ヒドロキシカルボン酸受容体3およびGタンパク質共役受容体84の天然バイアスシグナル伝達84

背景：中鎖脂肪酸とその3-ヒドロキシ誘導体は、細菌由来または細菌に由来する人間で内因的に生成される代謝物です。それらは、代謝と免疫機能を調節するGPR84やHCA3を含むGタンパク質共役受容体を活性化します。両方の受容体はGIタンパク質と結合され、少なくとも1つのアゴニストを共有し、組織の発現を重複させますが、GPR84は炎症誘発効果を発揮しますが、HCA3は抗炎症反応に関与します。ここでは、HCA3とGPR84の両方のシグナル伝達速度論を分析して、生理学的な違いを説明する可能性のある信号伝達コンポーネントを解き明かしました。 方法：両方の受容体のシグナル伝達に関与するシグナル伝達速度論と成分を研究するために、クラシックキャンプ、ERKシグナル伝達、β-アレスチン-2リクルートメントアッセイと組み合わせて、ラベルフリーの動的質量再分配技術を適用しました。表現型分析には、紡績細胞培養モデルを使用しました。 結果：HCA3およびGPR84の構造的に非常に類似したアゴニストの自然な偏ったシグナル伝達の強力な証拠を提示します。HCA3シグナル伝達と人身売買は、ダイナミン-2機能に依存することを示します。3-ヒドロキシオクタン酸によるHCA3の活性化は3-ヒドロキシデカン酸ではなく、β-アレスチン-2動員につながり、これは細胞細胞の接着に関連しています。3-ヒドロキシデカン酸によるGPR84刺激は、持続的なERK活性化を引き起こしますが、GPR84の活性化にはβ-アレスチン-2動員は続きません。 結論：要約すると、我々の結果は、偏ったアゴニズムがHCA3およびGPR84の生理学的特性であることを強調しています。病原性細菌。ビデオ要約。

BACKGROUND: Medium-chain fatty acids and their 3-hydroxy derivatives are metabolites endogenously produced in humans, food-derived or originating from bacteria. They activate G protein-coupled receptors, including GPR84 and HCA3, which regulate metabolism and immune functions. Although both receptors are coupled to Gi proteins, share at least one agonist and show overlapping tissue expression, GPR84 exerts pro-inflammatory effects whereas HCA3 is involved in anti-inflammatory responses. Here, we analyzed signaling kinetics of both HCA3 and GPR84, to unravel signal transduction components that may explain their physiological differences. METHODS: To study the signaling kinetics and components involved in signal transduction of both receptors we applied the label-free dynamic mass redistribution technology in combination with classical cAMP, ERK signaling and β-arrestin-2 recruitment assays. For phenotypical analyses, we used spheroid cell culture models. RESULTS: We present strong evidence for a natural biased signaling of structurally highly similar agonists at HCA3 and GPR84. We show that HCA3 signaling and trafficking depends on dynamin-2 function. Activation of HCA3 by 3-hydroxyoctanoic acid but not 3-hydroxydecanoic acid leads to β-arrestin-2 recruitment, which is relevant for cell-cell adhesion. GPR84 stimulation with 3-hydroxydecanoic acid causes a sustained ERK activation but activation of GPR84 is not followed by β-arrestin-2 recruitment. CONCLUSIONS: In summary, our results highlight that biased agonism is a physiological property of HCA3 and GPR84 with relevance for innate immune functions potentially to differentiate between endogenous, non-pathogenic compounds and compounds originating from e.g. pathogenic bacteria. Video Abstract.