细胞表面存在与蛋白质和其他分子结合的受体，能够启动或抑制特定行为。通常，这些受体的数量随着细胞成熟而增加，但研究人员现已发现一种受体影响细胞行为的时间比先前认为的要早得多，并且似乎有助于触发形成神经元的细胞分化过程。
这项由广岛大学研究团队开展的工作于3月20日发表在《iScience》杂志上，研究人员认为该发现对于更好地理解神经元发育和大脑可塑性——以及这些过程如何失调——具有重要意义。他们特别发现，G蛋白偶联受体3（GPR3）代表了该受体家族中的一种独特分子，因为它表现得像即时早期基因，能快速响应并诱导下游信号传导。而其他G蛋白偶联受体则表现为延迟响应基因，在细胞成熟过程的后期才大量表达。
"理解早期转录响应——即基因如何响应上游信号而表达——至关重要，因为这些程序决定了神经元发育、突触形成和可塑性，而其失调与自闭症和认知功能障碍等神经系统疾病相关，"广岛大学生物医学与健康科学研究生院分子与药理神经科学副教授、通讯作者田中茂（Shigeru Tanaka）表示。
就像棒球运动员举起戴着手套的手接球一样，细胞表面受体向外延伸，等待接收特定分子。当棒球击中手套时，可能会触发一系列反应，具体取决于棒球的来源。它可能立即结束比赛，或者接球手可以利用它来淘汰对手，或者将球传给可能更接近击球手的队友。就像比赛可能根据球的移动方式和位置而结束或继续一样，细胞分化和行为也可能随之变化。然而，田中表示，发育中细胞的许多"比赛规则"仍然不明确。使情况更加复杂的是，GPR3——这只"手套"——甚至可以在没有"棒球"（即触发特定动作的分子）的情况下发挥其功能。
为了更好地了解GPR3在此过程中的作用，田中和研究团队分析了啮齿动物PC12细胞，这是一种广泛使用且科学界公认的研究细胞如何分化为神经元的模型。这种神经元分化过程涉及用神经营养因子刺激细胞，这是一种告诉细胞成为神经元的信号。在48小时内，细胞发育出神经突，这些是不成熟的分支，如果得到适当支持，最终可能形成神经元网络。研究团队随后检查了细胞上的神经元蛋白标志物，发现GPR3在刺激后30分钟内被激活。
"这很引人注目——GPR3是极少数在30分钟内表现出即时早期基因样快速诱导的G蛋白偶联受体之一，"田中说。"这与经典即时早期基因相当，但对于该受体家族来说却是前所未有的。"
田中解释说，GPR3可被视为"信号放大器"，意味着它将来自上游其他分子的早期刺激信号转换为神经元成熟所需的持续程序。由于GPR3可以自行发挥作用，它的早期出现可能特别有助于加快这一过程。具体来说，他说，基因分析显示GPR3的早期诱导增强了cAMP-CREB信号传导，使短期信号转化为长期过程。这反过来又驱动了NR4A的下游表达，NR4A是一种对神经元存活和突触发育至关重要的即时早期基因，突触是神经元之间进行通信的空间。
"这项工作建立了一个以前未被认识的信号级联，将早期转录响应与突触发育联系起来，"田中说。
接下来，研究人员表示，他们计划研究GPR3如何促进突触功能、神经回路形成和神经系统疾病。
"我们的最终目标是阐明活动依赖性转录程序如何调节大脑发育，并为神经发育和神经精神疾病确定新的治疗靶点，"田中说。
参考文献：Tanaka S, Ikawa F, Shiraki H, Harada K, Hide I, Sakai N. GPR3 is an immediate-early gene-like GPCR regulating CREB-dependent neuronal differentiation. iScience. 2026;29(3). doi: 10.1016/j.isci.2026.114944
本文已从以下材料转载。注：材料可能经过编辑以缩短长度和内容。欲了解更多信息，请联系引用的来源。
【全文结束】