本报北京6月5日专电 清华大学医学院颜宁教授团队在世界上首次揭示人源葡萄糖转运蛋白GLUT1晶体结构，这一生命科学基础研究领域的重大突破今天于世界三大著名学术期刊之一《自然》杂志刊发。该成果解析了GLUT1工作机制与其相关疾病致病机理，对人类进一步认识生命过程具有重要意义。在应用前景方面，人类未来有望治愈糖尿病等，将癌细胞彻底“饿死”。
众所周知，葡萄糖是地球上各种生物最重要、最基本的能量来源，也是人脑和神经系统最主要的供能物质。据估算，大脑平均每天消耗约120克葡萄糖，占人体葡萄糖总消耗量的一半以上。葡萄糖代谢的第一步就是进入细胞，但亲水的葡萄糖溶于水，而疏水的细胞膜就像一层油，葡萄糖自身无法穿过细胞膜进入细胞内发挥作用，必须依靠转运蛋白这个“运输机器”来完成。换言之，葡萄糖转运蛋白镶嵌于细胞膜上，如同在疏水的细胞膜上开了一扇扇门，将葡萄糖从细胞外转运到细胞内，供应人体所需能量。
颜宁表示，葡萄糖转运蛋白GLUT1几乎存在于人体每一个细胞中，是大脑、神经系统、肌肉等组织器官中最重要的葡萄糖转运蛋白，对维持人的正常生理功能极为重要。如其功能异常，将对人体健康产生重大影响：一方面，GLUT1功能完全缺失将致死，功能部分缺失会使细胞对葡萄糖吸收不足而导致大脑萎缩、智力低下、发育迟缓、癫痫等系列疾病，同时也会因葡萄糖不能及时为人体利用、消耗而导致血糖浓度异常升高;另一方面，GLUT1在癌细胞的新陈代谢过程中也发挥着重要功能，癌细胞需要消耗超量葡萄糖才能维持其生长扩增，GLUT1在细胞中显著过量往往意味着有癌变发生。
颜宁告诉记者：“研究清楚GLUT1组成、结构和工作机理，就有可能通过调控它实现葡萄糖转运的人工干预。这既可增加正常细胞内葡萄糖供应达到治疗相关疾病的目的，又可通过阻断对癌细胞的葡萄糖供应从而‘饿死癌细胞’。”
据了解，人类对葡萄糖跨膜转运研究已有约100年历史。在1977年，科学家首次从红细胞分离出转运葡萄糖蛋白质GLUT1，1985年鉴定出GLUT1基因序列。此后，获取GLUT1三维结构并认识其转运机理成为该领域最前沿、最困难的研究热点。过去几十年间，美、日、德、英等国诸多世界顶尖实验室都曾或正在为此攻关，但未成功。针对此次清华科研团队的研究成果，2012年诺贝尔化学奖得主布莱恩·科比尔卡评价：“要针对人类疾病开发药物，获得人源转运蛋白结构至关重要，这是一项伟大的成就。”美国科学院院士、膜转运蛋白专家罗纳德·魁博克说：“人们终于首次成功解析人源膜转运蛋白在原子分辨率水平上的晶体结构，这是50年来的一项重大成就。”
文汇报驻京记者 王乐
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