单克隆抗体5F1通过调控甲酰肽受体1构象实现跨膜信号传导的机制研究

这篇研究揭示了单克隆抗体5F1通过特异性结合甲酰肽受体1（FPR1）的胞外第二环（ECL2），诱导受体构象变化并激活Gαi依赖的信号通路和β-arrestin募集，展现出独特的偏向性激动活性。该发现为开发基于抗体激动剂的FPR1靶向疗法提供了新思路，尤其在炎症性疾病治疗领域具有潜在转化价值。

　　

单克隆抗体5F1特异性识别FPR1的ECL2表位

研究团队通过流式细胞术和竞争性结合实验证实，5F1对FPR1具有高度选择性（K_d=3.79×10^?9 M），其结合主要依赖于FPR1胞外第二环（ECL2）的表位结构。合成肽竞争实验显示，ECL2肽段可剂量依赖性抑制5F1结合（10 μM时抑制率达60%）。通过丙氨酸扫描突变发现，ECL2中的P168、K170、T173和P182残基对5F1结合至关重要，其中K170A和T173A突变几乎完全消除抗体结合能力，表明该表位具有精细的空间构象要求。

5F1诱导FPR1构象变化与内化

借助NanoBRET技术构建的FPR1-ICL1-NanoLuc生物传感器显示，5F1能以浓度依赖方式（6.7E-8 M时ΔBRET=0.15）诱导受体构象改变，其模式与经典激动剂fMLF相似但效能较低。共聚焦显微镜观察发现，高浓度5F1（6.7E-8 M）可促使FPR1-Clover融合蛋白内化，30分钟内化效率达峰值，该过程需完整受体构象维持，因为跨膜区关键残基F110和R205的突变虽不影响细胞膜表达，但显著削弱5F1结合能力。

偏向性激活Gαi信号通路

NanoBiT互补系统揭示5F1可促使Gαi1-LgBiT与SmBiT-Gγ解离（luminescence下降35%），但下游信号呈现明显偏向性：在FPR1-RBL细胞和中性粒细胞中，5F1仅微弱抑制forskolin诱导的cAMP积累（最高抑制率<20%），而对IP1积累无影响。这种Gαi偏好性与fMLF激活Gβγ-PLCβ-IP3-Ca²⁺通路的广谱作用形成鲜明对比，提示5F1可能通过稳定特定受体构象实现信号通路选择性调控。

促进β-arrestin募集的双重效应

共聚焦成像显示5F1处理5分钟后，β-arrestin1-mRuby2向细胞核和质膜转位，β-arrestin2-mRuby2则特异性聚集于质膜。NanoBiT定量分析证实，5F1诱导的β-arrestin1/2膜转位效率分别达到fMLF的75%和82%。这种双重募集模式与GPCR经典脱敏机制一致，但5F1引发的内化动力学较fMLF更为缓慢，可能与其部分激动剂特性相关。

构象敏感性的结构基础

通过系统分析跨膜区关键残基发现：D106A突变导致受体滞留胞内且完全丧失5F1结合；R205A突变虽保持膜定位但使5F1结合下降80%；而F110A突变选择性地破坏5F1识别却不影响fMLF结合。这些结果揭示5F1对受体全局构象的敏感性——其虽主要结合ECL2表位，但跨膜区结构变化（特别是TM3和TM5的构象扰动）可通过变构效应显著影响抗体结合。

该研究不仅阐明5F1作为构象敏感型抗体的独特作用机制，更为开发具有信号通路选择性的GPCR抗体药物提供了范例。未来通过解析5F1-FPR1复合物结构，有望精确设计靶向ECL2的抗体激动剂，用于炎症相关疾病的精准干预。