颜宁的科研成果

1. 颜宁的科研成果

2014年，颜宁率领的团队在世界上首次解析了人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构，2015年进一步获得了具备更多构象的GLUT3结合底物和抑制剂的超高分辨率结构，从而清晰揭示了葡萄糖跨膜转运这一基本细胞过程的分子基础。此外，她还对离子通道结构生物学领域做出重要贡献，解析了电压门控钠离子通道的晶体结构，最近又利用最新冷冻电镜技术获得了最大钙离子通道RyR1的高分辨率结构。人类基因组中编码蛋白的所有基因约有30%编码膜蛋白（membrane proteins）。膜蛋白在一切生命过程中起着关键作用，具有重要的生理功能。FDA批准上市的药物中,约50%的作用靶点为膜蛋白。因此，对膜蛋白结构与功能的研究具有极高的生物学意义及医药应用前景。但是由于研究手段有限，对膜蛋白的生物学功能以及结构研究极为困难。转运蛋白（transport proteins）是膜蛋白的一大类，介导生物膜内外的化学物质以及信号交换。脂质双分子层在细胞或细胞器周围形成了一道疏水屏障， 将其与周围环境隔绝起来。尽管有一些小分子可以直接渗透通过膜，但是大部分的亲水性化合物，如糖，氨基酸，离子，药物等等，都需要特异的转运蛋白的帮助来通过疏水屏障。因此，转运蛋白在营养物质摄取，代谢产物释放以及信号转导等广泛的细胞活动中起着重要的作用。大量疾病都与膜转运蛋白功能失常有关，转运蛋白是诸如抗抑郁剂，抗酸剂等大量药物的直接靶点。我们的研究兴趣主要集中在次级主动运输蛋白（secondary active transporters）的工作机理上。交替通路模型（alternating-access model）被用来解释转运蛋白的工作机理，在这个模型中，转运蛋白至少采取两种构象来进行底物的装载及卸载：一种向膜外开放，一种向膜内开放。有许多结构和生物物理学证据支持这个模型。但是，仍有两个最有趣的基本问题没有解决。第一,主动运输的能量偶联机制是什么？第二，在转运过程中，是什么因素触发了转运蛋白的构象变化？我们实验室使用基于结构的研究手段对次级主动运输蛋白进行研究，以期解决转运蛋白工作机理中的基本问题。 2015年进一步获得了具备更多构象的GLUT3结合底物和抑制剂的超高分辨率结构，从而清晰揭示了葡萄糖跨膜转运这一基本细胞过程的分子基础 。

2. 如何看待清华大学颜宁课题组2014年5月在Nature发表的研究成果

这是非常厉害的生化研究，属于基础科学研究。当然，虽然这篇报道拿治疗癌症当话题，其实这个研究和癌症治疗还是非常遥远的。当然，搞清楚这个GLUT1的结构可以为抗癌药物的研究提供一个新的思路，相信不久就会有人进行相关的实际应用研究。相比之下，感觉对糖尿病药物治疗相关研究的帮助大一些。
当今（其实一直以来）癌症治疗的最大困难是靶向性差。由于癌细胞也属于自体细胞，所以很难和正常细胞区分开来。所以让药物可以识别癌细胞是一个比较大的研究方向，而系统性的治疗是另一大研究方向（使人体不适合细胞增值）。
我是学生医工程的，我就简单介绍一点基于工程学的靶向治疗：
先简单说下靶向治疗。从生化学方面，研究癌细胞的生化特点，例如血管增生，代谢增加的生化特性，可以帮助准确定位癌细胞。同时，控制这些特性可以帮助抑制癌细胞生长和扩散。十年前FDA批准的Avastin是一个经典的血管生成抑制剂，可是副作用大是个问题。
没有针对性的药就像锤子，可以暴力开门。而如果你想优雅的开门那必须找到钥匙。
针对这些副作用强的药物，通过工程学对药物进行改进就成为了一个新的发展方向。
正对前面提到Avastin做出的改进就是使用纳米级的liposome把药物包裹来输入进人体。这样，由于肿瘤病灶区域的血管结构疏松，大多数liposome会被困在病灶区，从而减少药物对整体的副作用。这个应用已经在临床上广泛使用了。
还有一大类改进是给药物（或者上面提到的）安装针对癌细胞的抗体。这些抗体可以准确定位癌细胞并附着在癌细胞表面，效果拔群。
并不是所有癌症都容易扩散，有些生理结构注定限制了癌细胞的扩散，例如脑部肿瘤就相对不易扩散。不易扩散同时意味着药物不容易达到病灶，针对这一问题，药物输送的工程学方案就是使用高分子可降解的缓释材料携带药物植入肿瘤区域，进行持续药物释放达到治疗效果。这也是研究的一个方向。
以上只是三个简单的教学例子，科学发展日星月异，各种神奇巧妙的治疗你想都想不到。
嘛，更多的前沿资讯不容易理解，如果有兴趣可以深入学习。前几天发现了个不错的中文网站介绍前几天召开的某大会，有兴趣可以看看：美国临床肿瘤学会第50届年会。
来源：知乎，作者：野合菌

3. 颜宁成果水平

　　12月11日，第九届“中国青年女科学家奖”颁奖典礼在北京钓鱼台国宾馆举行。清华大学35岁的医学院教授颜宁获奖。

　　颜宁，女，1977年11月生，1996年考入清华大学生物科学与技术系，2000年获学士学位。同年9月赴美国普林斯顿大学分子生物学系学习，2004年12月获分子生物学博士学位。2007年被聘为清华大学医学院教授。

　　她领导的结构生物学中心的实验室主要利用结构生物学和生物化学手段，研究重要膜转运蛋白的功能机理，以及植物激素脱落酸的信号传递机理。她带领的研究团队独立完成或是与同事合作解析了5个新型膜蛋白的结构并分析了功能机理，均发表于国际顶级学术期刊《自然》。自2009年11月发表回到清华的第一篇科研论文截至2012年10月的3年间，她以独立或共同通讯作者身份在《自然》、《科学》、《细胞》发表了14篇高水平研究论文。

　　鉴于颜宁的杰出成果，2011年8月她入选国家杰出青年科学基金资助项目。2012年1月，她入选美国霍华德休斯医学研究所（HHMI）首届国际青年科学家，是全球28位、中国7位入选者之一。她过去一年还入选首批青年拔尖人才、获得第十二届中国青年科技奖、“贝时璋”生物物理青年科学家奖、2012年谈家桢生命科学创新奖等。

　　该奖项由中华全国妇女联合会、中国科学技术协会、中国联合国教科文组织全国委员会及欧莱雅（中国）共同举办，共有来自全国5个省市及香港特别行政区的10位青年女科学家获此殊荣。