Nat Chem Biol | 劉劍峰團隊發現活性GPCR可通過細胞外囊泡實現跨細胞傳播的細胞間通訊新模式

細胞間通訊是多細胞生物生命活動的基礎。傳統觀點認為信號（如激素、細胞因子等）由發送細胞釋放，被鄰近的接收細胞的表面特異性受體識別，從而引發靶細胞內的生物學效應。G蛋白偶聯受體（GPCR）是人體內最大的膜受體家族，也是細胞感知并整合胞外信號的核心分子之一。GPCR的激活通常發生于質膜上，隨后受體經過脫敏及內化進入細胞內早期內體。一些GPCR在細胞內亦可被激活，如內吞體、內質網、線粒體等，介導第二波信號激活。雖然GPCR在單個細胞內的信號轉導過程已被充分闡明，但GPCR是否在細胞間進行傳播，目前仍知之甚少。細胞外囊泡能夠攜帶蛋白質、核酸等多種生物分子，是一種介導細胞間通訊及分子交換的新型通訊載體。GPCR作為典型的膜受體，其是否參與胞外囊泡介導的細胞間通訊，長期以來并不清楚。

2026年2月13日，華中科技大學生命科學與技術學院劉劍峰團隊在Nature Chemical Biology雜志發表題為Adhesion GPCR-induced ectocytosis mediates intercellular GPCR signal propagation的研究論文，發現活性GPCR可促進細胞外囊泡形成，并通過細胞外囊泡實現跨細胞傳播，進而激活鄰近細胞信號，介導一種細胞間通訊的新模式。

在這項研究中，研究人員通過對視紫紅質家族、分泌素家族和黏附類家族的代表性GPCR進行系統篩選，發現黏附類GPCR能促進兩類特殊類型的胞外囊泡——遷移體和收縮絲體的形成。以GPR56為模型，發現這一過程依賴于細胞外基質、受體胞外黏附樣結構域以及下游G12/13蛋白信號通路。處于活性狀態的GPR56通過胞吐作用進入遷移體或收縮絲體，并借助這些囊泡實現從發送細胞向接收細胞的轉移，并在接收細胞中引發新一輪的G蛋白信號級聯反應。利用活細胞成像和體內外功能實驗，研究團隊證實，來自癌細胞的遷移體可以將GPR56傳遞至內皮細胞，顯著增強其血管生成能力。最后，通過分析公共數據庫，研究人員還發現，GPR56和CD97等多種黏附類GPCR在腫瘤來源的胞外囊泡中高度富集。其中，膠質母細胞瘤病人來源的GPR56胞外區突變能夠顯著增強遷移體形成能力，表明腫瘤微環境中的受體變異可能通過這一機制重塑腫瘤生態系統。

圖：黏附類GPCR通過細胞外囊泡調控細胞間信號傳播的模式圖

綜上所述，該研究發現了黏附類GPCR可以通過細胞外基質-G12/13信號軸誘導遷移體發生，并通過胞外囊泡實現活性受體的跨細胞傳播，使得信號能夠在鄰近細胞中延續，打破了傳統上認為GPCR信號僅限于單個細胞內的認知，將GPCR的功能從局部信號傳感器擴展為遠程信號傳播者。該發現不僅深化了我們對細胞通訊基本原理的理解，也為癌癥等疾病的發生與治療提供了新視角。

華中科技大學生命科學與技術學院博士生黃國秉、李妮為該論文共同第一作者，劉劍峰教授和許嬋娟副研究員為共同通訊作者。

文章鏈接：https://doi.org/10.1038/s41589-026-02148-7

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