GPCRの新たなパートナーの発見

SCIENCE SIGNALING
11 Feb 2025 Vol 18, Issue 873
DOI: 10.1126/scisignal.adw5249

John F. Foley

Science Signaling, AAAS, Washington, DC 20005, USA. Email: jfoley@aaas.org

T. Dang, J. Yu, Z. Cao, B. Zhang, S. Li, Y. Xin, L. Yang, R. Lou, M. Zhuang, W. Shui, Endogenous cell membrane interactome mapping for the GLP-1 receptor in different cell types. Nat. Chem. Biol. 21, 256-267 (2025).

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近接アッセイが細胞膜内の内因性GPCRの推定相互作用因子と調節因子を同定。

Gタンパク質共役受容体（GPCR）クラスBに属するGLP-1受容体（GLP-1R）を標的とする薬剤は、肥満および2型糖尿病の治療に用いられている。GLP-1Rは、GLP-1またはその合成アゴニストに結合すると、Gタンパク質Gsと共役し、細胞内の環状アデノシン3',5'-一リン酸（cAMP）の産生増加と下流シグナル伝達を導く。別のクラスB GPCRである胃抑制ポリペプチド受容体（GIPR）が細胞膜でGLP-1Rとヘテロ二量体を形成してシグナル伝達を阻害することに注目し、Dangらは、GLP-1Rと相互作用してGLP-1Rを調節しうる他の膜局在タンパク質の特性を明らかにしようとした。著者らは、内因性GLP-1Rに結合するペルオキシダーゼ結合GLP-1ペプチドを用いて、ビオチンフェノール基質の存在下で近くの受容体相互作用タンパク質のビオチン化を触媒するリガンドベースの近接アッセイを開発した。GLP-1の多面的効果を考慮して、著者らはラット膵臓β細胞株INS-1Eとヒト神経細胞株SK-N-SHの両方で内因性GLP-1Rを解析した。結合GLP-1は、GLP-1Rに結合して活性化し、cAMP産生を刺激する能力において、天然GLP-1と同様に機能した。INS-1EおよびSK-N-SH細胞をビオチン基質の存在下で、結合GLP-1で処理し、ビオチン化膜タンパク質の質量分析により、重複する推定GLP-1R相互作用因子と細胞型特異的な推定GLP-1R相互作用因子の両方が明らかになった。候補には他のGPCR、イオンチャネル、トランスポーターが含まれ、その多くはGLP-1Rと相互作用することが知られていなかった。各細胞型由来の推定相互作用因子のサブセット（陽性対照としてGIPRを含む）を発現する細胞における共免疫沈降、免疫染色、およびcAMPシグナル伝達アッセイにより、GLP-1に応答してGLP-1Rの機能を調節する細胞型特異的相互作用因子がいくつか明らかになった。そのような候補の1つがトランスポーターSLC4A4であり、これはこれらの実験でGLP-1Rの機能を阻害し、以前に2型糖尿病のβ細胞機能不全に関係していることが示唆されていた。著者らは、この手法が、異なる細胞型における他のGPCRの膜局在相互作用因子の同定にも適用できる可能性を示唆している。このような発見は、薬物の作用を組織特異的に制御するのに役立つ可能性がある。