2024年11月21日，墨尔本莫纳什生物医学发现研究所的研究人员首次解析了人类结节性硬化复合体（TSC）的结构，为未来理解基因突变如何导致结节性硬化症铺平了道路。这种罕见的遗传疾病影响全球每6000至10000人中的一人，会导致大脑、脊髓、神经、眼睛、肺、心脏、肾脏、皮肤和其他身体部位出现良性肿瘤。这些肿瘤在出生前就在大脑中形成，并可能在人的一生中继续生长，导致癫痫发作、发育迟缓、智力障碍和行为问题。目前，结节性硬化症尚无已知的治疗方法。
该研究团队利用拉马乔蒂低温电子显微镜中心的尖端低温电子显微镜技术，可视化了构成TSC分子的原子位置和连接。TSC分子作为一种“分子刹车”，可以迅速抑制或停止细胞生长，是几乎每个细胞中存在的主要控制机制之一。在正常和健康的情况下，这一安全机制确保细胞在需要时停止生长，防止肿瘤的失控生长。
低温电子显微镜使研究团队首次获得了TSC分子的三维视图，通过液氮在极低温度下“快照”冻结，从而能够解析和理解其工作原理，就像看到钟表的内部机制一样。经过五年的努力，研究人员能够识别出新的成分和特征，解释TSC如何作为分子刹车发挥作用。“这一突破让我们从独特的角度观察到TSC，揭示了我们以前从未见过的结构细节，”该研究的共同第一作者克里斯托弗·卢普顿博士说。“重要的是，我们还确定了TSC中的一个识别位点，负责检测信号线索，”另一位共同第一作者查尔斯·贝利-琼斯博士解释道。“这些信号决定了我们的细胞是否应该生长。”
该研究的主要作者、莫纳什生物医学发现研究所信号与癌症结构生物学实验室主任安德鲁·埃利斯登副教授表示，这一发现为TSC分子提供了一个具体的模型，将为世界各地的研究同事开展新的实验奠定基础。“我们现在能够解释为什么某些TSC突变会导致人类疾病，而某些不会，”他说。“这将使我们能够分类突变，并可能帮助预测患者的影响和未来的治疗选择。”
该论文已发表在《科学进展》杂志上，题为《人类TSC:WIPI3溶酶体招募复合体的结构》。这项研究得到了美国国防部结节性硬化症研究计划（W81XWH-19-1-0182）、澳大利亚研究委员会（ARC）DECRA奖学金（DE240100992）、由克罗斯家族和弗兰克·亚历山大慈善信托支持的维特尔高级医学研究奖学金（MLH），以及维多利亚州卫生和人类服务部维多利亚癌症机构中期职业奖学金（MCRF21036）的支持。部分研究使用了澳大利亚同步辐射装置的MX2光束线，这是ANSTO的一部分，并使用了澳大利亚癌症研究基金会（ACRF）探测器。
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