在當今阿片類藥物危機背景下，如何平衡μ-阿片受體（μOR）的鎮(zhèn)痛療效與成癮副作用成為重大挑戰(zhàn)。近年來研究發(fā)現(xiàn)，孤兒G蛋白偶聯(lián)受體（oGPCR）可能通過與其他GPCR形成異源二聚體來調(diào)節(jié)其功能，這為開發(fā)新型治療策略提供了方向。其中，高度表達于紋狀體的GPR88被證實能與μOR相互作用并抑制其活性，但具體分子機制始終成謎。發(fā)表于《Pharmacological Research》的這項研究，首次系統(tǒng)揭示了GPR88通過跨膜螺旋6（TM6）界面變構(gòu)抑制μOR的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

研究團隊采用多學(xué)科技術(shù)手段，包括在轉(zhuǎn)染細胞和原代紋狀體神經(jīng)元中進行cAMP測定、MAPK磷酸化分析和動態(tài)質(zhì)量重分布（DMR）等信號通路檢測，結(jié)合生物發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（BRET）、鄰近連接技術(shù)（PLA）和雙分子熒光互補（BiFC）等蛋白質(zhì)互作驗證方法，并整合分子動力學(xué)（MD）模擬與定點突變實驗。結(jié)果表明，GPR88與μOR通過TM6形成異源二聚體，其Gln298^6.49殘基與μOR的Val293^6.46骨架羰基形成氫鍵，穩(wěn)定TM6的非活性構(gòu)象，從而變構(gòu)抑制μOR的Gi/o偶聯(lián)效率。值得注意的是，GPR88Q298A突變不僅破壞二聚體形成，反而增強μOR激動劑DAMGO的效力，提示該位點具有雙向調(diào)節(jié)功能。

在共表達GPR88和μOR的HEK-293T細胞中，GPR88激動劑2-PCCA和μOR激動劑DAMGO均能抑制福司柯林誘導(dǎo)的cAMP積累，且該效應(yīng)可被百日咳毒素（PTX）阻斷，證實二者在異源二聚體中仍維持Gi/o偶聯(lián)偏好。

通過劑量反應(yīng)曲線分析發(fā)現(xiàn)，共表達GPR88可顯著降低DAMGO介導(dǎo)的cAMP抑制效應(yīng)（Emax從39%降至16%）和MAPK磷酸化水平（Emax從94%降至2%）。在紋狀體原代神經(jīng)元中敲低GPR88后，μOR信號傳導(dǎo)增強，驗證了其在天然系統(tǒng)中的抑制作用。

免疫熒光染色顯示二者在膜上共定位，BRET實驗呈現(xiàn)飽和曲線，PLA在神經(jīng)元中檢測到特異性紅色斑點（6點/細胞），共同證實其直接相互作用。生物素化實驗表明GPR88共表達反而增加μOR膜定位，排除內(nèi)化導(dǎo)致的抑制機制。

BiFC實驗顯示僅μOR的TM6干擾肽可顯著降低熒光信號。cAMP實驗中TM6肽能逆轉(zhuǎn)GPR88對μOR的抑制效應(yīng)，證明TM6界面是變構(gòu)調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

MD模擬發(fā)現(xiàn)GPR88的Q298^6.49與μOR的V293^6.46形成氫鍵，限制TM6構(gòu)象變化。突變該位點后，BiFC信號減弱，DAMGO在共表達細胞中的效力反而增強，說明該氫鍵既穩(wěn)定二聚體界面，又變構(gòu)調(diào)節(jié)μOR活性。

本研究首次從原子水平揭示孤兒受體GPR88作為μOR天然抑制劑的分子機制，提出oGPCR可通過特異性界面殘基變構(gòu)調(diào)節(jié)經(jīng)典GPCR功能的新范式。發(fā)現(xiàn)GPR88的Q298^6.49對CWxP^6.50motif的構(gòu)象鎖定作用，為開發(fā)靶向GPCR異源二聚體的精準藥物提供了理論依據(jù)。由于GPR88-μOR異聚體參與運動控制、獎賞回路等生理過程，該研究對解決阿片類藥物成癮性等臨床問題具有重要轉(zhuǎn)化價值。