來自以色列「本·古里安大學(Ben-Gurion University of the Negev)」的研究團隊發現,人類細胞擁有一套極為精密且同步的營養監測系統,能即時感知外界營養變化,並主動維持能量平衡與血糖穩定。這項成果挑戰了長期以來教科書中對細胞代謝的認知,為糖尿病與癌症等代謝疾病開啟新的治療方向。研究由Ehud Ohana教授與博士生Noa Yehoshua主導,發表於《Nature Communications》期刊。值得一提的是,Ohana教授的實驗室曾在伊朗飛彈攻擊「索羅卡大學醫療中心(Soroka University Medical Center)」時被摧毀,如今已在新地點重建並恢復研究。
細胞如何「控糖」:不是慢吞吞的感應,而是即時協調
細胞維持生命需不斷產生與消耗能量,但營養濃度會隨飲食與代謝劇烈波動。過去的理論認為,細胞仰賴緩慢的內部感測機制,通常需數小時才能調整代謝。然而,Ohana教授的研究證實,細胞具備一套更快速的外部監測系統,可在數分鐘內回應營養變化。核心角色是兩種「轉運蛋白(transporter proteins)」:「肝臟檸檬酸轉運蛋白NaCT(liver citrate transporter)」與「葡萄糖轉運蛋白Glut(glucose transporter)」。這兩者不僅是營養通道,更像一對精密的交通警察,隨時協調營養輸送。當外界營養濃度變化時,NaCT與Glut能即時交換訊息,調整攝取速率,使細胞維持穩定的能量與血糖水平。
分子協奏:NaCT與Glut的雙人舞
研究指出,NaCT與Glut之間存在分子層級的協調關係。NaCT具有名為H4c的結構區域,是兩者同步運作的關鍵。當NaCT偵測到葡萄糖營養不足時,會立即提供訊號給Glut來提高葡萄糖吸收;一旦葡萄糖恢復充足,吸收立刻停止。這種即時反應的分子機制使細胞能在劇烈變化中保持穩定。Ohana教授表示,這項發現改變了人們對細胞代謝的理解。細胞並非被動地接受營養,而是透過分子之間的即時協商主動控制血糖與能量。研究團隊已開發出可作用於這套協調機制的分子,在小鼠實驗中成功降低血糖,顯示潛在的治療價值。
治療潛力:讓細胞自己降血糖
研究人員進一步以基因工程技術關閉小鼠體內的NaCT基因,觀察到令人驚訝的結果。細胞在缺乏NaCT時吸收了更多葡萄糖,導致血糖濃度明顯下降。這項結果顯示,調控NaCT活性可促使細胞主動從血液中攝取葡萄糖,達到自然降血糖的效果。若能開發出安全且精準的NaCT抑制劑,未來糖尿病患者或許能藉由細胞自我調節血糖,而不必依賴胰島素注射。
讓癌細胞「斷糧」:從能量代謝找到抗癌新解方
這一發現的應用更延伸至癌症治療。癌細胞以「葡萄糖成癮」聞名,它們會大量啟用Glut吸收能量,同時抑制NaCT活性,以滿足快速增生的需求。基於此現象,Ohana教授與Shimon Ben-Shabat教授合作,設計出能重新編程腫瘤代謝的新型分子藥物。這些分子使癌細胞無法再有效吸收葡萄糖,進而喪失增生能力。目前他們正與索羅卡大學醫療中心的Nicola Mabjeesh教授與Sabri El-Saied醫師合作進行臨床前試驗。小鼠實驗結果顯示,這些藥物能有效清除特定腫瘤,且不損傷正常組織。博士生Noa Yehoshua與Hadar Eini-Rider博士指出,這項研究不再單純鎖定單一蛋白或訊號通路,而是著眼於整體分子互動的協調功能。這種系統層級的策略,可能讓治療真正從「控制症狀」邁向「根除疾病」。
從實驗室到臨床:將發現化為療法
細胞的能量系統宛如一座自動化城市,每條營養通道都有分子級的「交通警察」維持秩序。這項來自以色列的發現揭示了細胞內隱藏的智慧機制,也為糖尿病與癌症治療帶來新的希望。「本·古里安大學技術轉移公司(BGN Technologies)」生醫事業副總裁Galit Mazooz-Perlmuter博士表示,這項研究展現了尖端學術如何轉化為新藥開發的潛力。公司正積極推動與國際企業合作,將這項成果從實驗室推向臨床,期望能造福全球病患。
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