维生素是一类高度复杂的有机化合物，虽然在食物中仅以微量存在且不直接提供能量，但它们在维持细胞功能和促进各项生化反应中发挥着举足轻重的作用。维生素缺乏或中毒与多种疾病密切相关，长期以来，科研人员一直致力于通过调控维生素吸收、分布和细胞内转运机制实现精准干预。然而，目前关于水溶性与脂溶性维生素在体内的ADME（吸收、分布、代谢和排泄）途径，以及细胞内区室化机制，仍存在诸多未解之谜。
近日，清华大学药学院陈立功团队在Life Metabolism杂志上发表题为“Transporters in vitamin uptake and cellular metabolism: impacts on health and disease”的综述文章。系统解析了维生素的功能、吸收和转运机制及其在人体健康与疾病中的作用，并强调这些转运蛋白作为治疗靶点在预防和治疗维生素缺乏及相关慢性疾病中的潜力。
维生素可分为脂溶性（A、D、E、K）和水溶性（复合B及C）两大类：水溶性维生素主要通过溶质载体超家族（SLC）和ABC转运蛋白在小肠实现高效吸收，进入细胞后参与能量代谢、神经传导和DNA合成；而脂溶性维生素（A、D、E、K）则借助B类I型清道夫受体（SR-BI）、CD36和NPC1L1，在胆汁盐乳化形成胶束后进入细胞，并与脂质代谢密切结合。
此外，维生素在体内不仅需要跨膜吸收，更需在各亚细胞器（如线粒体、内质网、溶酶体）之间实现精准转运（图片1）。例如，SLC25家族在调控线粒体内维生素辅酶（如ThPP、CoA、FAD和NAD+）的运输中扮演核心角色，但其具体机制仍待深入阐明。另一方面，最新研究表明，脂溶性维生素的转运远非被动扩散，而是一个动态且复杂的过程，其异常与胰岛素抵抗、肥胖及2型糖尿病等代谢紊乱密切相关。同时，水溶性与脂溶性维生素之间还存在显著的代谢协同作用，如维生素B12缺乏可能引发“叶酸陷阱”，从而破坏叶酸代谢和DNA合成。
Figure 1 Schematic showing the intracellular transport and metabolism of water-soluble vitamins.
陈立功团队指出，维生素转运蛋白不仅是营养代谢的“交通枢纽”，更可能是攻克代谢疾病、癌症、神经退行性疾病的突破口。未来，随着转运体结构解析与功能研究的不断深入，有望开发出更多针对性干预策略，为代谢性疾病、癌症及神经疾病的治疗带来突破。该综述第一作者为药学院2024级博士生袁雅萱，陈立功教授为通讯作者。
论文链接：https://academic.oup.com/lifemeta/advance-article/doi/10.1093/lifemeta/loaf008/8068533
