科學(xué)家在人類細(xì)胞中鑒別出新型的信號(hào)系統(tǒng)

在所有被批準(zhǔn)的藥物中，有三分之一的藥物都能夠靶向作用相同的受體家族：GPCRs（G蛋白偶聯(lián)受體），近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Cell上的研究報(bào)告中，來自哥本哈根大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究將能夠激活GPCRs的肽類網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大了19%的比例；人類細(xì)胞的表面擁有多種多樣的受體，很多分子和治療性藥物能與受體結(jié)合來激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)，從而調(diào)節(jié)機(jī)體的生理學(xué)功能，GPCRs就是人類細(xì)胞**且最重要的受體分子。

盡管很多藥物能靶向作用GPCRs，但對(duì)于大約三分之一的GPCRs而言，研究人員并不清楚到底是哪些分子或配體能與其結(jié)合并激活信號(hào)。這項(xiàng)研究中，研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了一種新型的信號(hào)系統(tǒng)，即能被17種肽類配體所激活的5種GPCRs，從而將肽類-GPCR網(wǎng)絡(luò)從348個(gè)擴(kuò)展到了415個(gè)（19%的比例）。

研究者David E. Gloriam說道，研究人員能夠長(zhǎng)期致力于研究一種GPCR信號(hào)系統(tǒng)，因?yàn)樵擃I(lǐng)域的治療潛力巨大，很多藥物能靶向作用GPCRs，如今我們鑒別出了5種這樣的信號(hào)系統(tǒng)，換句話說，其對(duì)于未來藥物開發(fā)具有非常重要的意義。研究人員想尋找能作為信號(hào)分子的肽類，因?yàn)槠湔嫉搅四芘cGPCRs結(jié)合的所有配體中的71%的比例，而且很多都已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)臨床試驗(yàn)，肽類是一個(gè)尋找新型信號(hào)分子的較好起點(diǎn)。

我們?cè)诩?xì)胞所有蛋白質(zhì)（所謂的蛋白質(zhì)組，包含大約20000種蛋白質(zhì)）中都有可能鑒別出潛在的肽類配體，研究者重點(diǎn)對(duì)細(xì)胞所分泌的肽類進(jìn)行研究，隨后他們利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)預(yù)測(cè)哪些潛在的肽類能作為GPCRs的配體。文章中，研究者選擇了218種潛在的配體，并利用三種先進(jìn)的技術(shù)對(duì)21種受體進(jìn)行篩選，從而來捕捉不同的受體反應(yīng)，即細(xì)胞內(nèi)的物理質(zhì)量分布、細(xì)胞內(nèi)受體的內(nèi)在化和一種稱之為β-arrestin蛋白的募集反應(yīng)，研究者使用這三種技術(shù)，因?yàn)閮H使用一種技術(shù)會(huì)催過利用其它途徑的信號(hào)通路。

這項(xiàng)綜合性的研究花費(fèi)了研究人員3年的時(shí)間，最終研究人員確定了能與27個(gè)肽類配體配對(duì)的5種GPCRs，這些所鑒別出的肽類配體的起源基因與多種疾病發(fā)生直接相關(guān)，比如遺傳性、神經(jīng)系統(tǒng)和腫瘤疾病等。最后研究者表示，本文研究中所鑒別出的信號(hào)系統(tǒng)或能作為潛在的治療性靶點(diǎn)供臨床研究使用，后期他們還將繼續(xù)深入研究調(diào)查上述5種信號(hào)系統(tǒng)中每一種系統(tǒng)工作的機(jī)制以及其如何影響人類機(jī)體的生理學(xué)特性。