Cell新研究发现彻底变革重要临床检测

　　

生物通报道  许多的科学家们都梦想，能够通过某个研究发现获得对自然的基本认识，可以利用它来挽救人们的生命，帮助保护濒临灭绝的物种。在《细胞》（Cell）杂志上报道的一项新研究中，一个日本的研究小组站在了实现这一几乎不可能的壮举的边缘。

Unagi是一种生活在中国东海、韩国、日本和菲律宾北部淡水和海水中的日本淡水鳗鱼。根据RIKEN脑科学研究所的研究人员所说，这种鳗鱼具有的一种荧光蛋白，有可能成为开发一种革命性新型胆红素临床测试的基础。胆红素是人类肝功能、溶血和黄疸的一个重要的指标。此外，研究发现还可能推动保护神秘的濒危的Unagi。

从厨房到实验室，再到临床

作为日本的一道珍馐美味广为人知，大概是由于全球变暖效应的影响，全世界范围内的淡水鳗鱼Unagi和相关物种数量都在减少，在日本Unagi处于灭绝的边缘。然而直到现在，人们对于这一淡水鳗鱼的生物学仍然几乎一无所知。

Atsushi Miyawaki、Akiko Kumagai博士以及他们的研究小组，克隆出了来自Unagi的一个不同寻常荧光蛋白UnaG的基因。有了UnaG，这种鳗鱼可以在黑暗中发光。UnaG是脊椎动物中第一个发现的荧光蛋白；从前人们认为它们只存在于像水母这样的简单动物中。

UnaG在自然界中的独特之处在于，它需要一种天然的化学物质来激发其强大的绿光发射。令人意外的是，作者们发现这一化合物就是胆红素，一种普遍用于全世界临床实验室、作为人类肝功能血液标记物的不稳定分子。

新型胆红素临床测试

胆红素是血液中血红蛋白的分解产物，过量存在会对机体产生毒性作用，例如可导致新生儿黄疸和核黄疸，表现为特征性的黄皮肤和黄眼睛。它还是血液检测的一个普通标记物，医生利用它来测评肝功能，以及进行溶血等健康评估。

通过分析UnaG的结构，研究小组发现了使得胆红素与UnaG结合，激发UnaG光发射的一种新型荧光机制。利用这一特性，他们开发出了一种高度敏感、准确和快速的新胆红素检测方法，其有可能成为全球的临床标准，并应用于儿童肝健康成为主要问题的发展中国家。

UnaG对鳗鱼保护的意义

日本淡水鳗鱼具有长途迁徙生命周期，生长于内陆河中，长距离游至大海产卵。作者们在日本、美洲和欧洲鳗鱼的肌细胞中发现了UnaG和胆红素，证实它们可能帮助了鳗鱼在迁徙过程中完成耐力游动。UnaG的这一意外研究发现，有可能启动立法保护濒危的鳗鱼物种。

Miyawaki 说：“我们认为，UnaG为人类健康几个重要而当前含糊不明的领域，包括胆红素代谢和耐力运动中的肌肉生理学，提供了一个意外的立足点。在发现UnaG之前，我无法想象基础科学可以如此直接地影响人类健康。从一条简单的鳗鱼，我们发现了通往临床的一条新途径。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

A.Kumagai et al. "A Bilirubin-Inducible Fluorescent Protein from Eel Muscle"
Cell, 2013, DOI: 10.1016/j.cell.2013.05.038

The fluorescent protein toolbox has revolutionized experimental biology. Despite this advance, no fluorescent proteins have been identified from vertebrates, nor has chromogenic ligand-inducible activation or clinical utility been demonstrated. Here, we report the cloning and characterization of UnaG, a fluorescent protein from Japanese eel. UnaG belongs to the fatty-acid-binding protein (FABP) family, and expression in eel is restricted to small-diameter muscle fibers. On heterologous expression in cell lines or mouse brain, UnaG produces oxygen-independent green fluorescence. Remarkably, UnaG fluorescence is triggered by an endogenous ligand, bilirubin, a membrane-permeable heme metabolite and clinical health biomarker. The holoUnaG structure at 1.2 Å revealed a biplanar coordination of bilirubin by reversible -conjugation, and we used this high-affinity and high-specificity interaction to establish a fluorescence-based human bilirubin assay with promising clinical utility. UnaG will be the prototype for a versatile class of ligand-activated fluorescent proteins, with applications in research, medicine, and bioengineering.