胆固醇还是临床生化检查的一个重要指标，在正常情况下，机体在肝脏中合成和从食物中摄取的胆固醇，将转化为甾体激素或成为细胞膜的组分，并使血液中胆固醇的浓度保持恒定。当肝脏发生严重病变时，胆固醇浓度会降低。而在黄疸性梗阻和肾病综合征患者体内，胆固醇浓度往往会升高。但是专家们一直未能发现胆固醇在细胞中的作用是什么。
如今，在一项新的研究中，来自美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员利用一种开创性的光学成像技术准确地揭示出胆固醇在细胞膜内的位置和运动。他们取得的令人吃惊的发现是除了胆固醇的很多其他的生物学作用之外，它也是一种让信息进行跨膜传送的信号分子。相关研究结果近期发表在Nature Chemical Biology期刊上，论文标题为“Orthogonal lipid sensors identify transbilayer asymmetry of plasma membrane cholesterol”。
论文通信作者、伊利诺伊大学芝加哥分校化学教授Wonhwa Cho说，“胆固醇是一种脂质分子，因它与心血管疾病存在关联而受到媒体的负面报导。它已得到非常好的研究，但是人们对它的细胞功能知之甚少。它的作用是什么？它是一种不好的脂质？当然不是---比如，在大脑中，脂质大约占了一半，而且胆固醇是大脑中#!为丰富的脂质。”胆固醇缺乏能够导致多种疾病，而且它是合成体内十几种左右类固醇激素的起始材料。
Cho的早前研究已证实胆固醇与很多调节分子（大多数是细胞蛋白）相互作用。
Cho说，“我们已知道它能够在细胞调节（比如增殖或发育）中发挥着重要的作用。我们也知道提高胆固醇水平的高脂肪饮食与上升的癌症发生率存在关联。这是如何实现的仍未得到充分的理解。”
他说，从概念上讲，#!大的问题之一就是一种调节性的或进行信号转导的脂质应当仅仅短暂地存在以便传递信息。
他说，“但是，胆固醇一直都在那里。”细胞膜含有高达90%的细胞总胆固醇，而且胆固醇大约占细胞膜脂质的40%。
胆固醇让细胞膜（实际上是双层脂质分子）保持稳定性。胆固醇聚集在“脂筏”中。脂筏被认为作为一种平台供其他的信号分子发挥作用。
Cho说，“但是，在这项研究中，我们证实单个胆固醇分子本身就是信号触发物。”
Cho说，在此之前，科学家们认为胆固醇在于在细胞膜的双层中，“而且可能更多可存在于内层中。但是，我们首次实时地在活细胞中同时测量了胆固醇在细胞膜内层和外层中的水平。我们证实胆固醇主要存在于外层中。”
他们发现胆固醇大约占细胞膜外层的40%，大约仅占内层的3%。当对一种特定的细胞刺激作出反应时，内层中的胆固醇数量增加了一倍多，而外层的胆固醇水平下降了同等的数量。
他们也发现尽管在正常的细胞中，胆固醇在内层中的浓度较低，但是在癌细胞中，它具有比较高的浓度。Cho说，“我们在很多不同的细胞系中验证了这一点。”
这项新的研究有助认识降低癌症风险的他汀类药物产生的副作用也有积极的一面。Cho和他的同事们发现利用一种他汀类药物处理细胞会降低细胞膜内层中的胆固醇水平，从而导致细胞生长受到抑制。Cho说，这提示着一种通过药物调节细胞胆固醇水平来治疗癌症的新方法。
他说，“我认为我们只是初步了解胆固醇的调节作用。我们有很多未发表的数据表明胆固醇参与一系列细胞过程和调节。”
Cho说，胆固醇等脂质分子“是很难研究的”，这是因为它们不能像大多数生物学分子那样溶解于水。这使得开发定量检测它们的技术非常充满挑战性。
他说，“我们不得不设计一种新策略。”6年前，他和他的同事们开发出一种光学成像技术，从而允许对活细胞中的脂质直接地进行定量检测。他们利用一种荧光传感分子对一种脂质结合蛋白进行标记，当这种蛋白结合脂质时，这种荧光传感分子会改变颜色。这种颜色变化可指示结合到游离脂质分子上的脂质结合蛋白的比例，从而让他们测定在细胞膜的一个给定的位置上有多少数量的脂质。
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