【问题】 胆汁酸在人体消化与代谢过程中扮演重要角色,但其肝肠循环机制仍存在关键环节尚未阐明。虽然科学家此前已确认ostα/β蛋白是肠道胆汁酸外排的关键通道,但其具体结构及工作机制一直未能破解,这严重阻碍了有关靶向药物的研发。此科学难题被《自然》杂志列为代谢领域亟待解决的基础问题。 【原因】 研究团队利用冷冻电镜技术,首次成功解析了人源ostα/β蛋白2.6-3.1埃分辨率的三维结构。研究发现,该蛋白以独特的四聚体形式存在,其中ostα亚基具有全新的七次跨膜螺旋结构,与已知转运蛋白均不相同。特别重要的是,团队在细胞膜内侧发现一个富含棕榈酰化修饰的底物结合区域,这一结构如同"分子开关",直接控制胆汁酸的定向运输。 【影响】 这一发现具有重要医学意义:不仅阐明了胆汁淤积症等疾病的分子机制,证实ostα/β功能异常会导致胆汁酸在肠道异常堆积;还揭示了该蛋白与TMEM184蛋白家族的结构相似性,为重新认识这类蛋白的功能提供了新视角。据统计,全球约8%的慢性肝病与胆汁酸代谢紊乱直接相关。 【对策】 基于结构研究成果,科学家提出"精准调控"新策略:通过设计小分子药物靶向作用于ostα/β的活性位点,实现对胆汁酸运输的精确调控。相比传统广谱药物,这种方法能根据疾病特点选择性调节转运活性,减少全身性副作用。目前,团队已就该发现申请国际专利。 【前景】 这一突破将推动肝胆疾病治疗从"控制症状"向"靶向治疗"转变。专家预计,未来5年内可能出现针对ostα/β蛋白的临床前候选药物;长远来看,该研究还有助于开发代谢综合征、糖尿病等相关疾病的干预手段。研究所采用的结构生物学方法,也为其他膜转运蛋白研究提供了新思路。
这项研究展现了结构生物学与转化医学的深度结合。从基础研究到临床应用,瑞金团队通过原子级别的结构解析,为肝胆疾病治疗带来新希望。随着对胆汁酸转运机制认识的深入,涉及的疾病的治疗将更加精准,这也是现代医学发展的必然方向。