在癌症的发生与发展中，表皮生长因子受体（EGFR）及其家族成员HER2、HER3等（统称ErbB受体）扮演着至关重要的角色。它们如同细胞表面的“信号天线”，其过度激活会持续驱动细胞恶性增殖，是肺癌、乳腺癌等多种癌症的重要治疗靶点。

这些受体的激活依赖于“二聚化”——即两个受体在细胞膜上配对结合。然而，由于缺乏能在活细胞中长时间、稳定追踪单个分子的技术，科学家对它们如何配对、配对能持续多久、以及致癌突变如何扰乱这一过程，一直缺乏动态、完整的认识。

技术破壁：用“不闪烁的灯塔”照亮分子世界

传统荧光标记探针（如荧光蛋白、有机染料、量子点）在持续激光照射下会迅速“熄灭”（光漂白）或“闪烁”，导致追踪中断，无法完整观测可能持续数十秒甚至更久的二聚体事件。

2026年4月28日，麻省理工学院Chunte Sam Peng团队（Kaibo Ma为第一作者）在Cell在线发表题为ErbB family receptor dimerization dynamics and dysregulation via long-term single-molecule imaging的研究论文。

该研究开发并应用了一种革命性的纳米探针——上转换纳米颗粒（upconverting nanoparticles）。这种纳米颗粒能在近红外光激发下发出可见光，具有近乎零背景、无闪烁、抗光漂白的卓越特性，如同一座永不熄灭的灯塔，使得在活细胞中对单个受体进行持续超过15分钟的多色追踪成为可能。

全新发现：颠覆认知的受体“社交”网络

凭借这一强大工具，研究团队系统绘制了EGFR、HER2和HER3之间同源与异源二聚化的动态网络，获得了一系列颠覆性的发现：

1.HER3同源二聚体：一个意想不到的“储存库”。此前普遍认为HER3主要作为其他受体的“伙伴”形成异源二聚体。本研究首次在活细胞中直接观察到，HER3能频繁形成同源二聚体。更重要的是，研究提出一个全新模型：这些HER3同源二聚体可能是一个非活性的“储存库”，将HER3暂时“隔离”起来，限制了它与其他受体（如EGFR）形成活性异源二聚体的机会，从而起到调节信号的作用。致癌突变则会破坏这一“储存库”，释放出更多HER3去异常激活下游通路。

2.致癌突变如何“固化”异常信号。研究直观地揭示了不同致癌突变如何改变二聚体动力学。例如，常见的EGFR致癌突变能显著促进稳定、不依赖配体的同源二聚体形成，这如同让“天线”长期处于强行配对开启状态，持续发出生长信号。相比之下，HER2突变对同源二聚体稳定性的增强作用则较为温和。

3.揭示稳定的异源二聚体基础网络。研究不仅证实了配体（如EGF）能稳定异源二聚体，还发现即使在无刺激状态下，三种受体之间也普遍存在稳定、不依赖配体的异源二聚体。这描绘了一个远比想象中更复杂和活跃的基础相互作用网络，为理解受体信号的基线活动提供了新视角。

文章模式图（图源自Cell）

科学意义：为精准抗癌提供全新视角

这项研究首次在活细胞中、在单分子水平上，全景式解析了ErbB受体家族的动态“社交图谱”。它不仅揭示了HER3同源二聚体这一新的调控维度，还精准刻画了不同致癌突变如何从动力学层面重塑受体相互作用，从而持续驱动癌信号。这些发现为理解肿瘤的耐药机制、设计更精准的联合用药策略（例如，如何干预HER3的“储存库”功能）提供了全新的理论基础和潜在的干预思路。

参考消息：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00399-5