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颜宁获赛克勒国际生物物理奖

2015-10-10 11:58:55 来源: 网易 举报
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颜宁团队的研究成果让“饿死癌细胞”有了可能。

颜宁获赛克勒国际生物物理奖

提要 颜宁团队对葡萄糖转运蛋白的研究成果,让医学界对于其在研发药物、创造疗法方面充满幻想,为多年来“饿死癌细胞”的畅想提供了可能性。

《财经》记者 孙爱民/文

“高产”的颜女神获奖了!

10月7日,赛克勒国际生物物理奖将2105年的奖励授予清华大学医学院教授颜宁,同时获奖的还有德国德累斯顿工业大学教授斯蒂芬•格勒尔。

赛克勒国际生物物理奖设立于2006年,该奖项历史虽不长,近年来却逐渐为生命科学界重视。颜宁此次因对“包括具有里程碑意义的人源葡萄糖转运蛋白GLUT1在内的关键膜蛋白的结构生物学研究做出突出贡献”,而夺得魁首。

自从留学归国、在清华大学组建科研团队后,八年来,颜宁领导的研究组一直致力于系统揭示GLUTs(葡萄糖转运蛋白)的结构与工作机理。继2014年7月10日在《科学》发表重磅论文后,今年7月15日,颜宁研究组在《自然》发表了题为“葡萄糖转运蛋白识别与转运底物的分子基础”的长文。

GLUTs家族是人体组织转运葡萄糖的重要参与者。作为地球上各种生物最主要的能源物质,葡萄糖为人体各器官系统供给能量。葡萄糖发挥作用的第一步是进入细胞,但亲水的葡萄糖仅溶于水,而疏水的细胞膜就像一层油,挡住了葡萄糖的去路。因此,葡萄糖自身无法穿过细胞膜,必须依靠转运蛋白这个“运输机器”来完成。

人体中的GLUTs共有14种,目前研究较清楚的是GLUT1、2、3、4(简称GLUT1-4),GLUT1主要负责葡萄糖进入红细胞和跨越血脑屏障,GLUT2主要在肝、脾、小肠等内脏细胞中发挥作用,GLUT3负责为神经系统摄取葡萄糖,GLUT4则是肌肉和脂肪组织的主要葡萄糖转运蛋白。

研究发现,GLUT1和GLUT3在多种实体瘤中超量表达,这也使得两者成为了潜在的肿瘤细胞标志物。

颜宁团队上述两篇分别解析了GLUT1和GLUT3的晶体结构,完整揭示了葡萄糖转运蛋白底物识别与转运的分子机理,为基于结构的小分子设计提供了直接依据。

清华大学生命科学学院韩志富博士接受《财经》记者采访时表示,虽然表达在人体不同的组织里,四种不同亚型的葡萄糖转运蛋白序列很相似,得到其中一种的晶体结构,其他的就相对好解析一些。

正如颜宁在科学网博客上所说,在世界上首次解析人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构,为后续的研究打开了门,“未来若干年在这个方向上,我们可做的东西层出不穷,会变成我实验室最系统和最具代表性的工作体系”。

人类对葡萄糖跨膜转运的研究已有约100年的历史。科学家在1977年第一次从红细胞里分离出转运葡萄糖的蛋白质GLUT1,八年后鉴定出GLUT1的基因序列。此后,研究人员一直设法获取GLUT1的三维结构,以真正认识其转运机理。这也使这个研究领域竞争激烈,世界上多个研究团队都在试图取得突破。

2014年,颜宁研究团队捕获人源GLUT1蛋白的晶体结构,为理解转运蛋白掀开了新的一章。科学界在经过了半个多世纪的探索之后,终于看到了全面认识GLUT1的希望。

“至今获得的哺乳动物膜蛋白的结构寥寥无几,但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。”2012年度诺贝尔化学奖得主布莱恩•克比尔卡如此评价颜宁团队的科研成果,对于GLUT1的结构解析是极富挑战、极具风险的工作,这是一项伟大的成就。

虽然只是生命科学领域的基础研究成果,距离应用还有很长的距离,颜宁团队对GLUTs的解析仍让医学界对于其在研发药物、创造疗法方面充满幻想。

作为肿瘤细胞的标志物,GLUT1和GLUT3的解析为医学界多年以来“饿死癌细胞”的畅想提供了可能性。

通过控制GLUT1和GLUT3这扇“门”,调控癌细胞的葡萄糖,或许可以抑制比正常细胞需求更多葡萄糖的癌细胞的生长。

不过,这种疗法也存有隐患。

广州中医药大学教授曾庆平在接受《财经》记者采访时表示,“癌细胞本来就处于一个缺营养和缺氧气的环境,饿死癌细胞的疗法有可能会加速癌细胞向营养及氧气更加丰富的部位移行,加速癌细胞的转移与扩散。”

韩志富亦认为,在GLUT1和GLUT3获得解析的基础上,的确可以结合其他的科学研究创造出治病疗法,但仍需慎重研究,“对一些病会有抑制作用,但作为人类基本的转运蛋白,随意调控GLUTs,或许会给人身体带来意想不到的副作用”。

宋爽 本文来源:网易 责任编辑:王晓易_NE0011
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