2024年3月5日，《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表了华中科技大学生命学院刘剑峰教授课题组题为“Specific pharmacological and Gi/o protein responses of some native GPCRs in neurons”（神经细胞中一些内源G蛋白偶联受体（GPCR）的特异药理和Gi/o蛋白激活效应）的研究论文。
G蛋白偶联受体（GPCR）是一类重要的药物靶点。G蛋白是它们的主要效应物。GPCR能够激活不同的G蛋白亚型，如Gi/o、Gs、Gq和G12/13介导下游信号。然而，其信号传递可能因配体或细胞环境的不同，产生配体偏向效应或系统偏向性。当前靶向GPCR信号的检测主要依赖异源重组表达细胞系，并通常需要对受体进行改造来适配相应的检测方法，所获得的受体激活效应数据是否与内源性受体在原代神经细胞中的激活效应是否一致，仍然未知。
刘剑峰教授课题组基于生物发光共振能量转移（BRET）技术开发了新的Gi/o蛋白传感器，来表征内源GPCR的信号变化。该方法能够以简单和高通量的形式研究活神经细胞中內源GPCR的信号传导和药理学特性。结果显示，该方法可以用于检测神经元6种Gi/o蛋白，包括Gi1，Gi2，Gi3，GoA，GoB和Gz蛋白的反应。通过比较工具细胞系GPCR外源过表达体系和小脑颗粒神经元GPCR内源表达体系，该工作阐释了神经细胞中内源表达的GPCR在本底活性、对不同G蛋白亚型的选择性、响应激动剂和变构剂的效能以及信号偏向性上与工具细胞系存在明显差异，说明了采用工具细胞系GPCR外源过表达体系进行药物筛选失败率高的问题，提出了利用内源性GPCR检测G蛋白信号和进行筛选药物活性的重要性。
华中科技大学生命学院刘剑峰教授、法国国家科学研究中心功能基因功能所P Pin JP研究员和Rondard P研究员为论文的共同通讯作者，华中科技大学生命学院副研究员许婵娟博士、博士生周怡玮和刘宇轩为论文共同第一作者。华中科技大学生命学院为第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金和科技部“中法联合实验室”以及法国国家卫生科学研究中心国际合作项目支持。
图：神经细胞中内源GPCR的活性检测探针构建和信号检测示意图。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-46177-z
