Cell：细胞膜受体再循环机制

　　

    生物通报道 近日由卡内基梅隆大学的Manojkumar Puthenveedu领导的一个国际研究小组发现了信号受体再循环的机制，这一发现对推动了解信号受体功能具有重要的意义。研究成果发表在《细胞》（Cell）杂志上，在论文中研究人员第一次详细描述了信号受体在激活和内化后重新返回细胞膜的过程。

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    位于细胞膜的信号受体能够识别、结合专一的生物活性物质即配体，生成的复合物可激活和启动一系列物理化学变化，从而影响细胞内许多重要的生理功能。这些功能对于人体的健康起着重要的作用，因而科学家们将它们视为许多疾病包括心脏、肺脏和炎症性疾病有潜力的治疗靶点。

    膜受体识别特异性的配体并与之结合后，形成受体-配体复合物，该复合物在细胞膜中横向移动，逐渐向膜表面的衣被凹陷处集中，衣被凹陷进一步向胞质侧凹入，并最终与细胞膜脱离，在胞内形成囊泡。囊泡进一步与胞浆中的内体融合，将受体-配体复合物转移至内体。此时，受体面对三条不同的途径:或是与溶酶体融合最终被降解；或是进入高尔基体进行加工；或是与配体分离通过一种指状的分支称为小管再循环返回细胞膜。

    某些受体例如营养因子受体可通过一种连续的不受调控的过程快速地再循环至细胞膜。在新研究中研究人员发现他们检测的信号受体似乎是以一种相对慢速的受调控的方式进行再循环。这些受体通常需要数分钟的时间才能返回至细胞表面，这表明它们可能采用了与其他类受体不同的途径。

   “营养因子受体能够非常快速地进行再循环而不会对机体造成伤害，但有一些信号受体当其再循环失控时则会导致严重的后果。例如肾上腺素受体信号的过度激活可导致心力衰竭，”Puthenveedu说：“控制这些受体返回细胞表面的速度，使其滞留在细胞内，或许是一种新的有潜力的治疗方向。”

    为了确定信号受体的循环机制，Puthenveedu和同事们针对肾上腺素和去甲肾上腺素的受体——β2肾上腺素能受体（β2AR）进行了研究。β2肾上腺素能受体是G蛋白偶联受体（GPCR）家族成员。G蛋白偶联受体是人体内一类重要的细胞表面受体超家族，主要介导神经递质和激素等细胞信号。目前科研人员对于G蛋白偶联受体已展开了广泛而深入的研究，证实它们在细胞内一些重要的信号通路在发挥关键性的作用，而这些信号通路参与调控了人体健康相关的重要功能，其中包括心脏和肺脏功能、认知和记忆、消化作用和炎症反应。

    Puthenveedu及其同事们利用活细胞荧光显微共聚焦技术标记并显示了β2AR内化后通过小管再循环的过程。研究人员发现虽然与营养因子受体一样，β2AR也是通过小管再循环，然而参与再循环的小管却并不相同。研究人员发现β2AR小管从内体的专门区域伸出，研究人员将这些独特的区域命名为ASSERT域。ASSERT域为受体提供细胞支架作用，使其从内体中缓慢释放，从而对受体再循环进行调控。“这些特异的区域或许可成为一类非常有潜力的药物靶点，”研究人员说。

    Puthenveedu计划在接下来的试验中对其他类型的受体展开再循环研究。阿片受体是临床上一些滥用的药物的作用靶点，对此开展研究将有可能开启成瘾研究的新领域。

（生物通：何嫱）