葡萄糖转运蛋白

葡萄糖转运蛋白（glucose transports protein，GLUT）自20世纪70年代在人类红细胞膜上被发现以来一直备受关注。随着研究的深入，研究者发现GLUT不但关系到人体最重要的能量物质——葡萄糖的摄取，而且与肿瘤细胞的恶性转化、增殖、侵袭等“行为”密切相关。GLUT对机体内环境的改变非常敏感，受机体内环境、信号分子、小分子因子、机体代谢产物等的调节，并广泛参与信号通路。在GLUT家族中，GLUT1分布最广泛，是对体内微环境变化反应最灵敏的转运体之一，如同基因中的“管家基因”。多数情况下，GLUT1负责调控机体对葡萄糖的摄取，维持葡萄糖的基础代谢，协同分布特异性GLUT，起局部微调节作用。GLUT1是红细胞膜上存在的转运体，也是可通过血脑屏障的转运体，这使GLUT1与多系统的疾病发生有关。

（1）GLUT1缺陷综合征

GLUT1缺陷综合征亦称De Vivo综合征，是第一个被发现的影响血脑屏障功能的遗传性疾病。已知人的GLUT1存在于脑组织毛细血管内皮细胞膜上，该转运蛋白缺陷或其基因突变，均能影响脑内葡萄糖的转运，使脑的能量代谢障碍而发病。GLUT1基因突变一般为自然突变使GLUT1缺陷，该缺陷会减少葡萄糖通过血脑屏障的转运，影响脑组织的葡萄糖代谢。GLUT1缺陷综合征有家族发病倾向，但大多数病例属于散发。GLUT1缺陷综合征患者的主要表现为癫痫发作、头小畸形、生长发育落后、共济失调、脑性瘫痪等，其CT和磁共振成像等影像学检查一般都是正常的，正电子发射电子计算机体层扫描显示脑摄取葡萄糖普遍降低，特别是中颞和丘脑代谢率更低。GLUT1缺陷综合征患者有血脑屏障葡萄糖转运障碍，其正在发育的脑组织对葡萄糖这一主要能量来源的需求得不到满足。酮体可以不依赖葡萄糖转运系统而进入脑组织并作为大脑有效的替代能源，所以GLUT1缺陷综合征患者可以用生酮饮食（即高脂饮食）进行治疗。(https://www.daowen.com)

（2）GLUT1与肿瘤的关系

GLUT1过度表达伴随着肿瘤的发生。有研究发现，GLUT1可作为肝癌和结肠癌预后的预测因子，GLUT1过表达与较差的预后效果独立相关。此外，癌细胞中的GLUT1表达显著上调，且GLUT1水平与肿瘤大小显著正相关。过氧化物酶体增殖物激活受体δ（peroxisome proliferators-activated receptorsδ，PPARδ）直接调控GLUT1和中性氨基酸转运蛋白溶质载体家族1成员5（solute carrier family 1 member 5，SLC1A5）的基因转录，导致葡萄糖和氨基酸摄取的增加，促进m TOR信号通路的激活和肿瘤的形成。同时，高浓度的葡萄糖可激活GLUT1-基质金属蛋白酶-2（matrix metalloproteinase-2，MMP-2）-基质金属蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）信号通路，促使浸润性导管乳腺癌恶化。GLUT1高表达有助于低血糖状态下突变细胞葡萄糖摄取的提高和糖酵解过程的增强，从而加速突变细胞的癌变。