《Acta Pharmaceutica Sinica B》：Agonist-specific FPR1 conformational change prevents receptor recycling and promotes targeted protein degradation
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受体内化后的循环对细胞功能至关重要，但特定配体如何调控此过程尚不清楚。本研究聚焦甲酰肽受体FPR1，发现其新型激动剂fMLFC可诱导不同于经典配体fMLF的受体构象，阻碍其与RAB11/SNX17的互作及循环，转而导向晚期内体/溶酶体降解。该“化学敲降”策略有效减少了细胞表面FPR1，并在LPS诱导的急性肺损伤小鼠模型中减轻了炎症，为GPCR靶向治疗提供了新思路。
我们的身体有一套精密的防御系统，其中，免疫细胞表面的“哨兵”——G蛋白偶联受体(GPCR)扮演着关键角色。它们能识别外来入侵者（如细菌）释放的信号，迅速拉响警报，启动免疫反应。甲酰肽受体1（FPR1）就是这样一位重要的“哨兵”，它能特异性结合细菌释放的甲酰化肽，如fMLF，从而调动中性粒细胞等奔赴“感染现场”。然而，过强或持续的FPR1激活也会导致“误伤”，引发诸如急性肺损伤等炎症性疾病。因此，如何精准调控FPR1的活性，特别是其“上岗”（细胞膜表达）与“下岗”（内化降解）的平衡，是免疫调控领域的一个核心问题。
通常，像FPR1这样的GPCR被激活后，会进入细胞内部（内化），但大部分并不会被立即“销毁”，而是进入“回收通道”，经过一系列细胞器的分拣，重新回到细胞膜上，准备执行下一轮任务。这个过程由RAB4、RAB11等小GTP酶和分选连接蛋白（如SNX17）精密调控。那么，能否找到一种“特工”，在激活FPR1执行必要功能的同时，巧妙地改变其命运，让它“有去无回”，从而在源头上减弱过度的炎症反应呢？由Junlin Wang、Richard D. Ye等人开展的研究，就在fMLF的基础上“加工”出了一个这样的“特工”——fMLFC，并系统揭示了其独特的作用机制，相关成果发表在《Acta Pharmaceutica Sinica B》上。
为开展这项研究，作者运用了多项关键技术：利用流式细胞术和共聚焦显微镜系统分析了FPR1的内化、循环与降解动力学；通过小干扰RNA（siRNA）敲低和显性负突变体等手段，研究了RAB4、RAB11、SNX3、SNX17等蛋白在FPR1循环中的作用；采用荧光共振能量转移（BRET）技术，特别是基于FlAsH–NanoBRET的FPR1生物传感器，检测了不同激动剂诱导的受体构象变化，并用BRET邻近实验分析了FPR1与循环相关蛋白（RAB11、SNX17）的相互作用；通过冷冻电镜（cryo-EM）解析了fMLFC结合状态下FPR1–Gi蛋白复合物的高分辨率三维结构；最后，在脂多糖（LPS）诱导的急性肺损伤小鼠模型中，评估了fMLFC的体内治疗效果。
研究结果
3.1. fMLFC下调细胞表面FPR1
研究发现，与经典激动剂fMLF相比，fMLFC能诱导FPR1更强烈的内化。关键在于，经过1小时刺激和1小时回收后，fMLF刺激的FPR1能有效循环回细胞表面，而fMLFC刺激的FPR1则几乎无法循环。这一现象在HeLa FPR1–GFP、RBL FPR1稳转细胞系以及分化HL-60（dHL-60）细胞等多种细胞中得到验证。
3.2. RAB蛋白对FPR1循环的影响
共聚焦成像和荧光共定位分析表明，在fMLF刺激后，FPR1与循环内体标志物RAB4和RAB11存在明显的共定位；而在fMLFC刺激后，这种共定位显著减弱。显性负突变体RAB11 S25N会损害FPR1的循环。BRET邻近实验进一步证实，fMLF比fMLFC能更有效地招募RAB11。这些结果说明，正常的FPR1循环需要RAB11的参与，而fMLFC破坏了这一过程。
3.3. 分选连接蛋白参与FPR1循环
通过siRNA敲低实验发现，敲低SNX17（而非SNX3）会显著损害fMLF诱导的FPR1循环。共定位分析显示，fMLF刺激后，FPR1与SNX17高度共定位；而fMLFC刺激后，二者共定位水平很低。BRET实验同样表明fMLF能更强地招募SNX17。这表明SNX17是fMLF介导的FPR1循环所必需的，而fMLFC则阻碍了FPR1与SNX17的相互作用。
3.4. fMLFC诱导FPR1的溶酶体降解
当循环路径被阻断，内化的受体去向何方？研究表明，溶酶体抑制剂氯喹（CQ）可以部分挽救fMLFC引起的FPR1减少。共定位分析揭示了关键区别：虽然fMLF和fMLFC刺激后，FPR1都进入早期内体（与RAB5共定位），但只有fMLFC刺激后，FPR1会大量进入晚期内体（与RAB7共定位）和溶酶体（与LAMP1共定位）进行降解。蛋白酶体或自噬抑制剂则无此效果。这说明fMLFC将FPR1的命运从“循环”扭转为“溶酶体降解”。
3.5. fMLFC–FPR1–Gi–scFv16复合物的冷冻电镜结构
为了从结构上理解fMLFC的作用基础，研究团队解析了fMLFC–FPR1–Gi复合物的冷冻电镜结构（分辨率3.03 ?）。结构显示，fMLFC的N端甲酰甲硫氨酸与FPR1中D106/R201/R205等关键残基的相互作用与fMLF类似。但fMLFC C端的半胱氨酸与FPR1上的F102、T177和F178形成了额外的相互作用。将这三个残基突变为丙氨酸（F102A, T177A, F178A）后，fMLFC引起的FPR1循环障碍得到改善，证实了这些额外相互作用的功能重要性。
3.6. fMLFC诱导FPR1特征性构象变化
不同构象可能导向不同命运。研究者构建了基于FlAsH–NanoBRET的FPR1生物传感器，通过检测受体细胞内环（ICL）与C端距离变化来反映构象变化。发现fMLFC在三个ICL生物传感器上诱导的BRET信号变化模式与fMLF不同，特别是在ICL1传感器上差异最大。这直接证明了fMLFC诱导了不同于fMLF的FPR1激活后构象。
3.7. FPR1构象变化与其循环的相关性
BRET邻近实验将构象变化与功能联系起来。数据显示，fMLF刺激后的FPR1构象更利于其与循环相关蛋白RAB11和SNX17的接近（更高的BRET信号），而fMLFC刺激后的构象则不利于这种接近。这从分子互作层面将特异的构象与受阻的循环路径联系起来。
3.8. fMLFC改善LPS处理小鼠的炎症性肺损伤
最后，研究在疾病模型中验证了fMLFC的应用潜力。在LPS诱导的急性肺损伤小鼠模型中，尾静脉注射fMLFC预处理，可以显著降低小鼠中性粒细胞表面的FPR1水平。同时，fMLFC预处理有效减轻了肺组织中的髓过氧化物酶（MPO）活性升高和中性粒细胞浸润，改善了肺组织病理损伤。这表明，通过fMLFC减少细胞表面FPR1，能够缓解FPR1介导的炎症反应。
结论与意义
本研究系统阐明了新型FPR1激动剂fMLFC作为一种“化学敲降剂”的独特机制。与经典激动剂fMLF主要促进受体循环不同，fMLFC通过其C端半胱氨酸与FPR1结合口袋中额外残基（F102, T177, F178）的相互作用，诱导了一种特异的受体激活后构象。这种构象不利于FPR1与循环机器（RAB11和SNX17）的互作，反而将内化的受体导向晚期内体/溶酶体降解途径，从而导致细胞表面FPR1的持续减少。
这项研究的突破性意义在于：首先，它揭示了GPCR命运调控的一种精细化机制，即激动剂特异性诱导的构象差异，可以决定受体在内化后的分选路径（循环 vs. 降解）。这为理解“偏向性配体”的深层功能提供了新视角。其次，fMLFC本身可被视为一种新型的“靶向蛋白降解”工具，它不依赖于传统的PROTAC等双功能分子，而是通过单个分子结合并改变受体构象来实现靶向降解，为GPCR的药物开发提供了新范式。最后，在急性肺损伤模型中的成功应用，证明了通过此种“化学敲降”策略调控FPR1，是治疗过度炎症相关疾病的一种可行且有效的治疗思路，具有重要的转化医学价值。当然，该研究也指出，连接特定构象与最终分选命运的具体分子桥梁、以及fMLFC在疾病建立后的治疗潜力，仍是未来需要探索的方向。
