各位科研特种兵请注意！9 月 23 日晚 7 点，复旦大学高攀老师做客 MCE 一作论坛，详解靶点 GRK3 的发现与抑制剂 ICQA 的研发之旅！

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直播高光速递

背景介绍

近年来，糖尿病发病人数呈上升趋势。这些高血糖可为原发，或继发于其他因素 (如长期服用抗精神病药)。长期高血糖引起的心肌损伤机制一直是心血管系统的重要研究方向。已有前期研究证实 2 型大麻素受体 (CB2R) 可缓解糖尿病心肌损伤。但 CB2R 相关药物具有潜在滥用及成瘾性而面临管制，难于直接转化。因此，鉴定 CB2R 上游调节激酶具有重要的临床意义。

为攻克这一难题，复旦大学邹云增/李立亮/高攀老师团队开展了深入研究，其最新成果“G protein-coupled receptor kinase 3 exacerbates diabetic heart injuries through directly phosphorylation of cannabinoid receptor 2 in humans and mice (G 蛋白偶联受体激酶 3 通过磷酸化 2 型大麻素受体加剧糖尿病心肌损伤)”已于 2025 年 8 月 7 日发表于国际心血管领域顶级期刊 Circulation (IF=38.7)。

为深入解读这一研究成果， MCE 一作论坛第六期特邀该论文的第一作者兼共同通讯作者——复旦大学附属中山医院?副研究员高攀老师，于 9 月 23 日 (周二) 晚 7:00 开启一场线上学术盛宴！

高老师亲授“实验锦囊” 

“该研究首先使用了 MedChemExpress 公司的虚拟筛选服务 ，是将 MCE 目前有活性的小分子化合物，共 19,100 多个，分别与 GRK3 的蛋白结构进行虚拟对接，将所有化合物进行打分，选择排名靠前的 30 个化合物进行功能验证，最终明确对 GRK3 活性影响最大的小分子。个人感觉这项服务对于药物小白特别友好，效率高。

另外，本研究中共使用了 MCE 公司将近 40 种小分子化合物，效果都比较好，关键是性价比高。就是药物溶解的时候需要注意，很多小分子化合物都是不溶于水的，DMSO 又会对细胞产生毒性，所以溶剂选择很关键。”

想听高老师亲述更多惊险刺激的科研细节、独门秘籍和心路历程？想知道虚拟筛选服务如何高效助力你的研究？

锁定 9 月 23 日（下周二）晚 7 点，MCE 一作论坛直播间，互动好礼送不停！

科研盛宴，不容错过！点击下方即可预约本次直播，参与互动赢取丰厚好礼！
 

 
直播亮点

- 首次发现 GRK3 是糖尿病心肌损伤中作用最明显的 G 蛋白偶联受体激酶
- 发现 GRK3 的上游作用分子 YY1 及下游作用靶点 CB2R，补充了 GRK3 在心肌细胞中调控网络
- 利用 MCE 的虚拟筛选服务，鉴定了 GRK3 的小分子抑制剂，并在体内外模型中进行验证
- 通过体内外实验证实 GRK3 是糖尿病心肌损伤的重要干预靶点，其小分子抑制剂I CQA 是潜在的治疗药物
- 与顶尖学者在线互动交流，解答您的科研困惑

好啦，预告完直播，咱也不能干等着！为方便您提前掌握核心脉络，以下将完整呈现由作者团队提供的的官方解析，助您高效获取研究精华！小 M 这就带大家先睹为快！

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成果深度解析

文章基本信息

研究揭示了 G 蛋白偶联受体激酶 3（GRK3）是糖尿病心肌中 CB2R 的上游调节激酶，GRK3 通过直接磷酸化修饰 CB2R，促进 CB2R 转位及蛋白降解，引起了糖尿病心肌损伤。转录因子 YY1 负调 GRK3 表达，糖尿病抑制 YY1 致 GRK3 升高。利用 MCE 虚拟筛选发现 GRK3 抑制剂 ICQA，可显著缓解小鼠糖尿病心损且无主要脏器毒性，为替代 CB2R 靶向治疗提供新策略。
 

图 1. 研究示意图^[1]。
GRK3 直接促进 CB2R S335 位点磷酸化，从而在 β-arrestin 辅助下导致 CB2R 内化进入细胞浆中被泛素化降解。转录因子 YY1 可结合至 Grk3 启动子的特定序列，转录抑制 GRK3 的表达；糖尿病通过抑制 YY1 活性从而促进了 GRK3 表达。小分子药物 ICQA 通过直接靶向 GRK3 蛋白特定结构域，抑制了 GRK3 活性从而缓解糖尿病心肌损伤^[1]。

该文章首先使用 MCE 的虚拟筛选服务，在 19.1K 个有活性的小分子化合物中筛选 GRK3 的小分子抑制剂，最终使用排名前 30 的化合物 (Cistanoside A, HY-N0023; Regaloside C, HY-N7627; Cynarin, HY-N0359; Rubrofusarin gentiobioside, HY-N4177; Vicenin-1, HY-125112 等) 进行功能学验证，最终明确小分子化合物异绿原酸 A (ICQA, HY-N0056) 可以显著抑制 GRK3 的活性而缓解糖尿病心肌损伤。另外，作者的研究中，还使用了 MCE 众多的小分子化合物，例如： (norepinephrine, HY-13715), (phenylephrine, HY-B0769),  (Barbadin, HY-119706),  (PYR-41, HY-13296), (MG132, HY-13259) 和  (Cycloheximide, HY-12320)，这些小分子药物在体内外模型中共同证实了 GRK3 在糖尿病心肌细胞中的重要功能。

本次研究所用到的 MCE 产品

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GRK3 通过直接磷酸化人/鼠的
CB2R 加剧糖尿病心脏损伤

研究方法

作者通过单细胞测序的结果分析 G 蛋白偶联受体激酶家族成员在糖尿病心肌中存在表达差异；通过体外细胞动物模型比较各成员的生物功能；构建 GRK3 心肌细胞特异性敲除及过表达的动物模型及细胞模型，检测 GRK3 在糖尿病心肌细胞中的功能；通过细胞生物学及分子生物学探究 GRK3 的作用机制，并且进行回补实验；使用 DNA-Pull down 联合质谱分析寻找 GRK3 在糖尿病心肌损伤中的上游作用因子，并构建动物模型进行验证；最后使用 MCE 小分子化合物库的虚拟筛选服务，鉴定 GRK3 的特异性小分子抑制剂。

核心结果

GRK 家族 7个成员（GRK1-7）在高糖处理的多个细胞类型中均有不同程度的表达变化。分别下敲心肌 GRKs后，发现高糖引起的多种心肌损伤形式在 GRK3 下敲组被最大程度地逆转。进一步构建心肌细胞特异性敲除 GRK3 的细胞株，发现敲除 GRK3 确实显著缓解了糖尿病心肌损伤，且心肌 GRK3 表达水平与糖尿病心肌损伤程度呈显著正相关。

GRK3 能够导致细胞膜上 CB2R 发生磷酸化，在招募 β-arrestin蛋白后促进磷酸化的 CB2R 转位到细胞浆 (内化过程)，促使 CB2R 被进一步泛素化降解。为了探究 GRK3 作用于 CB2R 的具体位点，作者通过构建位点突变，发现 CB2R 的 S335 位点发挥决定性作用，若 S335 位点被突变，GRK3 将不再促进 CB2R 磷酸化及内化。随后作者在 CB2R 心肌细胞特异性敲除的糖尿病小鼠模型中证实，GRK3加剧糖尿病心肌损伤的作用依赖于 CB2R。

阴阳因子 YY1 (Yin-Yang 1)可以直接结合到 Grk3 启动子的特定位点，转录抑制 GRK3 的表达。在 GRK3 心肌细胞特异性敲除的糖尿病小鼠中心脏原位注射 shYY1 的腺相关病毒，发现 GRK3-cKO 可以缓解糖尿病心肌损伤，但在下敲 YY1 的情况下 GRK3 敲除所带来的有利效应被显著逆转，进一步说明 YY1 是 GRK3 的上游负性调控因子。

小分子化合物 ICQA 能够直接与 GRK3 结合，抑制 GRK3 的激酶活性。相比于其他 GRKs 家族成员，ICQA 对 GRK3 的结合能力最强，二者解离常数达 199 nM。最后作者将治疗剂量的 ICQA 应用于糖尿病小鼠开展了临床前实验，发现其能够显著缓解糖尿病小鼠心脏功能损害，同时对其它主要脏器如肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、脂肪及脑不产生明显毒性。这些发现证实 ICQA 可通过调控 GRK3 而缓解糖尿病心肌损伤。

研究结论

本研究首先证实在糖尿病心肌损伤的过程中，GRK3 是作用最明显的 G 蛋白偶联受体激酶，敲除 GRK3 可缓解糖尿病心肌损伤。GRK3 直接促进 CB2R S335 位点磷酸化，从而在 β-arrestin 辅助下导致 CB2R 内化进入细胞浆中被泛素化降解。转录因子 YY1 可结合至 Grk3 启动子的特定序列，转录抑制 GRK3 的表达；糖尿病通过抑制 YY1 活性从而促进了 GRK3 表达。小分子药物 ICQA 通过直接靶向 GRK3 蛋白特定结构域，抑制了 GRK3 活性从而缓解糖尿病心肌损伤。本研究拓宽了 G 蛋白偶联受体激酶家族的新功能，发现 GRK3 在糖尿病心肌损伤中的致病作用，并且鉴定了 GRK3 的上游、下游信号机制，为糖尿病心肌损伤的发生提供了理论认识。GRK3 作为 CB2R 上游重要调节激酶，其活性药物有望替代 CB2R 相关药物而用于糖尿病心肌损伤的防治。以上系列研究从靶点发现、到靶点优化再到靶点成药，为糖尿病心肌损伤的防治提供了理论依据。

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参考文献
[1] Gao,Pan et al. G Protein-Coupled Receptor Kinase 3 Exacerbates Diabetic Heart Injuries Through Direct Phosphorylation of Cannabinoid Receptor 2 in Humans and Mice. Circulation,10.1161/CIRCULATIONAHA.125.073947.7 Aug.2025.