追踪罕见的遗传疾病

研究揭示了FLVCR蛋白的动态结构及其在细胞内营养转运中的功能，研究结果可能用于开发治疗该基因突变引起的相应罕见病的疗法。

　　

众所周知，FLVCR1和FLVCR2蛋白的功能障碍会导致人类罕见的遗传性疾病，导致运动、感觉和神经系统疾病。然而，这背后的生化机制和FLVCR蛋白的生理功能至今仍不清楚。来自法兰克福、新加坡和美国的一个跨学科研究小组现在已经破译了FLVCR蛋白的3D结构和细胞功能。研究人员已经证明，这些蛋白质负责运输细胞的组分：胆碱和乙醇胺。他们的发现对了解罕见病的发病机制和开发新的治疗方法有重要贡献。

在《实习医生风云》(Scrubs)或《豪斯医生》(Dr. House)等医院电视剧中有时会出现医生们为令人费解或奇怪症状的病人寻找正确的诊断和可能的治疗方法的情节。实际上，对于那些患有罕见疾病的人来说，这个过程往往需要数年时间。在许多情况下，没有有效的药物和治疗选择有限。虽然有超过7000多种不同疾病，每一种可能在2000人中只影响1人。大约6-8%的世界人口——大约是5亿人患有某种罕见疾病。由于这些疾病非常罕见，有关它们的医学和科学知识有限。在世界范围内，专家寥寥无几，社会意识也缺乏。

揭示蛋白质的结构和功能，以了解疾病并开发治疗方法

由马克斯普朗克生物物理研究所项目组长、弗劳恩霍夫转化医学和药理学研究所ITMP独立小组组长、法兰克福大学临床药理学研究所Schara Safarian领导的一个国际研究小组，现在研究了两种蛋白质FLVCR1和FLVCR2的结构和细胞功能，这两种蛋白质在许多罕见的遗传性疾病中起着因果作用。科学家们在著名的《Nature》杂志上发表了他们的研究结果。

FLVCR1和FLVCR2基因突变导致的功能异常会导致一些罕见疾病，其中一些疾病会导致严重的视觉、运动和感觉障碍，如视网膜色素变性后柱共济失调、福勒综合征或感觉和自主神经病变。例如，FLVCR2基因突变会导致痛觉的完全丧失。“在许多疾病中，包括罕见的疾病，我们体内的细胞结构被改变，这导致生化过程出现故障，”Schara Safarian说。“为了了解这些疾病的发展并开发治疗方法，我们需要知道这些蛋白质在分子水平上是如何结构的，以及它们在健康细胞中发挥什么功能。”

FLVCR1和FLVCR2运输细胞组分：胆碱和乙醇胺

科学家们发现FLVCR1和FLVCR2通过细胞膜运输胆碱和乙醇胺分子。“胆碱和乙醇胺对重要的身体功能至关重要。它们支持我们细胞的生长、再生和稳定，例如肌肉、内脏和大脑中的细胞，此外，胆碱还参与肝脏的脂肪代谢和解毒。我们的身体也需要它来产生神经递质乙酰胆碱，这对我们的神经系统至关重要，我们的大脑需要它来控制器官。所以，你可以想象FLVCR蛋白的故障会导致严重的神经和肌肉疾病。”

研究人员使用显微镜、生化和计算机辅助的方法来研究FLVCR蛋白。马克斯普朗克生物物理研究所的研究员、该研究的合著者Di Wu解释说，“我们将蛋白质冷冻，然后在电子显微镜下观察它们，”“电子束穿透冷冻样品，电子与材料的相互作用产生图像。”研究人员拍摄了许多单独的图像，对它们进行处理，并通过计算将它们组合起来，以获得蛋白质的高分辨率3D结构。通过这种方式，他们能够破译FLVCR1和FLVCR2的结构，并观察它们在乙醇胺和胆碱存在下如何变化。计算机模拟证实并可视化了FLVCR蛋白如何与乙醇胺和胆碱相互作用，并动态改变其结构以实现营养物质运输。

新发现为理解与FLVCR蛋白相关的罕见疾病的发展和进展铺平了道路。在未来，患者可能会受益于恢复他们生活质量的新疗法。