科學(xué)家有望阻斷癌細(xì)胞營(yíng)養(yǎng) 人類(lèi)有望"餓死"癌細(xì)胞

添加日期：2014年6月7日 閱讀：759

　　6月5日，清華大學(xué)宣布：清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院顏寧教授研究組在世界上**解析了人源葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)，初步揭示了其工作機(jī)制及相關(guān)疾病的致病機(jī)理。該研究成果被國(guó)際學(xué)術(shù)界譽(yù)為“具有里程碑意義”的重大科學(xué)成就。
　　有望阻斷癌細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)，“餓死癌細(xì)胞”
　　葡萄糖是地球上各種生物*重要、*基本的能量來(lái)源，也是人腦和神經(jīng)系統(tǒng)*主要的供能物質(zhì)。葡萄糖代謝的第*步是進(jìn)入細(xì)胞，但親水的葡萄糖溶于水，而疏水的細(xì)胞膜就像一層油，因此，葡萄糖自身無(wú)法穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，必須依靠轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白這個(gè)“運(yùn)輸機(jī)器”來(lái)完成。葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白鑲嵌于細(xì)胞膜上，如同在疏水的細(xì)胞膜上開(kāi)了一扇一扇的門(mén)，能夠?qū)⑵咸烟菑募?xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)。
　　人類(lèi)對(duì)葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的研究已有約100年的歷史。1977年第*次從紅細(xì)胞里分離出了轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖的蛋白質(zhì)GLUT1，在1985年鑒定出GLUT1的基因序列。此后，獲取GLUT1的三維結(jié)構(gòu)從而真正認(rèn)識(shí)其轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理就成為該領(lǐng)域*前沿也*困難的研究熱點(diǎn)。過(guò)去幾十年間，美國(guó)、日本、德國(guó)、英國(guó)等國(guó)的諸多世界**實(shí)驗(yàn)室都曾經(jīng)或正在為此全力攻關(guān)，但始終未能成功。
　　顏寧介紹，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1幾乎存在于人體每一個(gè)細(xì)胞中，是大腦、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉等組織器官中*重要的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，對(duì)于維持人的正常生理功能極為重要，一方面，如果轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1功能部分缺失，將會(huì)使細(xì)胞對(duì)葡萄糖吸收不足而導(dǎo)致大腦萎縮、智力低下、發(fā)育遲緩、癲癇等系列疾病，并會(huì)因葡萄糖不能及時(shí)為人體利用消耗而導(dǎo)致血糖濃度的異常升高。另一方面，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1在癌細(xì)胞的新陳代謝過(guò)程中也發(fā)揮著重要功能。
　　“癌細(xì)胞要生存，需要依賴葡萄糖作為其‘口糧’，而由于癌細(xì)胞消化葡萄糖所產(chǎn)生的能量不到普通細(xì)胞的15%，所以癌細(xì)胞就需要比正常細(xì)胞攝入更多的葡萄糖，也就需要通過(guò)負(fù)載更多的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1完成葡萄糖從細(xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)的過(guò)程。”
　　“因此，如能研究清楚轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1的組成、結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理，就有可能通過(guò)調(diào)控它實(shí)現(xiàn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的人工干預(yù)，既可以增加正常細(xì)胞內(nèi)葡萄糖供應(yīng)達(dá)到治療相關(guān)疾病的目的，又可能通過(guò)特異阻斷對(duì)癌細(xì)胞的葡萄糖供應(yīng)，達(dá)到抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)的目標(biāo)�！鳖亴幗榻B。
　　顏寧同時(shí)強(qiáng)調(diào)：“很多疾病都有著復(fù)雜的成因，尤其癌癥是*復(fù)雜的疾病，而我們的科研是非常基礎(chǔ)的。從基礎(chǔ)科研到轉(zhuǎn)化中間有相當(dāng)漫長(zhǎng)的路。但是通過(guò)諸多基礎(chǔ)科研成果，逐步積累線索，可以更好地理解致病機(jī)理，期望*終有可能治好疾病�！�
　　可幫助人類(lèi)理解分子轉(zhuǎn)運(yùn)*基本過(guò)程
     據(jù)介紹，該項(xiàng)成果不僅是針對(duì)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白研究取得的重大突破，同時(shí)為理解其他具有重要生理功能的糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理提供了重要的分子基礎(chǔ)，揭示了人體內(nèi)維持生命的基本物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過(guò)程，對(duì)于人類(lèi)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)生命過(guò)程具有重要的指導(dǎo)意義。
　　清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院魯白教授介紹，“該項(xiàng)成果的意義主要存在于兩個(gè)方面，首先，從科研的角度說(shuō)，第*個(gè)揭示了人源轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)，可以幫助人類(lèi)理解分子轉(zhuǎn)運(yùn)這一生命科學(xué)中*基本的過(guò)程。從臨床的角度說(shuō)，有助于了解幼兒癲癇、癌癥、糖尿病的發(fā)病機(jī)制，同時(shí)，可以作為藥物研發(fā)的潛在靶點(diǎn)�！�
　　該成果在《自然》雜志發(fā)表之后，2012年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主布萊恩·克比爾卡評(píng)價(jià)，“哺乳動(dòng)物的膜蛋白結(jié)構(gòu)研究難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)細(xì)菌同源蛋白的研究，因此至今已經(jīng)獲得的哺乳動(dòng)物膜蛋白的結(jié)構(gòu)寥寥無(wú)幾。但是要針對(duì)人類(lèi)疾病開(kāi)發(fā)藥物，獲得人源轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。對(duì)于GLUT1的結(jié)構(gòu)解析本身是極富挑戰(zhàn)、極具風(fēng)險(xiǎn)的工作，因此這是一項(xiàng)偉大的成就�！�
　　美國(guó)科學(xué)院院士、加州大學(xué)洛杉磯分校教授、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白研究**羅納德·卡百克評(píng)價(jià)，“學(xué)術(shù)界對(duì)于GLUT1的結(jié)構(gòu)研究已有半個(gè)世紀(jì)之久，而顏寧在世界上第*個(gè)獲得了GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)，從某種程度上說(shuō)，她戰(zhàn)勝了過(guò)去50年從事其結(jié)構(gòu)研究的所有科學(xué)家。這也是至今獲得的第*個(gè)人源轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)構(gòu)，并代表了一項(xiàng)重要的技術(shù)突破。該成果對(duì)于研究癌癥和糖尿病的意義不言而喻！”
　　美國(guó)科學(xué)院院士、麻省理工學(xué)院教授，GLUT1基因的克隆者哈維·勞迪什評(píng)價(jià)，“這是一項(xiàng)極為重要的成果，終于清晰揭示了自克隆基因起猜測(cè)30年之久的GLUT1的12次跨膜結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)理�！�
責(zé)任編輯：王素娟    m.mjwave.cn    2014-6-7 9:42:40

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