牛游离脂肪酸受体2（bFFAR2/GPR43）内源性配体的药理学特性及其代谢调控意义

这篇研究深入解析了牛游离脂肪酸受体2（bFFAR2/GPR43）对不同碳链长度及支链游离脂肪酸（FFAs）的响应机制，揭示了其独特的G蛋白（Gαi/Gαq）双偶联特性与β-抑制蛋白2（β-arrestin 2）招募模式。通过BRET（生物发光共振能量转移）和荧光素酶报告基因实验，作者发现4-7碳直链FFAs及3-甲基丁酸（3MB）激活效能最强，而支链FFAs（如2MP）则表现出显著的内体分选差异，为理解反刍动物代谢调控提供了新视角。

　　

引言

游离脂肪酸（FFAs）作为G蛋白偶联受体（GPCR）家族成员——游离脂肪酸受体（FFARs）的配体，在代谢调控中扮演关键角色。牛FFAR2（bFFAR2）因其在能量代谢和免疫调节中的潜在作用备受关注，但其药理学特性尚未完全阐明。本研究系统评估了C2:0至C8:0直链FFAs及支链FFAs对bFFAR2信号通路的激活能力，填补了反刍动物特异性受体研究的空白。

材料与方法

实验采用HEK293A细胞模型，结合BRET技术检测Gα_i/Gα_q偶联、β-arrestin 2招募及受体内化/分选。通过荧光素酶报告基因（SRE/NFAT-RE）评估下游转录活性。FFAs按碳链长度及支链结构分类，包括乙酸（C2:0）、3-甲基丁酸（3MB）等，浓度设计覆盖生理至超生理范围。

结果与讨论

G蛋白与β-arrestin 2的差异化招募

bFFAR2表现出对Gα_i和Gα_q的双重偶联能力，且β-arrestin 2招募强度与碳链长度相关。C4:0-C7:0直链FFAs及3MB为完全激动剂，最大效能达C6:0的90%以上；而C2:0、C3:0及2-甲基丙酸（2MP）则为部分激动剂。值得注意的是，2MP虽诱导受体内化，却几乎不触发早期内体（EE）分选，暗示其可能导向非常规内体途径。

信号通路的层级激活

Gα_i亚家族（Gα_i1-Gα_Z）均被激活，但各FFAs呈现独特模式：3MB显著激活Gα_OB，而C2:0偏好Gα_Z。下游转录分析显示，C6:0对血清响应元件（SRE）和核因子激活T细胞响应元件（NFAT-RE）的诱导效能最强，印证了Gα_i/Gα_q通路的协同作用。

物种特异性药理学

与人类FFAR2不同，bFFAR2对长链FFAs（如C6:0）敏感性更高，这可能是反刍动物适应高SCFAs瘤胃环境的进化结果。单氨基酸变异（半胱氨酸→甘氨酸）被证实为决定链长选择性的关键因素，该特征广泛存在于反刍动物亚目。

支链脂肪酸的独特行为

支链FFAs中，3MB与2MB虽为同分异构体，但药效差异显著：3MB近乎完全激动剂，而2MB效能降低50%。尤其2MP表现出“脱钩”现象——强内化但弱EE分选，这种特性可能与热应激标志物功能相关，为畜牧健康监测提供新思路。

结论

本研究首次全面描绘了bFFAR2的内源性配体图谱，揭示了碳链长度与甲基位置对受体激活和分选的精细调控。支链FFAs的特异性作用提示其在反刍动物代谢疾病干预中的潜在价值，为开发靶向bFFAR2的精准营养策略奠定理论基础。