人類對葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的研究已歷經(jīng)百年。在過去幾十年里，世界諸多頂尖實驗室一直致力于此項研究，全力攻關(guān)。5日，這項被評價為“具有里程碑意義”且“極富挑戰(zhàn)、極具風(fēng)險”的重大科學(xué)成就，發(fā)表在英國《自然》雜志上。

　　“葡萄糖代謝的第一步就是進(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，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。”顏寧用“運(yùn)輸機(jī)器”比喻轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，“它鑲嵌于細(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)。而轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1幾乎存在于人體每一個細(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。”

　　顏寧進(jìn)一步解釋了GLUT1功能異常對人體健康的影響：一是GLUT1功能完全缺失將致生命死亡，功能部分缺失會使細(xì)胞對葡萄糖吸收不足而導(dǎo)致大腦萎縮、智力低下、癲癇等疾病，同時也會因葡萄糖不能及時為人體利用消耗而導(dǎo)致血糖濃度異常升高；二是癌細(xì)胞需要消耗超量葡萄糖才能維持其生長擴(kuò)增，GLUT1在細(xì)胞中顯著過量往往意味著有癌變發(fā)生。“因此，如能研究清楚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，又可以通過阻斷對癌細(xì)胞的葡萄糖供應(yīng)，‘餓死癌細(xì)胞’。”

　　近百年的葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)研究歷史基本上代表了人類理解物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)臍v史，但此前研究僅止步于細(xì)菌的葡萄糖跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。顏寧團(tuán)隊從2009年開始人體GLUT1的研究，此次成功捕獲GLUT1的晶體結(jié)構(gòu)，對于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)。“還可通過對GLUT1進(jìn)行人工干預(yù)，研制小分子制劑，作為癌癥、糖尿病等相關(guān)疾病診斷或者藥物開發(fā)的潛在靶點(diǎn)。”顏寧說。