isassociated with non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) in youth withoverweight or obesity. Nutr. Diabetes (2022).https://doi.org/10.1038/s41387-022-00187-2
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