子科生物報道：近日，國際細胞分子生物學領域期刊《Cellular and Molecular Life Sciences》在線發表了上海交通大學生命科學技術學院肖華課題組與合作者的研究論文《激動劑誘導的細胞外囊泡有助于將功能性蛙皮素受體亞型3轉運到受體細胞》（Agonist-induced extracellular vesicles contribute to the transfer of functional Bombesin receptor-subtype 3 to recipient cells）。生命科學技術學院2019級博士研究生王澤源和項目助理吳樂昊為該論文的共同第一作者，生命科學技術學院肖華教授與藥學院張巖副教授為該論文的共同通訊作者。

該研究發現，在穩定表達蛙皮素受體亞型3（BRS-3）的細胞中，激活BRS-3會使細胞分泌含有功能性BRS-3的細胞外囊泡顯著增加，并且細胞外囊泡能夠攜帶BRS-3進入受體細胞，使BRS-3重新上膜行使功能。進一步的蛋白質組學分析發現，細胞分泌細胞外囊泡受到了RhoA信號通路的調控，從而揭示了BRS-3經細胞外囊泡的新命運，為G蛋白偶聯受體(GPCR)研究提供了新思路。

作為七次跨膜的蛋白受體，GPCR是重要的藥物作用靶點，當其被激活后通常有兩條經典命運：重新回到細胞膜上，或者靶向溶酶體降解。但是，隨著研究的不斷深入，有證據顯示GPCR可以進入細胞外囊泡中，并隨著細胞外囊泡進入受體細胞中，在受體細胞中發揮功能，但相關研究較少且不夠深入，特別是針對像BRS-3這樣的孤兒受體則更是鮮有報道。BRS-3屬于蛙皮素受體家族，廣泛表達于中樞神經系統和外周組織等，在調節胰島素分泌、能量平衡等方面起著關鍵作用。因此，研究人員首先探討了孤兒受體BRS-3能否進入細胞外囊泡中，并且細胞外囊泡攜帶的BRS-3是否可以進入受體細胞發揮功能。

研究人員首先以穩定表達BRS-3的細胞為研究對象，發現使用BRS-3的外源性配體將其激活后，可以刺激細胞分泌更多的細胞外囊泡，但當使用抑制劑抑制BRS-3的活性后會使該現象消失，說明細胞分泌細胞外囊泡數量的顯著增加是由于BRS-3被激活引起的。隨后，研究人員將BRS-3-eGFP質粒轉入細胞中，當使用配體刺激細胞后，可以在細胞外囊泡中檢測到綠色熒光，表明細胞外囊泡中含有BRS-3。進一步將該細胞外囊泡和野生型受體細胞共孵育，在受體細胞中也可以檢測到熒光信號，證明細胞外囊泡攜帶的BRS-3進入到了受體細胞中。當通過配體和抑制劑共同刺激受體細胞后，發現受體細胞可以產生BRS-3依賴的信號通路，證明細胞外囊泡攜帶的BRS-3在受體細胞中能夠發揮功能。

圖1.激活HEK293-BRS-3細胞會增加其細胞外囊泡的分泌

為探究該現象背后的機理，研究人員開展了蛋白質組學分析，對穩定表達BRS-3細胞在被激活或者抑制后分泌的細胞外囊泡進行了定量蛋白質組學研究，揭示了與BRS-3激活和抑制相關的異常蛋白和信號通路，并對潛在信號通路進行了驗證。實驗結果表明，穩定表達BRS-3的細胞分泌細胞外囊泡的過程受到了RhoA信號通路的調控，加入RhoA信號通路抑制劑之后，顯著降低了BRS-3激活引起的細胞外囊泡分泌。因此，當BRS-3被激活后刺激了RhoA信號通路，進而促進細胞分泌細胞外囊泡。以上研究結果揭示了孤兒受體BRS-3經細胞外囊泡的新命運，并利用蛋白質組學技術發現了BRS-3的新作用機制，為揭示其它GPCR與細胞外囊泡之間的聯系提供了研究范式。

圖2.抑制RhoA信號通路導致HEK293-BRS-3細胞分泌的細胞外囊泡減少