牛磺酸（Taurine），是一種由含硫氨基酸轉化而來(lái)的氨基酸，廣泛分布于體內各個(gè)組織和器官，主要以游離狀態(tài)存在于組織間液和細胞內液中，因最先于牛膽汁中發(fā)現而得名。常見(jiàn)的功能飲料中就添加有牛磺酸，以補充能量，改善疲勞。
更重要的是，最近關(guān)于牛磺酸的研究接連登上三大頂刊 Science、Cell 和 Nature，這些研究揭示了牛磺酸的新功能——抗衰老【1】、提高癌癥治療效果【2】，以及抗肥胖【3】。
2025年3月20日，中國科學(xué)院上海藥物所徐華強團隊與上海交通大學(xué)醫學(xué)院附屬仁濟醫院馬雄教授團隊合作，在 Cell Research 期刊發(fā)表了題為：Structural basis of augmenting taurine uptake by the taurine transporter in alleviating cellular senescence 的研究論文【4】。
該研究解析了牛磺酸轉運體（TauT）的冷凍電鏡結構，揭示了它精準轉運牛磺酸并逆轉細胞衰老的機制，這項發(fā)現不僅解答了多年科學(xué)難題，更為抗衰老和疾病治療提供了全新方向。
牛磺酸：身體中的“多面手”
牛磺酸雖然最初在牛膽汁中發(fā)現，但卻是人體不可或缺的“全能選手”：保護心臟、維持肝功能、助力生殖健康、延緩衰老……它就像細胞里的“充電寶”。然而，人體自身合成牛磺酸的能力有限，主要依賴(lài)飲食吸收。細胞中負責運輸牛磺酸的正是位于細胞膜上的牛磺酸轉運體（TauT，其由SLC6A6基因編碼）。一旦 TauT “罷工”，牛磺酸缺乏會(huì )引發(fā)肝損傷、心肌病、視網(wǎng)膜退化甚至加速衰老。
然而，TauT 與牛磺酸的結合以及對牛磺酸的轉運機制等基本問(wèn)題，尚未得到解答。
冷凍電鏡下的“分子特寫(xiě)”：TauT如何工作？
研究團隊利用冷凍電鏡技術(shù)，首次以原子級分辨率解析了牛磺酸轉運體（TauT）的多個(gè)工作狀態(tài)：從“空載待命”（apo狀態(tài)）到“裝載牛磺酸”的動(dòng)態(tài)過(guò)程。
研究發(fā)現：
1、精準識別：牛磺酸的磺酸基像“鑰匙”一樣插入 TauT 的特定凹槽，與多個(gè)氨基酸形成氫鍵和鹽橋，確保結合專(zhuān)一性（圖1a-b）。
2、多重關(guān)卡：除了核心結合位點(diǎn)（S1），TauT 還設有“中轉站”（S2-S3位點(diǎn)），形成一條從細胞外到細胞內的連續運輸通道（圖1d-g）。
3、門(mén)控開(kāi)關(guān)：TauT 通過(guò)結構變形實(shí)現“內向開(kāi)放”和“外向封閉”，好比一道旋轉門(mén)，防止牛磺酸“倒流”（圖1h）。
4、增強秘訣：突變實(shí)驗發(fā)現，破壞 TauT 的“額外門(mén)鎖”（例如S464位點(diǎn)），可大幅提升運輸效率，為藥物設計提供靶點(diǎn)（圖1i-j）。
對TauT的結構認識及其在減輕細胞衰老中的作用
抗衰老實(shí)錘！TauT如何逆轉細胞“老化”？
研究團隊用阿霉素誘導的膽管細胞衰老模型驗證發(fā)現：增強 TauT 功能可顯著(zhù)緩解細胞衰老！
具體機制在于，TauT 高效運輸牛磺酸，維持細胞內充足濃度，對抗氧化應激和 DNA 損傷。該研究還發(fā)現，臨床中觀(guān)察到的 TauT 致病突變（例如 A78E、G399A 位點(diǎn)突變）會(huì )破壞 TauT 結構，導致其牛磺酸運輸能力暴跌，引發(fā)視網(wǎng)膜退化等疾病。
這些發(fā)現為開(kāi)發(fā)“激活TauT”的抗衰療法（例如小分子藥物、基因治療）奠定了基礎。
總的來(lái)說(shuō)，這項研究首次完整描繪了牛磺酸轉運體（TauT）的“工作藍圖”，不僅解答了底物識別與跨膜運輸的核心問(wèn)題，更揭示了其在細胞保護中的關(guān)鍵角色。未來(lái)，科學(xué)家或可通過(guò)：
藥物開(kāi)發(fā)：設計 TauT 激動(dòng)劑，提升牛磺酸吸收，治療衰老相關(guān)疾病。
精準醫療：針對 TauT 基因突變患者，開(kāi)發(fā)個(gè)性化干預方案。
健康應用：優(yōu)化飲食中牛磺酸攝入（例如海鮮、紅肉），或開(kāi)發(fā)功能性補充劑。
從分子結構的“驚鴻一瞥”到逆轉衰老的“生命密碼”，這項研究讓我們離“健康長(cháng)壽”的夢(mèng)想更近一步。或許在不久的將來(lái)，激活 TauT 會(huì )成為對抗衰老、守護器官健康的“超級武器”！
論文鏈接：
1. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn9257
2. https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)00303-9
3. https://www.nature.com/articles/s41586-024-07801-6
4. https://www.nature.com/articles/s41422-025-01090-y
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