葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體（GLUT4）是脂肪細(xì)胞和肌細(xì)胞中zui主要的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，胰島素調(diào)控的GLUT4膜轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)于機(jī)體血糖平衡的維持至關(guān)重要。GLUT4轉(zhuǎn)運(yùn)障礙是機(jī)體產(chǎn)生胰島素抵抗或患有2型糖尿病的主要表現(xiàn)之一。目前，絕大多數(shù)有關(guān)GLUT4的研究主要針對(duì)GLUT4的表達(dá)和膜轉(zhuǎn)運(yùn)，關(guān)于GLUT4自身蛋白活性的研究也有少量報(bào)道。然而對(duì)于GLUT4在其行使葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)功能的地方——細(xì)胞膜上的分布模式及其相關(guān)影響因素的研究卻極少。另外，由于衍射極限的存在使得傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的成像分辨率無(wú)法突破200 nm，這也使得研究者們無(wú)法在超高分辨率甚至單分子水平去獲取GLUT4在細(xì)胞膜上的分布模式的詳細(xì)信息。

    隨著超分辨成像技術(shù)的出現(xiàn)及迅速發(fā)展，使得成像分辨率zui高可達(dá)到20nm以下，這為科研人員提供了的工具和手段，從而能在單分子水平去研究細(xì)胞膜上GLUT4的分布模式。

    *昆明植物研究所熊文勇研究組與長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所電分析國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王宏達(dá)研究組合作，利用直接隨機(jī)光學(xué)重建超分辨顯微鏡（dSTORM），對(duì)不同生理狀態(tài)下脂肪細(xì)胞質(zhì)膜上GLUT4的分布模式進(jìn)行觀察和統(tǒng)計(jì)分析，從單分子水平解析了脂肪細(xì)胞質(zhì)膜表面GLUT4在不同生理狀態(tài)下的分布模式變化。結(jié)果顯示在胰島素刺激后，細(xì)胞質(zhì)膜上的GLUT4除了在數(shù)量上明顯增加外，蛋白成簇能力和參與成簇的蛋白比例明顯下降，趨向于形成小簇或更加隨機(jī)、彌散的分布模式；當(dāng)細(xì)胞產(chǎn)生胰島素抵抗后，細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感性降低，然而相對(duì)于正常細(xì)胞，胰島素抵抗讓細(xì)胞質(zhì)膜表面的GLUT4呈現(xiàn)出更趨向于成簇或形成較大的簇的分布模式狀態(tài)。此外，通過(guò)突變GLUT4蛋白N端F⁵I序列，破壞脂筏以及微絲等手段初步探究了細(xì)胞質(zhì)膜上GLUT4分布模式的影響因素，發(fā)現(xiàn)F⁵I序列和脂筏都與質(zhì)膜上GLUT4的分布模式密切相關(guān)。這是發(fā)現(xiàn)胰島素抵抗會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜上的GLUT4的分布模式變得更加聚集，這個(gè)發(fā)現(xiàn)使人們從一個(gè)全新的角度對(duì)胰島素抵抗有了更深刻的認(rèn)識(shí)，也為進(jìn)一步研究肥胖或糖尿病發(fā)病機(jī)制提供了新的理論基礎(chǔ)。