GzESTY：一种优化的细胞检测方法助力G蛋白偶联受体(GPCR)去孤儿化研究

为解决G蛋白偶联受体(GPCR)中孤儿受体配体鉴定难题，研究人员开发了GzESTY检测技术。该研究通过优化GsGz嵌合体与cAMP生物传感器的组合，构建了“多合一”载体系统，显著提升了Gi/o/z偶联受体激活检测的灵敏度。实验证实GzESTY可识别GPR176和GPR37的内源性配体，为GPCR去孤儿化提供了高效工具。成果发表于《Nature Communications》，为药物靶点开发开辟新途径。

　　

在生命科学领域，G蛋白偶联受体(GPCR)家族是最大的细胞表面受体群，调控着从代谢到神经传递的多种生理过程。然而，约30%的GPCR仍属于“孤儿受体”——它们的天然配体尚未明确，这极大限制了其作为药物靶点的潜力。尤其令人困扰的是，72%已去孤儿化的GPCR主要通过G_i/o/z蛋白家族传递信号，但现有检测技术存在灵敏度低、操作复杂等问题。

针对这一瓶颈，Luca Franchini、Joseph J. Porter等研究者开发了名为GzESTY（G_z Enhanced Signal Transduction assaY）的革命性检测系统。这项发表于《Nature Communications》的研究，通过巧妙组合GsGz嵌合体与cAMP生物传感器，实现了对G_i/o/z偶联受体激活的高灵敏度实时监测。

研究团队采用了多学科交叉的技术路线：基于NanoBRET（生物发光共振能量转移）的G蛋白激活分析验证受体-嵌合体特异性；通过启动子效率筛选构建“多合一”载体系统（含GloSensor、GPCR、GsGz和PTX-S1）；利用微波固定技术处理小鼠脑组织以保护神经肽完整性；结合ELISA和脂质组学分析组织提取物成分。这些方法为系统优化提供了多维度的数据支撑。

GsGz嵌合体显著提升检测灵敏度
通过对比GsG_i、GsG_o和GsG_z三种嵌合体对D2R等受体的响应，发现GsGz能使信号放大3-6倍。温度实验揭示28°C为最佳检测条件，而磷酸二酯酶抑制剂IBMX的同步应用可使cAMP信号进一步增强。

“多合一”载体实现精准表达调控
研究者创新性地采用CspCI限制酶介导的吉布森组装技术，将四种组件按50:47.5:1.8:0.7的摩尔比整合至单一载体。这种设计不仅简化转染流程，更确保每个细胞均表达完整信号通路，使Z因子（评价检测稳定性的指标）达到0.75-0.83的优异水平。

成功解码孤儿受体配体线索
应用GzESTY检测小鼠脑提取物时，微波处理后的上清液特异性激活了GPR176和GPR37。值得注意的是，GPR37的激活依赖微波步骤，暗示其配体可能是不耐酶解的神经肽；而GPR176仅在微波上清液中响应，提示配体可能存在于特定亚细胞组分中。

拓展药物发现新视野
在84种化合物筛选中，GzESTY鉴定出唾液酸-1-羧酸（salsolinol-1-carboxylic acid）作为D2R新型激动剂（pEC₅₀=5.84），以及色胺（tryptamine）等ADRA2A部分激动剂。这些发现通过NanoBRET实验得到正交验证，证实了检测系统的可靠性。

这项研究的突破性在于：首先，GzESTY将传统cAMP抑制检测的“信号衰减读取”转变为“信号增益读取”，动态范围提升20倍以上；其次，系统可检测86%已知GPCR（包括次级偶联G_i/o/z的受体）；最重要的是，该技术首次为GPR176和GPR37的内源性配体存在提供了直接证据。

正如研究者强调，GzESTY的价值不仅体现在技术参数优化，更在于其“开箱即用”的特性——预优化的载体系统大幅降低了实验门槛。未来，该技术可广泛应用于神经精神疾病靶点发现、组织特异性配体挖掘等领域。特别是对GPR176（生物钟调控关键分子）和GPR37（帕金森病相关受体）配体的最终鉴定，或将开启神经退行性疾病治疗的新篇章。