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阿片受体是G蛋白耦联受体(GPCR)家族的成员之一,它主要介导内源性阿片肽和各种结构的阿片类生物碱产生的生理学效应。虽然已发现不同的阿片受体激动剂对受体脱敏和内吞的作用各不相同,但其内在机制尚不明确。本课题研究了δ阿片受体(δOR)的两种配体DPDPE和TIPP引起的信号转导事件,发现虽然两者都能抑制腺苷酸环化酶(AC)和激活胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2),仅DPDPE能引起δOR脱敏和内吞。我们还发现,DPDPE能使非受体酪氨酸激酶Src磷酸化并与细胞膜上受体结合,从而激活G蛋白耦联受体激酶2(GRK2),进而磷酸化受体C端的丝氨酸残基,并使β-arrestin1/2上膜。同时,我们也发现DPDPE能通过依赖于Src的途径使β-arrestinl脱磷酸。以上结果提示DPDPE可通过两种方式来增强β-arrestin的功能:促进β-arrestin上膜和脱磷酸。DPDPE的这些作用可被Src抑制剂PP2阻断。与TIPP相同,另一种不能引起δOR脱敏和内吞的激动剂--吗啡也不能通过Src来调节δOR的信号转导。
不同的阿片受体激动剂激活ERK的形式也各不相同,其内在机制仍不明。我们发现了DPDPE和TIPP通过G蛋白和β-arrestin依赖性的通路激活ERK的能力不同,这一不同是由δOR的Ser363残基决定的。我们的研究证明DPDPE和TIPP激活的ERK在时程和脱敏方面有很大区别。进一步研究证明,DPDPE主要通过依赖于G蛋白和Src的方式激活ERK,而TIPP则主要通过β-arrestin1/2介导的方式。我们进一步发现,当δOR的Ser363位点发生无义突变时,DPDPE也能通过β-arrestin1/2激活ERK,其形式也与TIPP激活的相似。此外,我们还发现TIPP激活的ERK能使GRK2和β-arrestin1磷酸化,而DPDPE激活的ERK不能；当转入Ser363突变的δOR后,DPDPE也能使GRK2和β-arrestin1磷酸化。
表皮生长因子受体(EGFR)转激活是GPCR激活ERK的一个重要途径。本研究发现,TIPP和吗啡激活ERK的过程依赖于EGFR转激活,而DPDPE则不依赖于该过程。我们还发现,TIPP和吗啡引起的转激活可使Src与EGFR结合,并使δOR与EGFR发生相互作用,从而形成受体复合体,该复合体的形成与ERK激活存在着时间上的对应关系。以上作用都可被Src、EGFR和金属蛋白酶的抑制剂所抑制。我们进一步发现,δOR-EGFR复合体的形成可被EGFR的Y1045F突变所抑制,该突变也可改变TIPP和吗啡激活ERK的时程。
综上所述,本课题解决了与δOR信号转导相关的一些问题。首先,本课题指出了配体特异性激活Src在δOR信号调节中的作用,揭示了Src调控δOR信号转导的分子事件；此外,发现了δOR的Ser363位点在激动剂特异性调节ERK激活形式及其功能中的关键作用；最后,提示了EGFR转激活在调节δOR下游ERK激活中的作用。