烟酸受体GPR109A介导的信号转导通路对脂解作用和皮肤潮红的调节及分子机制

烟酸受体GPR109A的发现为防治和治疗高血脂和心血管系统疾病开辟了一条新途径。烟酸作用于GPR109A受体，能有效降低LDL-C的同时，还可以提高HDL-C的水平。长期临床应用也证明了烟酸是很好的分子靶标，GPR109A受体信号转导机制的研究和小分子激动剂药物的研发因而受到极大的重视。本项目旨在我们前期研究的基础上，进一步研究GPR109A介导的ERK1/2和Akt信号通路活化的详细分子机制；并解析GPR109A信号通路（cAMP/PKA、Ca2+/PKC、ERK1/2和PI3K/Akt）对脂肪组织脂解作用、细胞增殖和存活及烟酸引起的皮肤潮红的调节和分子机制。本项目完全是在已有的研究基础上展开的创新研究, 为预防和治疗高血脂和心血管疾病提供更好的理论基础及更广阔的思路；我们的研究还建立GPR109A稳定表达细胞株和相应的功能活性检测方法，为进一步研发调节血脂异常的新药奠定基础。

研究显示，心血管疾病已是当今威胁人类健康的主要病症之一，其发病率和死亡率已超过恶性肿瘤疾病而跃居第一位。随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，我国患心血管疾病人群日趋增多，已成为我国每年疾病中致残致死的“第一大杀手”，且趋于年轻化。烟酸作用于GPR109A 的最新发现为防治和治疗高血脂和心血管系统疾病开辟了一条新途径。我们研究发现GPR109A和GPR109B可以通过PLC/Ca2+/PKC通路活化ERK1/2，出现2分钟的ERK1/2磷酸化高峰；并通过βγ亚单位直接作用于重金属酶MMP，解离HB-EGF，导致EGFR激活或PDGFR激活，并进一步活化ERK1/2，出现5分钟的ERK1/2磷酸化高峰。我们的数据表明，烟酸通过GPR109A受体介导的PKC和EGFR信号通路活化PI3K/Akt信号通路，但与Src无关；而GPR109A可以通过Akt通路激活mTOR。我们通过点突变还鉴定发现GPR109A受体C末端不仅仅存在GRK2磷酸化、β-arrestins结合的丝氨酸和苏氨酸簇位点，还存在影响受体由内质网向细胞膜转运以及保持受体在细胞膜稳定的结构域。最近的研究结果挑战了烟酸降低脂肪细胞cAMP调节游离脂肪酸的假说，更多的数据显示了GPR109A受体的明显抗炎症作用。我研究发现，巨噬细胞表达GPR109A受体，当LPS或IFN-γ刺激可以显著地提高GPR109A表达。烟酸处理可以通过GPR109A明显地激活ERK1/2信号通路，同时引起趋化因子受体內吞，从而导致趋化因子引起的巨噬细胞定向迁移受体明显抑制，起到了抗炎症作用。我们进一步的研究还表明，烟酸通过GPR109A能降低小鼠的体重，能提高血液中HDL/LDL的比例，通过激活AMPK、ERK1/2和Akt信号通路影响肝脏中脂肪的合成等过程来影响个体的糖脂平衡。GPR109A可以成为治疗肥胖、脂肪肝、调节糖脂平衡的一个有效靶点。除此以外，我们还建立了定量分析GPCR内吞的独特方法，揭示了组胺H3受体和松果体激素MT1受体介导的ERK1/2信号通路，阐明了GPR40受体配体依赖和不依赖內吞的机制；还发现了人神经肽S的突变体配体可以激活偏好性信号通路，这些研究结果为新药研发奠定了一定的基础。