细胞信号系统“条形码”机制:为癌症治疗提供新思路

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癌症转移是导致癌症死亡的主要原因,约90%的癌症死亡与转移密切相关。然而,癌症转移与免疫系统的信号网络高度相关,如何在保留正常免疫功能的同时阻止肿瘤扩散,是科学家长期关注的研究热点。近日,发表在《Nature》的一项研究揭示了一种“条形码”机制,这一发现为精准遏制癌症转移提供了新方向。
非典型趋化因子受体ACKR3:癌症转移的关键角色
这项研究的核心对象是非典型趋化因子受体3(ACKR3),一种属于G蛋白偶联受体(GPCRs)家族的蛋白。GPCRs是一类广泛分布于细胞表面的受体,通过感知环境信号触发一系列细胞反应。
ACKR3与癌症转移
癌细胞通过上调ACKR3的表达,使自身更容易沿着趋化因子的“轨迹”扩散至远端器官,从而推动癌症的转移扩散。
“条形码”调控ACKR3信号传导
ACKR3的信号通路受到GPCR激酶(GRKs)安装的独特“条形码”调控。这些“条形码”由磷酸基团构成,不同“条形码”的位置显著影响下游信号通路的活性与功能。
研究发现:信号传导的精细调控机制
通过冷冻电镜技术和抗原结合片段Fab7的应用,研究团队详细分析了ACKR3与两种阻遏蛋白(arrestin2和arrestin3)的相互作用,并揭示了不同GRKs对“条形码”的独特调控:
GRK2与GRK5中“条形码”差异
GRK2安装的“条形码”位于受体口袋的末端,形成松散的结合位点,使信号传导更动态和可变。
GRK5安装的“条形码”靠近受体口袋,形成更紧密、刚性的结合,限制了信号的灵活性。
条形码的位置比序列更重要
研究显示,“条形码”的物理位置决定了下游信号通路的特性,这一发现挑战了传统认为序列优先的观念,为精准调控提供了新视角。
癌症治疗中的潜力:靶向ACKR3的新方向
这一研究为开发精准靶向ACKR3的药物提供了广阔前景:
关闭癌症转移信号
开发可阻断特定“条形码”相关信号通路的药物,针对ACKR3的转移促进作用,而不影响对正常免疫系统的支持功能。
拓展治疗范围
由于GPCRs覆盖各类疾病领域,这一机制还可能推动其他癌症和免疫疾病研究。
研究带来的广泛意义:从GPCRs到疾病治疗
GPCRs是药物研发的重要靶点,已有超30%的FDA批准药物以GPCRs为作用靶标。
ACKR3的“条形码”机制为癌症治疗提出了精准的新思路,同时也为理解GPCRs家族在其它疾病中的作用提供了新的研究方向。
John Tesmer教授指出,这项研究不仅推动了对癌症转移的基础理解,还为信号传导的多样性与选择性提供了珍贵的见解。
未来愿景:从机制到新疗法
通过揭示ACKR3的信号传导调控机制,研究团队展示了细胞信号传导的复杂性,并为精准癌症治疗提供了理论基础。未来,研究人员将进一步探索如何开发能够精确调控ACKR3信号通路的新型药物,为癌症患者提供更新、更有效的治疗选择,同时推动细胞信号研究向疾病治疗应用更进一步。
2025-09-22
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