上海
我们身体的每一个细胞，最外层是薄薄的“细胞膜”，就像给细胞穿上的一件“外衣”。这件“外衣”镶嵌着各种分子，其中一大类是糖鞘脂，就像外衣上的“徽章和标签”，帮助细胞彼此识别、传递信号，维持神经和免疫系统的正常运转。人体内的糖鞘脂多达400余种，长相各异，却都由一种名为UGCG的酶生产出来。它就像一道“闸门”，决定细胞是否开启糖鞘脂的生产线。
北京时间2026年8月26日，中国科学院上海药物研究所徐华强团队，联合上海交通大学医学院附属瑞金医院吴灿荣团队和临港实验室蒋轶团队，在《自然》发表最新研究，首次拍下了这道“闸门”工作时的高清“分子照片”，并意外发现了一个只有灵长类（包括人类）才有的精巧“调节开关”。这也是徐华强团队今年在《自然》发表的第三篇论文。
【很有价值的药物靶点】
一旦糖鞘脂这套“标签系统”出了乱子，可能引发戈谢病、法布里病、泰-萨克斯病等，也与帕金森病等神经退行性疾病、代谢性疾病和肿瘤密切相关。
而UGCG作为生产线的“闸门”，是一个很有价值的药物靶点。对某些因糖鞘脂“堆积”而致病的患者，通过抑制UGCG可以缓解病情，已有多个药物获批或进入临床试验。
尽管UGCG如此重要，但它深深嵌在细胞膜里，一直以来科学家都“看不清”它长什么样、怎么干活。它要处理的两种原料“性格”完全相反：一种溶于水，待在细胞质里；另一种却是油性的，藏在膜中。它究竟怎么把这两种“井水不犯河水”的分子凑到一起完成反应？周围的环境会不会影响它？这些最基本的问题，长期没有答案。
这一次，徐华强团队借助“冷冻电镜”，结合定量酶学实验、定点突变、药理分析和计算机分子动力学模拟，一举捕捉到完整人源UGCG在8种不同工作状态下的高分辨率结构，系统回答了诸多悬而未决的问题。
【研究的意外之喜】
怎样让“水里的”和“油里的”原料相遇？新解析的结构给出了答案。UGCG并不是被动地在溶液里“捞”原料，而是巧妙利用自己横跨膜的身形，把水相里的糖和膜里的脂“空间对接”起来，在水—油交界面上完成加工。
很多同类的糖基转移酶在工作时，都需要金属离子（如镁、锰）来“搭桥”。UGCG是不是也这样？出人意料，答案是“不需要”。
既然UGCG住在膜里，周围的“油脂邻居”会不会影响它干活？研究人员发现，对UGCG这类“住在膜里”的代谢酶来说，细胞膜不只是被动的反应背景板，可能还参与调节糖鞘脂的合成速度。
研究还带来一个惊喜——一个具有物种特异性的调控元件。研究人员发现，在不改变基本反应的前提下，灵长类靠“酪氨酸196”残基的差异，微调了催化口袋的形状和酶的工作节奏。
【助力新药设计】
研究人员解析了UGCG与多种代表性抑制剂结合的结构，发现这些药“下手”的位置并不相同，一种是“堵住脂的入口”，另一种则是“扰乱糖的一侧”。
这对新药设计很有意义。过去开发UGCG抑制剂主要靠大量化合物筛选和反复试错。如今有了多个高分辨率的“药物—酶”结合结构，可以直接比较不同药物的结合方式和选择性，从而更有针对性地设计出适应证各不相同的新型药物。
这项研究不仅第一次为UGCG搭起了完整的结构与机制框架，也把糖鞘脂合成、膜脂环境、进化调控和药物作用机制统一到同一个分子体系里，为理解人体糖鞘脂“稳态”以及针对相关疾病开发更精准的干预手段，打下了新的基础。
原标题：《今年第三篇《自然》！徐华强团队解锁细胞膜“闸门”，助力新药研发》
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