癌癥是令人聞之色變的疾病，怎么對(duì)抗癌細(xì)胞也是科學(xué)家一直以來沒能攻克的難題，雖然緩解癌癥的方法很多，可是行之有效的卻很少，近日清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院 顏寧教授研究組在世界上首次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最重要、最基本的能量來源，也是人腦和神經(jīng)系統(tǒng)最主要的供能物質(zhì)。葡萄糖代謝的第一步是進(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，葡萄糖自身無法穿過細(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)胞膜上開了一扇一扇的門，能夠?qū)⑵咸烟菑募?xì)胞外轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)。

人類對(duì)葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的研究已有約100年的歷史。1977年第一次 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)域最前沿也最困難的研究熱點(diǎn)。過去幾十年間，美國(guó)、日本、德國(guó)、 英國(guó)等國(guó)的諸多世界頂尖實(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)、肌肉等組織器官中最重要的葡萄糖轉(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)。”顏寧介紹。

顏寧同時(shí)強(qiáng)調(diào)：“很多疾病都有著復(fù)雜的成因，尤其癌癥是最復(fù)雜的疾病，而我們的科研是非�；�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，期望最終有可能治愈疾病。”