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缝隙连接（gap junction，GJ）通道通过允许离子、代谢物和信号分子在相邻细胞之间交换，介导直接的细胞间通信。人类共表达21种连接蛋白（connexin，Cx）亚型，这些亚型可组装形成同型或异型通道，从而构建出广泛的潜在相互作用图谱，并塑造组织特异性的通信网络。然而，决定哪些连接蛋白亚型能够相容对接的规律尚未得到完整阐明。胞外环2（extracellular loop 2，EL2）的序列特征被认为参与对接特异性，并被用于将连接蛋白归类为两个经典相容性组，即K-N组和H组，但这些分类在很大程度上仍停留于预测层面。大多数潜在的异型连接蛋白配对从未经过实验检验。这一不完整的相互作用图谱限制了我们预测不同连接蛋白组合能否组装、理解亚型共表达如何塑造细胞间通信，以及阐明这些关系在疾病和工程化系统中如何发生改变或被加以利用的能力。在本研究中，我们采用FETCH（Flow Enabled Tracking of Connexosomes in HEK Cells，HEK细胞中连接体的流式追踪）检测法，对完整的人类连接蛋白家族进行对接相容性评估。为支持全家族范围的相容性绘图，我们利用文献支持的异型相互作用，定义了一个基于数据的FETCH评分阈值，用于判定高置信度的相互作用相容性。21种连接蛋白亚型的同型FETCH测量结果存在显著差异，其中15种的平均评分高于经验阈值。随后，我们将FETCH分析扩展至全部210种成对异型亚型组合。所得相互作用图谱总体上再现了预期的基序类别关系，包括两个经典相容性组内部相互作用的富集；但同时也鉴定出组间邻近关系以及出乎预期的跨组配对，后者构成了基于类别预测的明显例外。与上述结果一致，成对EL2基序相似性与基于阈值的相互作用分类仅呈中等程度的关联，表明仅凭EL2相似性不足以预测相容性结果。总之，这些发现表明，基序类别可为连接蛋白相容性提供一个广义的组织框架，但成对对接特异性还取决于尚未解析的亚型特异性决定因素，这些因素会产生邻近组关系和明显的跨组例外。值得注意的是，Cx46是一种晶状体连接蛋白，同时也与黑色素瘤和乳腺癌相关；本研究发现，Cx46是一种具有广泛许可性的亚型，能够与两个主要相容性组中的互作伙伴以及连接蛋白家族中超过半数的成员发生相互作用。综上，这些研究结果建立了首个覆盖整个人类连接蛋白家族的对接相容性实验图谱，界定了经典相互作用、此前未被认识的配对关系以及对既有相容性规则的例外。该图谱为阐明连接蛋白特异性的分子决定因素、理解亚型多样性如何塑造细胞间通信，以及设计具有可控对接行为的缝隙连接通道奠定了基础。
间隙连接（gap junction，GJ）通道通过允许离子、代谢物和信号分子在相邻细胞之间交换，介导直接的细胞间通信。人类共表达21种连接蛋白（connexin，Cx）亚型，这些亚型可组装形成同型或异型通道，从而构建出广泛的潜在相互作用图谱，并塑造组织特异性的通信网络。然而，决定哪些连接蛋白亚型能够相容对接的规则仍未被完整阐明。胞外环2（extracellular loop 2，EL2）的序列特征被认为参与对接特异性，并被用于将连接蛋白归类为两个经典的相容性组别，即K-N组和H组，但这些分类在很大程度上仍停留于预测层面。大多数潜在的异型连接蛋白配对尚未经过实验验证。这一不完整的相互作用图谱限制了我们预测不同连接蛋白组合能否组装、理解亚型共表达如何塑造细胞间通信，以及阐明这些关系在疾病和工程化系统中如何发生改变或被利用的能力。
在本研究中，我们采用FETCH（Flow Enabled Tracking of Connexosomes in HEK Cells，HEK细胞中连接体的流式追踪）检测方法，对完整的人类连接蛋白家族进行对接相容性评估。为支持全家族范围的相容性图谱构建，我们利用文献支持的异型相互作用，定义了用于判定高置信度相互作用相容性的、数据驱动的FETCH评分阈值。在21种连接蛋白亚型中，同型FETCH测量结果存在显著差异，其中15种的平均评分高于经验阈值。随后，我们将FETCH分析扩展至全部210种成对异型亚型组合。所得相互作用图谱总体上再现了预期的基序类别关系，包括两个经典相容性组内部相互作用的富集；但同时也发现了相邻组别之间的相互作用，以及出乎意料的跨组配对，这些结果明确构成了基于类别预测的例外。与上述发现一致，成对EL2基序相似性与基于阈值的相互作用分类仅呈中等程度的相关，表明单独依靠EL2相似性不足以预测相容性结果。总之，这些发现表明，基序类别为连接蛋白相容性提供了总体性的组织框架，但成对对接特异性还取决于尚未解析的、亚型特异性决定因素；这些因素可产生相邻组别关系以及明确的跨组例外。值得注意的是，Cx46是一种晶状体连接蛋白，同时也与黑色素瘤和乳腺癌相关；它表现出广泛的相容性，能够与两个主要相容性组中的伙伴以及超过半数的连接蛋白家族成员发生相互作用。总体而言，本研究建立了首个覆盖全家族的人类连接蛋白对接相容性实验图谱，界定了经典相互作用、此前未被识别的配对以及对既有相容性规则的例外。该图谱为解析连接蛋白特异性的分子决定因素、理解亚型多样性如何塑造细胞间通信，以及设计具有可控对接行为的间隙连接通道奠定了基础。
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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.31.743583v1?rss=1
🏷️ 连接蛋白 缝隙连接 细胞间通信 对接相容性 异型通道 相互作用图谱