近日,清华大学颜宁教授研究组取得生命科学基础研究重大突破,在世界上首次揭示人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的晶体结构,这项研究成果在学术界和媒体界引起热议。
这里面,有学术圈对“媒体夸大陈词报道”的不满;亦有普通民众对其学术成果的惊叹,误认为“人类已经能够通过绝食等手段饿死癌细胞了”。
截至本文发布前,在“新浪微博”自建的“饿死癌细胞”话题讨论组中,已经有420多万阅读人次,讨论数一举过万,并飙升为“新浪热门话题”。
真实情况是怎样的呢?生物探索通过查阅书籍、文献等资料,对“转运蛋白GLUT1与饿死癌细胞”进行了深入的探究。
1.什么是葡萄糖?
葡萄糖(Glucose,化学式C6H12O6)又称为玉米葡糖、玉蜀黍糖,简称为葡糖,是自然界分布最广且最为重要的一种单糖,它是一种多羟基醛。
葡萄糖的不同构型
从上图中我们可以看出,尽管葡萄糖具有不同的空间构型,但是其分子中均有多个羟基,这也决定了葡萄糖是一种亲水性糖类。
我们平时吃的淀粉等碳水化合物淀粉在进入身体后,一部分淀粉受唾液所含淀粉酶的催化作用,发生水解反应,生成麦芽糖;余下的淀粉在小肠里胰脏分泌出的淀粉酶的作用下,继续进行水解,生成麦芽糖;麦芽糖在肠液中麦芽糖酶的催化下,水解为人体可吸收的葡萄糖,供人体组织的营养需要。
葡萄糖在体内消化过程
2.葡萄糖怎样进入细胞体内?
细胞是生物体基本的结构和功能单位,主要由细胞核与细胞质构成,表面有细胞膜。
细胞结构组成
细胞膜(Cell Membrane)由蛋白质分子和磷脂双分子层组成的薄膜,水和氧气等小分子物质能够自由通过,而某些离子和大分子物质则不能自由通过。而葡萄糖进入不同细胞的方式是不同的,其中红细胞是协助扩散进入细胞内的,其他细胞的过程是主动运输。
葡萄糖自身无法穿过细胞膜进入到细胞内发挥作用,必须依靠转运蛋白这个“运输机器”来完成。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一扇的门,能够将葡萄糖从细胞外转运到细胞内。
3.葡萄糖转运蛋白(glucose transporter,GLUT)的两大辩证作用
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,对于维持人的正常生理功能极为重要,其功能异常对人体健康的影响体现在两个方面。
一方面,对正常细胞而言: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的异常升高。
另一方面,对癌变细胞而言:癌细胞需要消耗超量葡萄糖才能维持其生长扩增,而GLUT1在癌细胞的新陈代谢消耗超量葡萄糖过程中发挥着重要功能,GLUT1在细胞中显著过量往往意味着有癌变发生。
GLUT1的工作模型
4.ATP的来源途径
ATP是一种高能磷酸化合物,在细胞中,它能与ADP的相互转化实现贮能和放能,从而保证了细胞各项生命活动的能量供应,所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。如我们熟知的新陈代谢,机体获取ATP主要分为有EMP途径(即上述的糖酵解途径)、TCA(三羧酸循环)循环、戊糖磷酸途径、糖原合成等途径。
其中,EMP途径是指在无氧条件下,葡萄糖被分解成丙酮酸,同时释放出少量ATP的过程。
葡萄糖产生三磷酸腺苷(能源物质,俗称ATP)的过程
5.颜宁团队工作的意义:揭示GLUT1晶体结构
颜宁首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1在3.2 Å 分辨率下的晶体结构,初步揭示其工作机制以及相关疾病的致病机理。
“饿死癌细胞”为夸大陈词?
在写这篇文章之前,作者翻阅了多篇文章的报道题目:
生物探索转载《人民日报》:颜宁:新成果有望定向“饿死”癌细胞
北京日报:清华大学新成果:人类有望“饿”死癌细胞
京华时报:清华取得重大突破:人类有望“饿死”癌细胞
凤凰网:清华大学新成果有望定向“饿死”癌细胞
在这些报道中,所有的标题在“饿死”一词上均加了“”号,双引号的作用有很多种,在这里的双引号很显而易见表示的是“特定含义”,这也是科普文章的一种“艺术性”。
遗憾地是,这项学术性进展被报道后,其他多家媒体纷纷跟风报道,然而可能由于编辑人员的疏忽,报道题目变为“清华研究葡萄糖转运获突破:有望饿死癌细胞”,直接忽略了“饿死”一词的双引号,这也就造成了民众误以为癌细胞真的可以被饿死了。
当然,这种专业性(或非专业性)记者在报道学术性文章出错不仅仅在中国出现,在国外也经常出现。就在上个月,JAMA子刊就表示:不是每个人都能编写医学新闻,大量充斥在报纸、杂志以及网站上的医学新闻,其价值和真实性终于遭到专业人士的质疑和批评,记者在报道医学新闻老犯错。
附:其他科技博客文章参考