上海科技大学iHuman研究所的研究团队在人类细胞信号转移研究领域取得了重大突破，成功分析了第一个卷曲受体（Frizzled-4)三维精细结构揭示了卷曲受体独特的“空口袋”结构特征，与之前分析的GPCR激活机制不同。
据报道，iHuman研究所的PI、生命学院助理教授徐菲课题组、iHuman研究所赵素文课题组、美国Vanandel研究所等合作单位共同完成。
许多G蛋白偶联受体分布在人体细胞的表面（GPCR），其功能相当于细胞的“信号兵”。这些“信号兵”负责细胞间的信息交流，然后广泛参与人体生理或病理状态的调整。它们与人们的日常生活密切相关——例如，眼睛可以看到明亮的阳光，鼻子可以闻到花的香味，舌头可以尝到食物的酸、甜、苦、辣，其紊乱会导致疾病的发生。因此，GPCR是药物研发领域的“宠儿”，目前市场上30%以上的药物都以GPCR为目标。
卷曲受体（Frizzled）七跨膜螺旋的保守性通常被认为是一种非典型的GPCR，包括Frizled1~100个成员，负责介导细胞中控制发育的基本信号通路——Wnt信号通路。因此，卷曲受体与组织稳定、胚胎发育和血脑屏障的产生密切相关。其异常表达和控制与包括癌症在内的各种人类疾病有关，是一种新兴的癌症治疗目标。其中，Frizled4对维持血脑屏障/血眼屏障的完整性起着至关重要的作用。调节Frizled4rrin通道中相关蛋白质的表达可以调节血脑/血眼屏障的开关，为药物小分子进出大脑提供了精确的调节方案。
近年来，新报道的GPCR结构层出不穷，为相关生物功能研究和药物设计带来了重要发展。然而，对十个卷曲受体跨膜结构的理解仍然是空白，这是受体参与激活信号通路和药物定位点的核心区域。
记者了解到，这项工作的主要困难和挑战是，过去发表的GPCR结构通常有一个或多个配体分子来稳定受体的活动点，使蛋白质更稳定，更容易结晶；研究中的卷曲受体Frizled4缺乏这样的配体分子来稳定蛋白质，因此很难获得稳定的蛋白质和高质量的晶体。“为此，我们花了三年多的时间反复筛选蛋白质的表达载体和结晶条件”。论文的第一作者杨世凡说：“这个困难也成为了我们研究工作的一个亮点。我们报告的卷曲受体结构已经成为第一个真正意义上的空口袋（即口袋中没有配体）。为基于结构的药物设计提供了重要的研究基础。论文通讯作者徐菲说。
