近日,山东大学孙金鹏教授、肖鹏教授与德国莱比锡大学ines liebscher教授合作,在nature reviews drug discovery发表题为the therapeutic potential of orphan adhesion g-protein-coupled receptors的重磅综述。这一综述的发表标志着agpcr已从“功能不明的孤儿受体”转变为“机制清晰、靶点明确、策略可行”的重要治疗领域。随着多类候选药物的持续推进,有望为神经发育畸形、自身免疫病、癌症等多种难治性疾病提供全新治疗方案。
该综述系统总结了三位研究者在黏附类g蛋白偶联受体领域的多项原创性成果,其中包括揭示拴系柄激活机制、力感受与激活机制、类固醇激素激活机制,鉴定出多种黏附类受体为类固醇激素的膜受体,如糖皮质激素受体gpr97、孕酮受体gpr126、青春激素dhea受体gpr64、孕烯醇酮受体gpr56、雄激素受体gpr133以及平衡觉膜受体lphn2。团队还阐明了黏附类受体在肿瘤、平衡系统、骨关节与肾脏系统中的生理与病理功能。
文章系统阐述了33种人类黏附类g蛋白偶联受体的四种核心激活机制,分析了受体突变及表达异常与多种疾病的关联,总结了相关动物模型的表型特征与内源性配体谱,并梳理了靶向黏附类g蛋白偶联受体的抗体、纳米抗体、合成肽配体及小分子化合物等候选药物的研发进展与应用前景,为靶向该类受体的药物开发提供了多维度的理论阐述、系统分析与方向指引。
黏附类g蛋白偶联受体(agpcr)是gpcr家族重要分支,作为关键分子开关,参与内分泌、脑发育、机械感知、血管生成、炎症等诸多生物体重要生理过程。同时其与多种疾病发生发展密切相关,临床数据显示,agpcrs的突变、表达异常与33种人类疾病直接相关,其中7种单基因疾病明确由特定agpcr基因突变导致。此外,agpcr还与癌症、抑郁症、类风湿关节炎等多种复杂疾病的发生发展密切相关,其独特的生理功能与疾病关联性使其成为极具潜力的药物研发靶点。
agpcr拥有区别于传统受体的独特结构与激活机制:核心含七次跨膜结构域、大型胞外n端及胞内c端,标志性gain结构域可经gps位点将其裂解为ntf和ctf片段。这类受体配体种类丰富,能感知小分子、胞外基质蛋白、机械力等,通过顺式和反式信号传导实现多样化激活,顺式由7tmd结合配体或n端感知信号触发,反式靠n端脱落或7tmd形成复合物调控。其信号转导方式多样,可与多种g蛋白偶联,还能招募β-arrestin、elmo1、dvl等适配蛋白,形成受体特异性和环境依赖性的信号网络。
内源性配体的系统鉴定是agpcr药物研发的关键突破。该综述明确其配体涵盖四大类:类固醇激素(如皮质醇、dhea)、细胞外基质蛋白(如胶原iv、层粘连蛋白-211)、膜蛋白配体(如cd55、整合素)及多肽片段(如stachel序列、tcap-1)。例如17α-羟基孕烯醇酮激活adgrg1/gpr56保护肝脏,孕酮通过 adgrg6/gpr126促进乳腺癌进展,cd55与adgre5/cd97相互作用调控多发性硬化炎症,这些为靶向药物设计提供了直接分子模板。
在靶向黏附类受体治疗策略方面,此综述重点梳理了当前三类核心靶向方案的进展:抗体与纳米抗体凭借高特异性识别agpcr的n端结构域发挥作用,如纳米抗体nb23-bi可增强dhea对adgrg2的激活效应,在dhea诱导的睾丸炎模型中展现出显著的协同抗炎效果;基于stachel序列的合成肽配体通过模拟内源性激动剂可有效激活受体下游信号,经结构优化后的vpm-p15肽段对adgrg2的激活效能提升超100倍;小分子化合物如合成雄激素受体gpr133激动剂ap503,可有效增加肌肉和骨骼力量,并消除了核受体ar导致的前列腺癌,心血管和脱发等副作用,有助于废用性肌肉萎缩等相关疾病的防治。
孙金鹏教授团队长期从事黏附类g蛋白偶联受体的相关研究,揭示了黏附类受体(agpcrs)是识别类固醇激素的gpcr亚家族(糖皮质激素膜受体,nature2021, 青春激素dhea膜受体nat chem biol 2022,孕酮膜受体pnas2022,孕烯醇酮膜受体cell metab. 2024, 雄激素膜受体cell. 2025);阐释了黏附类受体对力的感知机制并发展了多肽激动剂和拮抗剂(nature2022a,nature2022b,mol cell2024),发展了靶向黏附类受体的第一个别构纳米抗体nb23-bi(nat chem biol. 2025);发现了听觉平衡感知受体lphn2,开辟听觉平衡研究新领域(cell res. 2025,cell rep. 2025)。孙金鹏还阐明了粘附类受体vlgr1在听觉中的信号转导和功能(j biol chem. 2014;advanced science, 2023),gpr64在生殖中的功能(elife2018),以及gpr124在肾脏足细胞衰老过程中的重要作用(kidney international2025)。并受邀于2024年在墨西哥召开的黏附类受体大会并作整个大会的特邀报告(plenary talk)。