粘附型GPCR（Adhesion G protein-coupled receptors, aGPCRs）为第2大GPCR家族，是一类高度保守且进化古老的受体,几乎在哺乳动物的每个器官系统中均有表达，介导众多生理过程。在人类中，已经确定了33个具有代表性的aGPCRs，这些aGPCRs对人类组织器官中的众多信号转导过程具有重要意义。其中GPR56/ADGRG1作为aGPCRs的一员，近年被证明在抑郁症和肿瘤等疾病的发生、发展中发挥着重要作用，具有广泛的药物开发潜力。

aGPCRs家族成员具有独特的结构和功能特征，由胞内区，七跨膜结构域(7TM)和胞外区（ECR）组成。胞外区主要参与细胞通讯以调节细胞大小、形状、极性、粘附、迁移、循环、死亡和分化。在ECR上有aGPCRs自动蛋白水解诱导（GAIN）结构域，在蛋白质成熟过程中，aGPCRs在此处自切割产生两个原生质体N端片段（NTF）和C端片段（CTF），在受体到达细胞表面后，NTF和CTF片段保持非共价连接形成异源二聚体。ECR通过与细胞外组分结合介导的机制解离，引起7TM重排，导致G蛋白激活。 

图1.aGPCRs的结构特征和激活机制

相对于其他的GPCR，aGPCRs具有几个不寻常的结构和功能特征（图1）。

首先，大多数aGPCRs的胞外区（ECR）非常大，通常由多种细胞粘附蛋白模块组成，如其N端的表皮生长因子（EGF）样、免疫球蛋白（Ig）样和凝集素样结构域。这些蛋白质模块通常作为特定细胞配体和/或aGPCRs结合伙伴的结合位点发挥作用。

其次，大多数aGPCRs在ECR的C端包含一个标志性的GPCR自动蛋白水解诱导域（GAIN）。

第三，aGPCRs的激活和信号机制是多方面的，包括GPS切割依赖和非依赖以及NTF-CTF解离依赖和非依赖模式。尽管如此，栓系激动模型被广泛接受为大多数aGPCRs的常见激活机制。这涉及细胞配体与ECR结合后，引起NTF与CTF的解离，暴露Stachel序列，Stachel与7次跨膜（7TM）束结合（图1B）。

aGPCRs在粘附、细胞迁移、旁分泌信号和许多疾病影响方面具有重要意义，也是潜在的生殖和肿瘤药物的重要靶点。在aGPCRs家族中，GPR56是被研究最多的成员之一，其已经被证实与肿瘤，大脑发育，脑畸形等重大疾病和重要生理过程紧密相关。在2022年AACR（美国癌症研究协会）会议上，GPR56首次被提及可作为结直肠癌的治疗靶点，以开发抗体-药物偶联物。

GPR56/ADGRG1是一种多功能的粘附G蛋白偶联受体，由染色体16q21上的ADGRG1基因编码的693个氨基酸组成。GPR56转录物的广泛RNA剪接预计会产生至少五种不同的GPR56蛋白质亚型，这些GPR56受体亚型功能和信号特征各不相同。GPR56不仅在中枢和外周神经系统、生殖系统、肌肉肥大、免疫调节和造血干细胞生成的生理功能中起重要作用。此外，GPR56的异常表达或功能失调与多种病理过程有关，包括双侧额顶多微回畸形、抑郁症和肿瘤的发生。

在特定的细胞配体/结合伙伴方面，GPR56内源性配体胶原蛋白Ⅲ和组织转谷氨酰胺酶2（TG2）的发现，使其成为第一个去孤儿化的aGPCRs。随着近些年GPR56相关研究的不断深入，GPR56的许多其他内源性蛋白配体和结合伙伴也被鉴定，其中包括四跨膜蛋白CD9/CD81、前胃泌素、磷脂酰丝氨酸(PS)和层粘连蛋白，它们作为支架蛋白、共受体或同源配体发挥作用。此外，最近还发现了GPR56小分子激动剂3-α-乙酰氧基二氢脱氧鸟苷（3-α-DOG）和拮抗剂二氢甘草酮（DHM），以及独特的结合伙伴糖胺聚糖（GAG）肝素。

图2：GPR56结构示意图

目前，已经确定了GPR56受体的多种激活机制，包括GAIN结构域依赖性/非依赖性和GPS切割依赖性/非依赖性模式（图3C），越来越多证据也表明，GPR56-NTF作为基础GPR56信号传导的阻遏物发挥GPR56激活作用，因此，NTF缺失的GPR56突变体具有组成性活性，其特征表现为SRF和NFAT活性增加、TGF-α脱落、β-arrestin 2结合和受体泛素化。同样，PLL结构域的缺失增加了GPR56的信号活性。这些结果有力地表明，GPR56（可能还有大多数其他aGPCRs）的激活主要是通过NTF的解离/构象变化介导的。这使得CTF内新暴露的栓系激动剂（称为Stachel序列）能够自我激活受体信号。

因此，与野生型（WT）GPR56-CTF相比，具有截短N末端区域的GPR56CTF变体在转染细胞中激活Gα13蛋白和血清反应元件（SRE）-荧光素酶活性的能力降低。另一方面，GPR56的GAIN亚结构域B的β-链13的合成肽足以诱导GPR56的信号活性。因此，可以确定，在NTF解离后，GPR56-CTF的Stachel序列与其aGPCR的7次跨膜区域（7TM）部分相互作用，导致受体的构象变化和激活。最近的研究进一步证实了这种新的激活机制，证明在配体诱导NTF-CTF解离后，发生了同源配体（如胶原蛋白-III型和活性mAb）的结合引发的GPR56激活和Gα12/13 RhoA信号传导。

最近，研究表明，GPR56受体在去除其整个ECR后仍保持组成性活性。然而，这种ECR的GPR56受体变体仅激活NFAT并诱导TGF-α脱落，而不诱导SRF活性。因此，这一发现表明了GPR56激活的GAIN域独立机制。另一方面，3-α-DOG能够激活GPS切割缺陷型GPR56-F385A突变体。同样地，有些GPR56特异性单体可以有效激活相同的GPR56-F385A突变体。这些结果表明，这些特异性激动剂与GPR56的ECR结合，引起独特的构象变化，表现为在不需要其蛋白水解修饰的情况下就可以激活受体，支持GPR56的GPS切割非依赖性激活机制。

与上述各种GPR56激活机制相似，目前已证实多种GPR56介导的信号通路。其中大多数GPR56信号研究显示，GPR56涉及Gα12/13RhoA信号轴。然而，其他研究也GPR56描述了涉及Gαi、Gαq、Gβγ、β-arrestin、mTOR、PKCα、NF-κb和Src-Fak的其他信号通路（图3C）。综上所述，GPR56的多种激活和信号通路已被揭示，其参与的信号通路主要取决于所研究的特定配体和细胞类型。

图3：GPR56蛋白概述。（A）GPR56受体蛋白的结构域组织示意图。浅紫色和浅黄色矩形分别代表PLL和GAIN域。7TM区域由浅蓝色矩形表示。Stachel栓系肽由棕色矩形表示。SP，信号肽；GPS：GPCR蛋白水解位点。（B）图示GPR56受体及其已知细胞配体和结合伙伴。（C）迄今为止报道的GPR56介导的信号通路。（D）已知由GPR56介导的致瘤功能。

迄今为止，人源aGPCRs中有3种已被证明与某种单基因人类疾病有因果关系，GPR56是其中之一。GPR56/ADGRG1的几种基因突变会造成一种称为双侧额顶叶多小脑回畸形（BFPP）的疾病，这表明GPR56在人类大脑的发育过程中起着至关重要的作用。

GPR56基因非编码外显子1m（e1m）转录起始位点上游小于150bp的调控元件，缺失15bp会导致主要语言区（尤其是布罗卡区），侧裂区周围严重的双侧皮质破坏。此外，最近发现GPR56是接受抗抑郁药治疗的抑郁症患者的可靠疗效生物标志物。具体而言，GPR56表达上调仅出现在抗抑郁药、度洛西汀或西酞普兰的治疗响应者队列中。

肿瘤细胞的侵袭和迁移高度依赖于它们与ECM的相互作用以及细胞粘附和脱离的微妙平衡。GPR56在不同癌症中以细胞类型和/或致瘤阶段特异性方式促进或抑制癌症发展。

CRC患者的结直肠癌细胞中GPR56水平显著上调。据报道，它与前胃泌素相关，并由结肠隐窝底部附近的上皮细胞表达，标志着长寿的结肠癌祖细胞。前胃泌素特异性结合GPR56表达细胞，前胃泌素过表达导致GPR56表达细胞增加。与野生型小鼠相比，在用致癌物偶氮甲烷(AOM)处理而导致前胃泌素过表达的小鼠的结肠粘膜中发现GPR56 mRNA增加。GPR56是前胃泌素依赖性抑制结肠上皮细胞和CRC细胞凋亡所必需的。与GPR56低表达相比，GPR56的高表达与原发性肿瘤的恶性进展、较差的预后和耐药性密切相关。Lim等人通过免疫组织化学检测了结直肠癌（CRC）患者组织样本中的GPR56表达水平，发现GPR56高表达组的5年总生存率低于GPR56低表达组，这表明GPR56表达水平可能是CRC的一个预后指标。

此外，也有研究发现GPR56水平的增加和LGR5（富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体5，CRC中的癌症干细胞标志物）水平的降低与对伊立替康和5-氟尿嘧啶等抗癌药物的耐药性增强有关。敲除GPR56可恢复这些细胞对药物的敏感性。另外，Zhang等人进一步证明，GPR56参与调节大肠癌干细胞（CSC）的可塑性，使其成为更具耐药性的表型。再者，也有研究报道，增强的ABC（ATP结合盒）转运蛋白表达，特别是MDR1（ABCB1，多耐药基因1），可以通过RhoA介导的信号通路引起GPR56介导的耐药性增强。

1999年，Liu等和Zendman等发现TM7XN1（后来发现TM7XN1为GPR56）表达水平与人黑色素瘤细胞系的转移潜力成反比。随后的研究确实表明，GPR56蛋白表达和黑色素瘤病变的肿瘤转移之间存在类似的相反关系，GPR56在转移较少的黑色素瘤细胞中强烈表达，而在高转移性黑色素瘤细胞中显著降低。GPR56在黑色素瘤发展中的作用可能取决于癌细胞的阶段和所涉及的激活机制。尽管如此，未来或需要更多的研究来充分验证GPR56作为人类黑色素瘤细胞负转移标记物的潜在作用。

GPR56是一种出色的AML细胞表面标志物。它可识别CD34+ AML细胞以及CD34-白血病干细胞(LSC)，并与各种预后因素相关，例如低总生存期(OS)和高化疗耐药性。Saito等人发现，在急性髓系白血病（AML）细胞中，GPR56的表达受到嗜生态病毒整合位点-1（EVI1）转录因子的正调控。因此，GPR56在EVI1和AML细胞中高度表达，这些细胞显示出强大的细胞粘附和抗凋亡活性。而AML细胞中GPR56基因沉默导致细胞生长减少和凋亡增加。此外，在ALL中，GPR56的表达水平和确诊时的白细胞计数显著相关。且与前体B-ALL相比，GPR56在T-ALL中上调。这些结果表明，GPR56也可能是AML和ALL的潜在治疗靶点。

与正常卵巢组织和邻近卵巢组织相比，上皮性卵巢癌细胞中高表达GPR56。GPR56沉默可以抑制卵巢癌细胞的增殖、迁移和细胞侵袭。GPR56敲除可以引起RhoA GTP的下调和E-cadherin的上调。DMU-214（3′-羟基-3,4,5,4′-四甲氧基二苯乙烯）是细胞毒性白藜芦醇类似物DMU-212的代谢物，其生物活性显著高于母体化合物，DMU-214可能通过下调GPR56、SRF和RGCC（细胞周期调节器）的60-75%的mRNA和蛋白水平发挥卵巢癌细胞的抗迁移和抗增殖活性。总的来说，GPR56在卵巢癌中具有诊断和治疗作用的潜力。

随着GPR56作为癌症标志物以及促瘤作用的研究不断深入，其在不同癌症中发挥的功能及潜在机制在近些年不断被揭示。

表1 GPR56作为癌症标志物或预后因素

表2 GPR56促瘤作用

GPR56是健康和疾病的关键受体，在各种生理和病理过程中发挥着重要作用。随着人们对GPR56的激活和信号机制以及GPR56与多种癌症的迁移、转移和放射/化疗耐药性之间的功能联系的日益了解，GPR56可能成为某些癌症的有用诊断和/或预后标志物，并且具备成为癌症治疗靶点的潜力。