来源: 光明网 2025-11-23 16:06:01
➠新闻背景
近日,中国科学院上海药物研究所研究团队等,在趋化素受体功能调控机制研究中取得进展。研究首次全面阐释了阻遏蛋白对趋化素受体GPR1的功能调控分子机制,拓展了学界对GPCR非典型信号转导和调控的认识与理解。
11月21日,相关研究成果发表在《科学》(Science)上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院、上海市等的支持。
GPR1与阻遏蛋白的复合物结构示意图
➠科普解读
核心分子:趋化素——身体里的“全能信号员”
咱们身体里的脂肪细胞,可不只负责储存脂肪,它还会分泌一种叫“趋化素”的关键物质,就像细胞之间穿梭的“全能信号员”,手里握着两大重要任务,是连接“代谢”和“炎症”的关键“桥梁”。
平时,它能帮着调节脂肪代谢,让身体里的脂肪正常分解、利用,还能影响胰岛素的工作效率,让血糖稳定。可一旦身体代谢乱了套,趋化素的量就会变得不正常,要么太多要么太少,这就容易引发肥胖,还可能让胰岛素“失灵”,出现血糖偏高的问题。
而当身体遇到细菌、病毒这些“外敌”入侵,或者有组织受伤时,趋化素又会变身“向导”,精准指引免疫细胞赶到炎症部位,帮着对抗“外敌”、修复受损组织,就像一位经验丰富的“战场指挥官”,默默维持着身体的稳定,是当之无愧的“多面手”。
受体搭档:CMKLR1与GPR1——“动力引擎”和“信号清道夫”的完美配合
趋化素要想完成任务,离不开两个“好搭档”——CMKLR1和GPR1,它们就像一个“双受体系统”,分工明确又默契十足。
CMKLR1是典型的“动力引擎”,它属于G蛋白偶联受体(GPCR)家族里的“常规选手”,一旦接收到趋化素的信号,就会通过G蛋白信号通路“加油发力”,主动推动脂肪分解,还能启动炎症反应对抗“外敌”,让身体的代谢和免疫反应有序进行。
而GPR1,就是我们重点说的“信号清道夫”,它同样是GPCR家族成员,却是个“特殊选手”。它不负责“主动发力”,而是专注于“平衡调节”。当趋化素分泌过多,可能导致代谢紊乱或炎症反应过头时,GPR1就会行动起来。它会依靠阻遏蛋白(arrestin)传递信号,还能把自己和过量的趋化素一起“吞”进细胞里降解掉,就像清道夫清理垃圾一样,把多余的“信号”清除干净。
正是这对“搭档”一个“激活推进”、一个“清理平衡”,通过“经典激活—非典型平衡”的机制,让身体的代谢和炎症反应始终保持在稳定状态,不会“用力过猛”也不会“动力不足”。
关键发现:GPR1这位“信号清道夫”的“工作秘诀”
科学家们通过研究,首次揭开了GPR1这位“信号清道夫”的“工作秘诀”,让我们看清了它是如何高效“清理”信号的。
当趋化素激活GPR1后,GPR1和β-arrestin1的结合方式特别灵活,竟然有四种以上!就像清道夫有多种“清理工具”一样,它们会从最初的“初步接触”(预结合),慢慢过渡到“牢固绑定”(稳定结合),整个过程动态又高效。
更有意思的是,GPR1和β-arrestin1、β-arrestin2这两种阻遏蛋白的“亲近程度”差不多,结合能力相近,但它们合作起来的“工作效果”却大不一样。就像清道夫用两种看似相似的工具,却能完成不同的清理任务,这也为GPR1能根据不同情况,灵活调节“清理力度”提供了依据,让它的“清道夫”工作更精准、更高效。
➠产业前景
靶向药物研发迎来新方向
GPCR(G蛋白偶联受体)全球药物研发的“黄金靶点”,目前三分之一的上市药物均以它为作用靶点,但传统药物常因同时调控多条信号通路引发副作用。该研究提出的“靶向GPCR多种构象状态”研发思路,为新型靶向性药物研发奠定基础——可特异性激活阻遏蛋白信号通路,避开G蛋白相关不良反应,大幅提升药物安全性与有效性。
带动代谢病治疗产业升级
GPR1作为肥胖、代谢性炎症的潜在靶点,相关药物研发将推动代谢性疾病治疗从“广谱干预”进入“精准调控”时代。目前全球肥胖人群超10亿,糖尿病患者超4亿,代谢病治疗药物市场规模已达数千亿美元。随着GPR1相关药物研发推进,有望催生一批新型靶向药物,带动生物医药产业细分领域发展,形成千亿级市场规模,同时为我国在GPCR药物研发领域抢占国际竞争制高点提供支撑。
➠民生价值
肥胖治疗或有“新方案”
当下,节食、运动是公众控制体重的主要方式,但效果因人而异且难以长期坚持。该研究揭示,高脂环境下,GPR1通过清除“无效趋化素”,可促进CMKLR1激活,进而增强脂肪代谢、减少脂质积累。未来若能通过药物调控GPR1活性,普通人或可在无需过度节食、运动的情况下,改善代谢水平,轻松控制体重,为肥胖人群带来新希望。
代谢健康管理有了“新依据”
研究还发现,棕榈酸等脂肪酸可辅助GPR1发挥作用,而棕榈酸广泛存在于动物脂肪、棕榈油中。这一发现为公众饮食健康提供了科学参考——合理控制高棕榈酸食物摄入,或能辅助维持GPR1功能稳定,减少代谢紊乱风险。同时,该研究让公众更清晰地认识到“代谢与炎症”的关联,为通过科学方式(如合理饮食、规律作息)维护代谢健康提供了理论支撑。
➠启示意义
基础研究是产业创新的“源头活水”
该研究从解析GPR1分子机制入手,看似是“微观层面”的基础探索,却为药物研发、产业升级提供了关键支撑,印证了“基础研究是创新的源头活水”。这启示我国科研领域需持续加大基础研究投入,鼓励科研人员深耕细分领域,从分子、原子层面破解生命奥秘,为产业转化积累“源头创新”成果。
跨学科协作加速科研突破
此次研究由中国科学院上海药物研究所联合多方团队完成,整合了结构生物学、细胞生物学、质谱分析等多学科技术手段。这种跨学科协作模式,打破了单一领域的研究局限,加速了科研成果产出。这提示未来科技创新需进一步推动学科交叉融合,搭建多领域协作平台,形成科研创新合力。
(整理:战钊)
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