1月30日,山東大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院孫金鵬教授團(tuán)隊,聯(lián)合德國萊比錫大學(xué)Ines Liebscher教授團(tuán)隊,山東大學(xué)易凡教授團(tuán)隊、肖鵬教授團(tuán)隊和于曉教授團(tuán)隊,在《細(xì)胞》(Cell)在線發(fā)表了研究論文“Identification, structure and agonist design of an androgen membrane receptor”。研究團(tuán)隊篩選鑒定了雄激素5α-DHT的膜受體GPR133/ADGRD1,闡明了其在骨骼肌中的調(diào)控作用及分子機(jī)制,并發(fā)展了特異性GPR133的小分子配體,為高效安全的雄激素替代藥物開發(fā)提供了全新思路。
山東大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院/國家衛(wèi)健委耳鼻喉科學(xué)重點實驗室教授楊照,山東第一醫(yī)科大學(xué)教授平玉奇,山東大學(xué)第二醫(yī)院博士后王明威,山東大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院博士研究生張超、周淑華、席樂桐和山東大學(xué)高等醫(yī)學(xué)研究院副研究員朱孔凱為本文的共同第一作者;孫金鵬教授、Ines Liebscher教授、易凡教授、肖鵬教授和于曉教授為共同通訊作者。中科院物理所教授丁瑋提供了重要的計算分析幫助,南京大學(xué)教授甘振繼為本論文的肌肉功能檢測提供了重要的指導(dǎo)和技術(shù)支持。
5α-DHT膜受體的篩選和肌肉功能檢測
DHT是人體內(nèi)作用最強(qiáng)的雄激素,不僅決定性器官的發(fā)育和第二性征的形成(如體毛、聲音變化等),還廣泛參與人體能量代謝、免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)、大腦功能以及某些疾病(如腫瘤)的發(fā)生發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn),DHT可能通過細(xì)胞膜上的某種特殊受體起作用。骨骼肌中的一種名為GPR133的蛋白質(zhì)是DHT的膜受體。當(dāng)這個受體被敲除后,小鼠對DHT增強(qiáng)肌肉收縮力的反應(yīng)顯著減弱。這表明,GPR133是DHT快速作用的重要開關(guān)。
5α-DHT與GPR133結(jié)合的兩種模式及aGPCR識別類固醇激素的通用規(guī)律
研究還通過冷凍電鏡技術(shù)解析了DHT與GPR133受體結(jié)合的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)DHT在受體中有兩種不同的結(jié)合方式,其中一種更穩(wěn)定、更有效。這一發(fā)現(xiàn)幫助科學(xué)家進(jìn)一步理解了DHT的作用機(jī)制?;谏鲜霭l(fā)現(xiàn),研究團(tuán)隊設(shè)計了一種小分子化合物AP503,可以專門激活GPR133受體。實驗表明,AP503能快速增強(qiáng)肌肉收縮力,而不會像傳統(tǒng)雄激素那樣對前列腺等敏感器官造成負(fù)面影響。這種分子為開發(fā)更安全的雄激素替代藥物提供了全新方向。
孫金鵬教授團(tuán)隊長期從事膜受體G蛋白偶聯(lián)受體的相關(guān)研究。在黏附類受體相關(guān)研究方面,揭示了粘附類受體(aGPCRs)是識別類固醇激素的GPCR亞家族(Nature 2021, 589: 620-626;Nat Chem Biol 2022, 18(11):1196-1203;PNAS 2022, 119(15):e2117004119);闡釋了粘附類受體對力的感知機(jī)制并發(fā)展了多肽激動劑和拮抗劑(Nature 2022a, 604(7907):771-778; Nature 2022b, 604(7907):763-770),并受邀在墨西哥召開的黏附類受體大會作特邀報告(Plenary talk)。
易凡教授團(tuán)隊一直致力于腎臟病的發(fā)病機(jī)制及干預(yù)策略研究,主持國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項目、杰出青年基金項目、重點項目、重大研究計劃等多項研究,曾獲國家科技進(jìn)步二等獎。在本領(lǐng)域權(quán)威期刊Cell, Cell Metabolism, Nat Chem Biol, Circulation Research,JASN和 Kidney International等發(fā)表SCI論文120余篇。
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