2型糖尿病（T2D）是日益严峻的全球性健康问题，常与肥胖、脂肪肝疾病及心血管疾病相关。 近年来的研究表明，肠道微生物及其代谢物（尤其是胆汁酸）能够作为葡萄糖和能量代谢中的关键信号分子而改善宿主代谢。肠道微生物还能够将胆汁酸与多种氨基酸结合，形成微生物氨基酸结合胆汁酸（MABAs），但其生理或病理意义仍不明确。

2025年5月29日，北京大学姜长涛教授团队在《Cell》（IF = 45.5）发表了题为“A microbial amino-acid-conjugated bile acid, tryptophan-cholic acid, improves glucose homeostasis via the orphan receptor MRGPRE”的研究文章。研究团队发现，在2型糖尿病（T2D）患者体内，色氨酸结合胆酸（Trp-CA）水平显著下降，且其丰度与临床血糖标志物呈负相关。深入的机制研究表明，Trp-CA是孤儿G蛋白偶联受体（GPCR）MRGPRE的配体，二者结合可改善T2D的葡萄糖耐受。本研究不仅为MABAs的深入研究奠定了基础，还为2型糖尿病的治疗提供了新的潜在靶点。

研究者首先通过非靶向代谢组学发现，与健康对照组相比，T2D病人粪便中MABAs的含量明显下降，色氨酸-胆酸（Trp-CA）在两组间的差异最为显著（图1A-B）。此外，Trp-CA水平与空腹血糖、糖化血红蛋白和体重指数呈负相关（图1C-D），提示Trp-CA可能在糖尿病进程中具有关键影响。与临床结果一致，Trp-CA在高脂饮食诱导的T2D小鼠模型中含量显著降低，补充Trp-CA能够显著抑制糖尿病模型小鼠的体重增加、脂肪质量增加和葡萄糖耐受（图1E-G）。

体内实验发现，Trp-CA主要作用于肠道组织中的受体，来影响宿主的葡萄糖代谢。荧光素酶报告基因测定结果表明，Trp-CA并不作用于一些常见的胆汁酸受体，所以研究者采用PRESTO-Tango系统对GPCR受体进行了高通量筛选（图2A）。结果发现，Trp-CA仅能显著激活MAS相关GPCR家族成员（MRGPRE），且进一步的FlAsH-BRET实验结果表明Trp-CA能够引起MRGPRE胞外结构的构象变化，证实了Trp-CA是该受体的配体（图2B-C）。随后的功能性实验也进一步证实了Trp-CA特异性激活肠道MEGPRE而发挥调节葡萄糖代谢的作用（图2D-E）。

由于Trp-CA仅在肠道发挥作用，研究者推测其可能通过影响肠道激素分泌来改善葡萄糖代谢。由此，对小鼠肠组织进行肽组学分析并结合体内实验验证，结果发现Trp-CA能够显著升高血清胰岛素和胰高血糖素样肽-1（GLP-1）水平（图3A-B）。肠道GLP-1来源于肠内分泌L细胞，所以研究者在小鼠和人类肠内分泌L细胞系中敲低了MEGPRE后测试Trp-CA对GLP-1分泌的影响，与前序实验结果一致，Trp-CA通过激活MRGPRE诱导GLP-1分泌（图3C-D）。进一步，研究者发现Trp-CA能够剂量依赖性地诱导环磷酸腺苷（cAMP）水平升高。鉴于Gs-cAMP 信号是L细胞中GLP-1分泌的经典通路，研究者进行了实验验证，结果证实Trp-CA通过激活MRGPRE-Gs-cAMP信号通路诱导GLP-1分泌（图3E）。

研究者通过高分辨结构分析和分子动力学模拟等实验揭示了Trp-CA与MRGPRE的结合稳定性和关键位点（图4A-B）。此外，深入的机制研究发现，Trp-CA还能够通过β-arrestin-1信号和诱导糖酵解关键酶ALDOA磷酸化的方式，调控GLP-1的分泌。功能性实验结果进一步证实，Trp-CA能够通过MRGPRE-β-arrestin-1信号诱导ALDOA磷酸化，从而促进L细胞糖酵解并诱导GLP-1分泌，为Trp-CA的作用机制及其他作用途径提供了更深入的理解（图4C-E）。最后，作者筛选了98种肠道细菌寻找Trp-CA的潜在来源，发现其中双歧杆菌属中的B.animalis subsp. lactis的BSH/T酶能够直接生成Trp-CA，并显著改善了糖尿病模型小鼠的葡萄糖代谢和胰岛素水平（图4F-G），为糖尿病干预提供了有前途的治疗策略。

|   总结与讨论

本研究有力地推进了对肠道微生物作用机制及相关功能的全面认知，同时为糖尿病等代谢性疾病的治疗找到了新靶点和新思路。

发现氨基酸结合胆汁酸（MABAs）结合的GPCR受体是本研究最关键的一环。然而，GPCR蛋白一般具有5-7次跨膜结构，脱离磷脂双分子层的支持，GPCR蛋白很难保持活性构象。目前研究GPCR最常用的方法是在转染的哺乳动物细胞系中过表达，然而转染的细胞也含有内源性受体，这给实验结果的解释带来了挑战。针对GPCR研究的难点问题，达吉特推出了创新性的GPCR膜蛋白芯片技术，为GPCR膜蛋白的研究带来破局之策。

GPCR膜蛋白芯片采用独特的技术体系进行膜蛋白的转载与表达，避免了细胞系表达的内源性蛋白质干扰，保留了GPCR等膜蛋白的天然构象与生物学活性。将带有生物素标记的小分子与GPCR膜蛋白芯片共同孵育，再引入带有CY3或CY5荧光的链霉亲和素，通过检测芯片上的荧光信号，即可确定小分子的直接结合膜蛋白。

目前，该芯片上已经包含428种膜蛋白，其中GPCR蛋白292种占据非嗅觉GPCR全种类的78%。此外，GPCR膜蛋白芯片还覆盖了多种RTK激酶和难表达膜蛋白（如CD36、CD37等），可以满足多种基于膜蛋白的靶点研究需求（图6）。

1. 筛选的膜蛋白均为直接结合靶点；

2. 采用病毒这种简单结构的生物表达膜蛋白，既借用了病毒的磷脂双分子层保留GPCR膜蛋白的天然构象与生物学活性，又避免了细胞系自带的内源性蛋白质的干扰；

3. 芯片覆盖多种GPCR蛋白和RTK激酶，筛选蛋白范围广，性价比高；

4. 无需下拉实验，荧光检测体系加持，检测灵敏度高。

研究案例1：强啡肽结合膜蛋白筛选

强啡肽（Dynorphin A）是一种抑制性神经肽，在镇痛等研究中常用，但直接靶点仍不清楚。本研究利用GPCR膜蛋白芯片筛选，发现强啡肽可以与3种膜蛋白结合，其中结合强度最强的是一种叫作OPRD1的阿片受体A类GPCR蛋白，非常符合研究预期。

研究案例2：无乳链球菌通过膜蛋白CysLTR1进入人血脑屏障

无乳链球菌（GBS）是通过穿透人血脑屏障（BBBs）而引起新生儿脑膜炎的最常见的革兰氏阳性菌。为了探索GBS利用宿主GPCRs穿透BBB的方式，研究人员采用CY3标记的GBS临床株K79 （一株脑膜炎新生儿分离的菌株）与GPCR芯片进行了重复检测。结果表明5个GPCRs（GPR101、GPR148、LHCGR、CysLTR1和LGR5）对K79的结合信号明显高于对照组且具有重现性，进一步实验验证表明CysLTR1可作为GBS潜在靶点。

研究案例3：生长激素释放抑制因子结合膜蛋白筛选

利用GPCR膜蛋白芯片发现了生长激素释放抑制因子（SRIF-14）与超过15个的GPCRs结合，其中，SRIF-14与其已知的受体SSTR2的结合尤为显著。进一步的SPR实验也证实了SRIF-14与其靶点膜蛋白的结合情况。结果表明，SRIF-14确实能够与其靶点膜蛋白发生特异性结合，这一结果不仅验证了SRIF-14的广泛结合特性，还为进一步研究其生理功能提供了线索。

GPCR膜蛋白芯片的推出，旨在促进针对GPCRs的药物研究、疾病机制解析及生物学功能研究。达吉特GPCR膜蛋白芯片为小分子药物、多肽等膜蛋白靶点发现提供了高效、精准的创新工具，有力推动了新型、高效且低副作用药物的研发进程和临床转化。

达吉特深耕于小分子靶点筛选领域多年，因为专注所以专业。针对小分子靶点研究，无论是天然化合物还是体内代谢物，达吉特均有合适的筛靶方案提供。截止目前，达吉特已经帮助中国科研工作者在种类多样的小分子靶点筛选工作中取得重要突破，相关研究成果多次出现在STTT、Mol Cancer、Circ Res、J. Hepatol、Nat Commun、PNAS、APSB等国际著名学术期刊上。筛靶就找达吉特也逐步成为业界共识。

达吉特针对中药及小分子药物研究，建立了一套完整的技术服务体系：

1）中药/复方的有效成分高标准鉴定

2）空间药物分布与空间药代动力学

3）小分子化合物批量标记（生物素/炔基/荧光）

4）小分子钓靶（标记法）：20K人类蛋白组芯片/ ABPP

5）小分子钓靶（非标记法）：DARTS /Lip-MS/ CETSA

6）膜蛋白靶点筛选技术：SPIDER / MPA/GPCR膜蛋白芯片

7）药物调控通路筛选：磷酸化抗体芯片/磷酸化蛋白组

8）SPR表面等离子共振（分子动力学）

9) 药-靶结合位点分析（高分辨质谱/分子对接）

10) PET-CT与药物分布小动物活体成像

11）虚拟筛选、天然产物化合物库筛选