肌动蛋白细胞骨架调控中性粒细胞NADPH氧化酶活性的分子机制：Gαq偶联受体信号转导的新视角

本研究揭示了中性粒细胞中肌动蛋白细胞骨架通过调控G蛋白偶联受体（GPCR）信号通路影响NADPH氧化酶活性的新机制。研究人员发现，使用latrunculin A破坏细胞骨架后，ATP通过P2Y2R受体可激活NADPH氧化酶，且该过程存在Gαq依赖和非依赖的双重信号路径。这一发现为理解先天免疫调控提供了新思路，对炎症性疾病治疗靶点开发具有重要启示意义。

　　

在人体免疫防御的第一线，中性粒细胞如同精密的分子机器，其NADPH氧化酶产生的活性氧（ROS）是消灭病原体的重要武器。然而这台"分子武器"的启动机制仍存在诸多谜团——为什么有些G蛋白偶联受体（GPCR）如FPR1能直接激活NADPH氧化酶，而ATP通过P2Y₂R受体却只能引发钙信号？这个科学难题背后，隐藏着细胞骨架调控GPCR信号的关键机制。来自瑞典哥德堡大学（University of Gothenburg）的研究团队在《Cellular Signalling》发表的研究，首次揭示了肌动蛋白细胞骨架如何像"分子开关"般控制着G蛋白偶联受体的信号输出。

研究人员采用GM-CSF预刺激的中性粒细胞模型，结合钙离子荧光标记（Fura-2 AM）和超氧化物化学发光检测技术，通过系统比较latrunculin A不同浓度下的G蛋白抑制剂效应，构建了完整的信号调控图谱。实验使用的血样来自Sahlgrenska大学医院血库的健康供体，所有操作遵循瑞典伦理法规。

3.1 ATP的功能选择性激活特征

研究发现ATP通过P2Y₂R仅诱发瞬时[Ca²⁺]_i升高，该过程完全依赖Gα_q（可被YM-254890抑制），却不激活NADPH氧化酶。这与FPR1通过Gα_i同时触发两种反应的机制形成鲜明对比，首次证实了P2Y₂R信号存在"功能选择性"。

3.2 GM-CSF的预刺激效应

细胞因子GM-CSF使中性粒细胞对多种GPCR激动剂（fMLF、PAF等）的反应增强2-5倍，这种"预刺激"状态为后续研究提供了信号放大系统。值得注意的是，ATP单独作用仍无法激活氧化酶，暗示其信号阻滞存在于更下游环节。

3.3 受体反式激活机制

突破性发现出现在FFA2R变构调节剂Cmp58存在时——ATP突然获得激活NADPH氧化酶的能力。该效应可被FFA2R拮抗剂CATPB完全阻断，证实了Gα_q信号可通过"胞内反式激活"途径启动FFA2R依赖的氧化酶组装。

3.4 细胞骨架破坏的双重效应

使用latrunculin A破坏肌动蛋白后，ATP直接激活氧化酶的能力呈现浓度依赖性变化：低浓度（5 ng/mL）时完全依赖Gα_q；高浓度（25 ng/mL）时75%活性转为Gα_i依赖（PTX敏感）。这种"G蛋白转换"现象在非代谢型激动剂ATPγS中同样存在，排除了ATP降解产物的干扰。

3.5 PAFR的平行验证

研究扩展到另一Gα_q偶联受体PAFR，发现其在高浓度latrunculin A下同样出现Gα_q依赖性降低，证实细胞骨架调控具有受体普适性。而Gα_i偶联的FPR1始终不受Gα_q抑制剂影响，表明该调控具有G蛋白亚型特异性。

这项研究构建了"细胞骨架-GPCR信号解码"的新范式：肌动蛋白网络如同分子过滤器，选择性允许特定G蛋白信号通过。在生理状态下，它阻断P2Y₂R的NADPH氧化酶激活路径；当细胞骨架被破坏（如感染时病原体分泌细胞毒素），隐藏的Gα_i信号路径被释放，形成双重激活保障。该发现不仅解释了为什么不同GPCR激动剂存在功能差异，更为免疫调节药物开发提供了新靶点——通过设计特异性干扰细胞骨架-GPCR相互作用的分子，可能实现对中性粒细胞ROS产生的精确调控。研究揭示的受体反式激活机制，也为理解GPCR信号网络交叉对话提供了全新视角。