高通量GPCR药物筛选方案
G蛋白偶联受体（GPCR）是人类基因组中规模最大、功能最多样的蛋白质家族，目前已鉴定出800多个成员。它们广泛参与细胞增殖、神经传递、免疫调节、内分泌代谢等几乎所有重要的生理过程，与糖尿病、心脏病、肿瘤、精神疾病等众多重大疾病密切相关。
目前市场上30~40%的上市药物以GPCR为靶点。司美格鲁肽、氯吡格雷、阿立哌唑……这些耳熟能详的明星药物背后，都有GPCR的身影。
正因如此，GPCR药物研发的需求从未停歇——无论是靶点确认、先导化合物筛选，还是信号通路机制研究，研究者们都面临一个共同的挑战：需要灵敏可靠的检测手段来读取信号。
瑞孚迪 (Revvity)深耕于G蛋白偶联受体（GPCR)研究和药物发现，在GPCR结合和信号传导的所有类别中拥有100多种产品，覆盖整个GPCR激活途径，产品有多种形式，如HTRF、Alpha、LANCE。我们提供快速、准确的药物筛选方案和技术支持，助力GPCR靶点药物的研发。
通路1：Gs/Gi通路 → 检测cAMP
cAMP是GPCR最经典的第二信使。Gαs激活腺苷酸环化酶使cAMP升高，Gαi则抑制其产生使cAMP下降。
通路2：Gq通路 → 检测IP1
Gαq通路的标志性事件是磷脂酶C（PLCβ）激活，产生IP3，进而转化为稳定的IP1。检测IP1是评估Gq通路激活的经典方法。
通路3：G蛋白激活 → GTP结合检测
GTP结合测定实验通过测定GTP与Gα亚基的结合来反映激动剂占据GPCR后的G蛋白激活水平。通过该结合实验可以更好地李娟药理学问题，包括辅助蛋白在信号传导中的作用、GPCR受体组成活性和激动剂特异性信号传导。
HTRF GTP Gi结合测定原理：激动剂刺激GPCR诱导Gai亚基处的GDP/GTP核苷酸交换，荧光GTP类似物(Eu-GTP)取代Ga结合的GDP,通过添加d2标记的抗Gai单克隆抗体进行检测。当Eu和d2靠近时，它们之间的能量会触发HTRF信号。
通路4：β-arrestin → 脱敏与内化检测
β-arrestin1和β-arrestin 2是GPCR脱敏和内化的介质，广泛分布于各种组织和细胞中。由于β-arrestin能够抑制广泛的G蛋白信号并激活更直接的传导级联，因此开发β-arrestin1相关药物往往副作用更小。
通路5：受体-配体结合 → Tag-lite技术
Tag-lite将SNAP-Tag与HTRF结合，实现活细胞表面受体-配体结合实验，彻底替代传统放射性同位素测定法，用于研究GPCR-配体相互作用。操作简单，已验证18种GPCR亚型的结合检测。
Tag-lite原理：首先构建SNAP与目标GPCR的共转染质粒，然后转染细胞，得到共表达SNAP和目标GPCR的细胞。加入结合了Tb的SNAP底物， SNAP与底物反应，即生成标记了Tb的GPCR细胞。进行受体配体结合实验时，加入d2标记的配体，受体配体结合，Tb与d2接近，产生HTRF信号。如果测试化合物能够与受体结合，则与d2 标记的配体竞争，导致HTRF 信号降低。
已验证的部分受体：
腺苷受体（A1/A2A/A2B/A3）、肾上腺素受体（β1/β2）、血管紧张素受体（AT2）、趋化因子受体（CXCR4）、多巴胺受体（D2）、胰高血糖素受体（GIPR/GLP1）、阿片受体（Delta/Kappa/Mu）、食欲素受体（OX2）、血清素受体（5HT1A/5HT4）、加压素受体（V2）等。
通路6：下游磷酸化 → 细胞内信号定量
GPCR激活后的磷酸化级联（ERK1/2、AKT、mTOR、CREB等）是评估药物功能效应的重要指标。Revvity提供HTRF/Alpha双平台的磷酸化/总蛋白检测试剂盒，覆盖AKT、AMPK、ERK、MEK1、STAT3、mTOR等核心节点。
GPCRs 靶点药物筛选文献分享：
[1] Foster SR, Hauser AS, Vedel L, et al. Discovery of Human Signaling Systems: Pairing Peptides to G Protein-Coupled Receptors. Cell. 2019 Oct 31;179(4):895-908.e21. doi: 10.1016/j.cell.2019.10.010.
研究采用 Tag-lite 技术构建基于细胞系的 GPCR 受体用于内源性配体的筛选。使用 IP-one 和 cAMP 试剂盒测定肽依赖性第二信使反应，用于判断 GPCR、Gs、Gi/o、Gq/11 等信号通路的激活情况，进而筛选出17个内源性配体和5个疾病相关的GPCRs之间的配对。
[2] Fink EA, Xu J, Hübner H, et al. Structure-based discovery of nonopioid analgesics acting through the α2A-adrenergic receptor. Science. 2022 Sep 30;377 (6614):eabn7065. doi: 10.1126/science.abn7065.
研究通过结合位点虚拟对接模拟从3亿多个虚拟分子文库中选择了48种化合物进行合成，然后基于IP-one定量试剂盒和HTRF磷酸化检测试剂盒进行功能性筛选，最终筛选到两个符合标准的化合物，新化合物作为激动剂可与α2A肾上腺素受体结合，并仅激活特定的G蛋白通路。
[3] Zhang X, Jia S, Chen Z, et al. Cilia-driven cerebrospinal fluid flow directs expression of urotensin neuropeptides to straighten the vertebrate body axis. Nat Genet. 2018 Dec;50(12):1666-673. doi: 10.1038/s41588-018-0260-3.
研究以斑马鱼为模型研究了脊椎动物体轴伸直的分子机制。为鉴定调控urp基因表达的关键信号分子，研究者对zmynd10突变体（纤毛功能缺陷、体轴弯曲）进行了GPCR靶向小分子化合物库的表型筛选（共356种化合物，浓度50 μM）。筛选结果发现地匹福林（dipivefrin）具有显著的体轴弯曲拯救效果。进一步研究表明，地匹福林是肾上腺素（epinephrine）的前体药物，而肾上腺素本身同样能拯救多种纤毛突变体的体轴弯曲，并恢复urp1的表达。这一发现确立了肾上腺素能信号→Urp神经肽→Uts2ra受体的完整分子通路。
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