华中科技大学讯 细胞间通讯是多细胞生物生命活动的基础。传统观点认为信号（如激素、细胞因子等）由发送细胞释放，被邻近的接收细胞的表面特异性受体识别，从而引发靶细胞内的生物学效应。G蛋白偶联受体（GPCR）是人体内最大的膜受体家族，也是细胞感知并整合胞外信号的核心分子之一。GPCR的激活通常发生于质膜上，随后受体经过脱敏及内化进入细胞内早期内体。一些GPCR在细胞内亦可被激活，如内吞体、内质网、线粒体等，介导第二波信号激活。虽然GPCR在单个细胞内的信号转导过程已被充分阐明，但GPCR是否在细胞间进行传播，目前仍知之甚少。细胞外囊泡能够携带蛋白质、核酸等多种生物分子，是一种介导细胞间通讯及分子交换的新型通讯载体。GPCR作为典型的膜受体，其是否参与胞外囊泡介导的细胞间通讯，长期以来并不清楚。
2月13日，华中科技大学生命科学与技术学院刘剑峰团队在Nature杂志子刊Nature Chemical Biology杂志发表题为“Adhesion GPCR-induced ectocytosis mediates intercellular GPCR signal propagation”的研究论文，发现活性GPCR可促进细胞外囊泡形成，并通过细胞外囊泡实现跨细胞传播，进而激活邻近细胞信号，介导一种细胞间通讯的新模式。
在这项研究中，研究人员通过对视紫红质家族、分泌素家族和黏附类家族的代表性GPCR进行系统筛选，发现黏附类GPCR能促进两类特殊类型的胞外囊泡——迁移体和收缩丝体的形成。以GPR56为模型，发现这一过程依赖于细胞外基质、受体胞外黏附样结构域以及下游G12/13蛋白信号通路。处于活性状态的GPR56通过胞吐作用进入迁移体或收缩丝体，并借助这些囊泡实现从发送细胞向接收细胞的转移，并在接收细胞中引发新一轮的G蛋白信号级联反应。利用活细胞成像和体内外功能实验，研究团队证实，来自癌细胞的迁移体可以将GPR56传递至内皮细胞，显著增强其血管生成能力。最后，通过分析公共数据库，研究人员还发现，GPR56和CD97等多种黏附类GPCR在肿瘤来源的胞外囊泡中高度富集。其中，胶质母细胞瘤病人来源的GPR56胞外区突变能够显著增强迁移体形成能力，表明肿瘤微环境中的受体变异可能通过这一机制重塑肿瘤生态系统。
图：黏附类GPCR通过细胞外囊泡调控细胞间信号传播的模式图
综上所述，该研究发现了黏附类GPCR可以通过细胞外基质-G12/13信号轴诱导迁移体发生，并通过胞外囊泡实现活性受体的跨细胞传播，使得信号能够在邻近细胞中延续，打破了传统上认为GPCR信号仅限于单个细胞内的认知，将GPCR的功能从局部信号传感器扩展为远程信号传播者。该发现不仅深化了我们对细胞通讯基本原理的理解，也为癌症等疾病的发生与治疗提供了新视角。
华中科技大学生命科学与技术学院博士生黄国秉、李妮为该论文共同第一作者，刘剑峰教授和许婵娟副研究员为共同通讯作者。该研究工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金项目的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41589-026-02148-7
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