葡萄糖转运体研究获进展

2018-06-21 19:20来源： 中国科学院|编辑：确牛

葡萄糖转运体（Glucose Transporters, GLUT）是一类负责机体葡萄糖进出入组织器官的关键门控蛋白，专职负责组织器官的能量供给和机体葡萄糖水平稳态调节功能。某些特定GLUT的膜转运或功能受损是机体葡萄糖水平紊乱、高血糖和糖尿病产生的重要原因。

GLUT4是脂肪细胞和骨骼肌细胞内最主要的葡萄糖转运蛋白，胰岛素调控的GLUT4膜转运对于机体血糖平衡的维持至关重要。GLUT4的转运障碍是机体产生胰岛素抵抗或患有2型糖尿病的主要表现之一。为了研究GLUT4在细胞膜上行使葡萄糖转运功能的单分子分布模式及其相关影响因素，中国科学院昆明植物研究所天然产物药理学与新药创制团队熊文勇研究组与中国科学院长春应用化学研究所王宏达研究组合作，利用直接随机光学重建超分辨显微镜（dSTORM）对不同生理状态下脂肪细胞质膜上GLUT4的分布模式进行分析，在单分子水平解析了脂肪细胞质膜表面GLUT4在不同生理状态下的分布特点和影响机制，发现胰岛素抵抗会导致细胞膜上的GLUT4的分布模式变得更加成簇聚集，使人们从一个全新的角度对胰岛素抵抗对GLUT4的影响有了更深刻的认识，上述研究成果以Super-resolution microscopy reveals the reorganization of GLUT4 on plasma membrane regulated by insulin resistance为题，以双方实验室为共同通讯作者发表在细胞生物学杂志Journal of Cell Science（2017, 130: 396-405）上。

GLUT1是一类广泛分布于众多组织器官的葡萄糖转运体，对于维持人的正常生理功能极为重要，其表达和功能异常与很多疾病相关，比如GLUT1在癌细胞的新陈代谢过程中发挥着重要功能，肿瘤细胞中GLUT1高度表达，这可能与肿瘤细胞快速增长需要大量葡萄糖密切相关。熊文勇课题组与王宏达研究组继续合作，研究了GLUT1在多种细胞中的膜上分布特点，发现与GLUT4有很多类似之处，都有分散分布和成簇分布的特点。上述研究成果以Mechanistic insights into GLUT1 activation and clustering revealed by super-resolution imaging为题，以双方实验室为共同通讯作者发表在近期的《美国国家科学院院刊》（2018, PNAS June 18, 2018. 201803859）上，为后续进一步开展功能研究奠定重要基础。