两种关键蛋白质如何协调细胞膜中翻转的胆固醇

胆固醇是每个人体细胞周围膜的重要组成部分，尽管当其血液水平过高时它会成为健康问题的名声不佳。健康的关键是在正确的地方保持适量的胆固醇。维持适当的水平被称为胆固醇稳态。

日本京都大学综合细胞材料科学研究所(iCeMS)的研究人员对细胞如何在细胞膜内实现胆固醇稳态有了新的认识。研究结果发表在生物化学杂志上。

胆固醇分子以控制细胞膜流动性、厚度和柔韧性的水平堆积在细胞膜内。这些特性对于使膜成为选择性半透性屏障至关重要，对哪些物质可以进出细胞具有至关重要的控制作用。

“胆固醇稳态的紊乱会导致一些严重的疾病，但目前尚不清楚细胞如何检测细胞膜中胆固醇水平的变化并对其做出反应，”iCeMS细胞生物化学家KazumitsuUeda说。

Ueda和他的同事FumihikoOgasawara现在揭示了两种蛋白质在维持胆固醇在细胞及其膜内的适当分布方面的重要作用。

第一种蛋白质，称为ATP结合盒A1(ABCA1)，可在膜内转移胆固醇。细胞膜由脂质双层组成，脂肪分子(磷脂、胆固醇和糖脂)的内层和外层方向相反。

当前研究报告的一个关键新见解是ABCA1蛋白控制胆固醇分子从内层到外层的转移。研究人员称这个过程为“胆固醇下降”。他们之前的工作探索了这种蛋白质在促进胆固醇以高密度脂蛋白(HDL)(有时称为好胆固醇)的形式通过血液转移方面的作用。

Ueda和Ogasawara还揭示了第二种蛋白质——胆固醇转移蛋白Aster-A——如何与ABCA1协同作用以维持胆固醇关键的不对称分布的细节，细胞膜外层的胆固醇多于细胞膜内层。Aster-A位于嵌入内质网的细胞内。当细胞膜内层的胆固醇水平升高时，Aster-A会形成一座桥梁，将胆固醇从细胞膜转移到内质网。

研究人员描述了胆固醇在膜中的不对称分布如何使其发挥信号功能，以取决于不对称程度的方式影响其他细胞过程。他们认为这可以解释为什么ABCA1正常功能的缺陷会导致错误的分子信号，从而可能导致癌症和自身免疫性疾病。

Ueda总结道：“我们需要在取得的进展的基础上更好地理解这些胆固醇稳态过程对健康和疾病的所有影响。”他希望这可能最终为治疗与胆固醇失衡有关的疾病开辟新途径。