黏膜C-X-C基序趋化因子配体17(CXCL17)大约在二十年前被发现[1,2]。它参与多种免疫细胞的招募,包括T细胞、单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞[[3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]],并且还与肿瘤发展有关,可能通过调节肿瘤相关的免疫反应发挥作用[[17], [18], [19], [20], [21], [22]]。尽管这些功能已有充分记录,但CXCL17受体的身份仍存在争议。早期有研究提出孤儿G蛋白偶联受体35(GPR35)可能是其受体,但这一结论未能得到独立验证[[23], [24], [25], [26]]。最近的研究认为CXCL17可能作为趋化因子受体CXCR4的调节剂[26]或MAS相关受体MRGPRX2的激动剂[27]。然而,我们的研究表明,尽管人类CXCL17在微摩尔浓度下可以激活MRGPRX2、MRGPRX1和MAS1,但这种活性并不依赖于其保守的C末端片段[28],这表明这些MAS相关受体不太可能是CXCL17的进化保守受体。
最近,Ocón的研究团队和我们的团队分别独立证明了CXCL17通过其保守的C末端片段激活作用机制尚不完全清楚的G蛋白偶联受体25(GPR25)[29,30],这表明CXCL17和GPR25构成了一对进化保守的配体-受体对。然而,它们的系统发育分布存在差异:GPR25的同类受体在从鱼类到哺乳动物的各种脊椎动物中广泛存在,而CXCL17的同类受体最初被认为仅限于哺乳动物。在最新的研究中,我们根据哺乳动物CXCL17的关键结构和基因组特征,在公共数据库中搜索了两栖动物的CXCL17同类受体,并在腔棘鱼(Latimeria chalumnae)和几种辐鳍鱼类(包括斑马鱼Danio rerio)中成功鉴定出了CXCL17的同类受体[31–33]。这些鱼类中的CXCL17与哺乳动物CXCL17在整体氨基酸序列上没有显著相似性,因此使用传统的同源性分析方法无法检测到它们,导致它们在公共数据库中被标记为功能未知的未鉴定蛋白质。
两栖动物是一类重要的脊椎动物,包含约8000种现存物种。尽管两栖动物中也存在GPR25的同类受体,但此前尚未在该类动物中鉴定出CXCL17的同类受体。在这项研究中,我们基于哺乳动物CXCL17的C末端Xaa-Pro-Yaa基序以及基因组结构,在公共数据库中搜索了两栖动物的CXCL17同类受体。通过这种方法,我们从青蛙、蟾蜍、蝾螈和蚓螈中鉴定出了多达18种两栖动物CXCL17的同类受体。其中四种已在国家生物技术信息中心(NCBI)数据库中得到注释,但仍被归类为功能未知的未鉴定蛋白质;另外十四种尚未被注释,尽管NCBI参考基因组中的RNA测序数据支持它们的存在。这些两栖动物中的CXCL17与已知的哺乳动物或鱼类CXCL17在整体氨基酸序列上没有显著相似性,并具有几个独特特征,包括其成熟肽段中的四个半胱氨酸残基以及保守的C末端Xaa-Pro-Yaa基序之后的一个额外残基。我们从热带爪蟾(Xenopus tropicalis)中选取的一个代表性同类受体(命名为Xt-CXCL17),在大肠杆菌中进行了重组表达,并在多种基于细胞的实验中展示了其活性,包括NanoLuc二元技术(NanoBiT)检测的β-阻遏蛋白募集、NanoBiT检测的均匀配体-受体结合以及转染的人类胚胎肾(HEK)293T细胞中的趋化实验。相反,删除四个C末端残基后其活性几乎完全丧失,这表明Xt-CXCL17通过与所有CXCL17-GPR25对共有的机制与Xt-GPR25结合。这些结果为CXCL17同类受体在脊椎动物谱系中的系统发育分布和序列多样性提供了新的见解,并暗示了两栖动物中存在功能性的CXCL17同类受体。未来需要进一步的研究来阐明CXCL17-GPR25对在两栖动物及其他脊椎动物体内的功能。