这篇文档属于类型a，是一篇关于黏附G蛋白偶联受体ADGRD1/GPR133在骨质疏松治疗中作用机制研究的原创性论文。以下是针对该研究的学术报告：
作者及发表信息
本研究由Liang He、Qiansen Zhang等来自同济大学医学院上海阳光康复中心、华东师范大学生命科学研究所等机构的联合团队完成，发表于Science Advances期刊（2025年7月11日，卷11，文章号eads3829）。
学术背景
研究领域：生物化学与骨代谢疾病。黏附G蛋白偶联受体（adhesion GPCRs）是细胞膜受体中最大且功能多样的家族，参与多种生理病理过程，但其功能机制因缺乏有效调控工具而研究滞后。ADGRD1（又称GPR133）是黏附GPCR家族的重要成员，既往研究发现其单核苷酸多态性（SNPs）与骨质疏松症和身高相关，但具体机制不明。
研究动机：目前针对黏附GPCR的药物开发远落后于其他GPCR家族，主要由于缺乏高效外源性激动剂。本研究以ADGRD1为模型，旨在发现靶向黏附GPCR的外源性激动剂，并揭示其在骨代谢中的新功能。
研究目标：
1. 筛选ADGRD1的选择性小分子激动剂；
2. 解析激动剂激活ADGRD1的分子机制；
3. 探究ADGRD1在破骨细胞生成（osteoclastogenesis）中的调控作用；
4. 评估激动剂在骨质疏松模型中的治疗潜力。
研究流程与方法
1. 激动剂筛选与机制解析
- 虚拟筛选：基于ADGRD1的冷冻电镜结构（PDB: 7EPT），从ChemDiv和SPECS数据库中筛选靶向其跨膜结构域的小分子，最终锁定候选分子GL64（3-(4-氯苯基)-2-(3-((2,4-二氯苄基)氧基)苯基)-2,3-二氢喹唑啉-4(1H)-酮）。
- 功能验证：通过CRE-荧光素酶报告基因实验证实GL64可特异性激活ADGRD1（EC50=3.98 μM），且不激活其他黏附GPCR（如ADGRD2、ADGRG5等）。
- 结构模拟：分子动力学（MD）模拟显示，GL64通过模拟内源性激动剂Stachel序列（保守肽段TNFAILMQVV），与ADGRD1跨膜区的关键残基（如W7736.53、Q7987.49）结合，稳定受体活性构象。
2. ADGRD1在骨代谢中的功能研究
- 基因敲除模型：构建全身性ADGRD1敲除（Adgrd1−/−）和破骨细胞条件性敲除（Adgrd1lysm）小鼠。
- 表型分析：Micro-CT显示敲除小鼠的骨小梁体积（BV/TV）、骨密度（BMD）显著降低，破骨细胞活性标志物TRAP（抗酒石酸酸性磷酸酶）表达升高。
- 体外实验：从敲除小鼠分离骨髓单核/巨噬细胞（BMMs），发现其破骨细胞分化加速，骨吸收能力增强。
3. GL64的治疗效果验证
- 体外干预：GL64处理野生型BMMs可抑制破骨细胞分化，降低NFATc1（核因子κB受体活化因子配体）的核转位，此效应在Adgrd1−/−细胞中消失。
- 体内治疗：在卵巢切除（OVX）诱导的骨质疏松小鼠模型中，GL64（30 mg/kg，腹腔注射）显著改善骨丢失，降低TRAP活性。
4. 信号通路解析
- 下游机制：GL64/ADGRD1通过cAMP-PKA通路抑制NFATc1的活化，从而负调控破骨细胞生成。实验显示，PKA抑制剂H89可逆转GL64的抑制作用，而腺苷酸环化酶激动剂Forskolin可挽救Adgrd1−/−细胞的过度分化。
主要结果与逻辑关联
- GL64的发现：通过虚拟筛选和功能验证，首次报道GL64作为ADGRD1的高选择性激动剂，其结合机制通过MD模拟和突变实验（如S570A、Q798A等位点突变）证实。
- ADGRD1的骨保护作用：基因敲除小鼠模型证明ADGRD1缺失导致骨质疏松，而GL64通过激活ADGRD1-cAMP-PKA-NFATc1轴抑制破骨细胞活性。
- 治疗潜力：GL64在OVX模型中有效预防骨流失，为骨质疏松提供了新靶点。
结论与价值
科学意义：
- 揭示了ADGRD1通过cAMP-PKA-NFATc1通路调控骨代谢的分子机制；
- 提供了首个靶向黏附GPCR的外源性激动剂GL64，为同类受体研究提供范式。
应用价值：GL64可作为治疗骨质疏松的候选药物，其靶向性优于现有广谱抗破骨药物（如双膦酸盐）。
研究亮点
- 方法创新：结合虚拟筛选、MD模拟和遗传学模型，系统性解析ADGRD1的激活机制。
- 跨学科整合：从结构生物学到动物模型，阐明了受体激活与骨代谢的因果关系。
- 转化潜力：GL64的药代动力学（半衰期6.27小时，骨组织富集）支持其临床开发价值。
其他有价值内容
- 单细胞测序：发现ADGRD1及其配体PTK7、PLXDC2在破骨细胞中高表达，提示其在细胞间通讯中的作用。
- 物种保守性：人与小鼠ADGRD1序列同源性达86.09%，支持GL64的跨物种应用潜力。
此研究为黏附GPCR的药物开发和骨代谢疾病治疗提供了重要理论基础与工具分子。