外源性激活黏附GPCR ADGRD1/GPR133通过抑制破骨细胞生成负调控骨丢失的分子机制及治疗潜力

本研究针对黏附G蛋白偶联受体(adhesion GPCRs)缺乏有效调节剂的难题，以ADGRD1/GPR133为模型，通过虚拟筛选发现小分子激动剂GL64可模拟stachel序列激活受体，证实其通过cAMP-PKA-NFATC1通路抑制破骨细胞分化，在卵巢切除(OVX)骨质疏松模型中显著改善骨丢失，为骨质疏松治疗提供新靶点。

　　

黏附G蛋白偶联受体(adhesion GPCRs)作为膜受体超家族的重要成员，在器官发育和疾病进程中发挥关键作用，但其功能解析长期受限于缺乏特异性外源激动剂。尤其ADGRD1/GPR133虽被全基因组关联研究(GWAS)证实与骨质疏松相关，其骨代谢调控机制却鲜有报道。针对这一科学瓶颈，华东师范大学的研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表突破性研究，通过多学科交叉策略揭示了ADGRD1激动剂GL64的抗骨质疏松机制。

研究采用虚拟筛选结合分子动力学(MD)模拟技术，基于ADGRD1的冷冻电镜结构(PDB:7EPT)从ChemDiv和Specs化合物库中筛选出特异性激动剂GL64(EC₅₀=3.98μM)。通过构建Adgrd1基因全身敲除和Lysm-Cre条件敲除小鼠模型，结合显微CT、TRAP染色等骨形态计量学分析，发现ADGRD1缺失导致骨量减少50%，破骨细胞活性增强。体外实验证实GL64通过激活cAMP-PKA通路抑制NFATC1核转位，从而阻断破骨细胞分化。在卵巢切除(OVX)诱导的骨质疏松模型中，GL64治疗显著改善骨密度(BMD)和骨小梁数量(TB.N)。

【GL64是ADGRD1的选择性激动剂】
通过虚拟筛选发现GL64能特异性激活ADGRD1而非其他黏附GPCR(如ADGRG5/6)。分子对接显示GL64通过氢键结合S570^1.43，与W705^ECL2形成π-π堆积。1μs MD模拟证实GL64稳定W773^6.53-Q798^7.49相互作用，维持受体活化构象。

【Adgrd1缺陷小鼠的骨表型】
Adgrd1^-/-小鼠虽发育正常，但8周龄时骨小梁体积(BV/TV)下降50%，TRAP阳性破骨细胞数量增加2倍。条件性敲除(Adgrd1^Lysm)重现该表型，证实ADGRD1在破骨细胞自主性调控中的作用。

【GL64调控破骨细胞分化的机制】
单细胞测序显示Adgrd1高表达于破骨细胞谱系。GL64处理使野生型BMM细胞内cAMP水平升高3倍，而PKA抑制剂H89可逆转GL64对NFATC1核转位的抑制。IBMX(磷酸二酯酶抑制剂)能挽救Adgrd1^-/-细胞的过度破骨分化。

【GL64的治疗潜力】
药代动力学显示GL64腹腔注射后1小时达血浆峰浓度(26,563ng/ml)，骨 marrow浓度维持4小时以上。在OVX模型中，GL64治疗4周使BMD提升40%，显著抑制TRAP活性。

该研究首次阐明ADGRD1通过cAMP-PKA-NFATC1轴负调控骨吸收的分子机制，开发的GL64作为首个ADGRD1特异性激动剂，不仅为黏附GPCR激活机制提供范式，更为骨质疏松等骨代谢疾病提供潜在治疗策略。值得注意的是，ADGRD1在肿瘤和免疫中的多重功能提示GL64可能具有更广泛的临床应用价值，其组织特异性递送和长期安全性值得进一步探索。