初级纤毛(Primary cilia)作为细胞表面的“天线”,在感知外界信号和调控细胞生理功能中发挥着核心作用。前列腺素E受体4(EP4)作为一种典型的G蛋白偶联受体(GPCR),其在纤毛膜上的精准定位对于维持细胞信号传导的稳态至关重要。然而,关于EP4如何通过复杂的分子机器实现向纤毛的定向运输,此前研究尚不完全明确。
近期发表于《Communications Biology》的一项研究,深入解析了Rab23 GTPase与IFT43蛋白在这一过程中的协同调控机制。研究团队通过高分辨率显微成像及蛋白质组学分析发现,Rab23作为一种小GTP酶,在纤毛基部发挥了关键的“交通枢纽”作用。实验数据表明,Rab23能够与纤毛内转运(IFT)复合物的组分IFT43发生直接的物理相互作用,这种相互作用对于EP4受体从高尔基体向纤毛膜的转运至关重要。
研究进一步揭示,当Rab23或IFT43的功能受到抑制时,EP4受体在纤毛膜上的积累显著减少,进而导致下游cAMP信号通路的响应受损。这一发现证实了Rab23-IFT43轴是调控GPCR纤毛转运的必要分子开关。此外,该研究通过基因敲除模型展示了该机制在生理条件下的重要性,为深入理解纤毛病(Ciliopathies)的发病机理提供了新的视角。该研究不仅丰富了我们对纤毛内蛋白转运机制的认知,也为未来针对纤毛信号转导异常的疾病治疗提供了潜在的药物靶点。
Journal Reference: Zhang, Y.J., et al. Rab23 GTPase and IFT43 regulate the trafficking of prostaglandin E receptor 4 to primary cilia. Communications Biology (2024). DOI: 10.1038/s42003-024-06123-x