ยีน ABCG5และABCG8เข้ารหัสโปรตีนสเตอรอลิน-1 และ -2 ตามลำดับ สเตอรอลิน-1 และ -2 เป็น ตัวขนส่งแบบ ATP cassette (ABC) ครึ่งตัว ซึ่งพบว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการควบคุมการดูดซึมและการขับถ่ายสเตอรอลการกลายพันธุ์ในยีน ใดยีนหนึ่ง จะส่งผลให้เกิดความผิดปกติของไขมันที่เรียกว่าซิโตสเตอรอลีเมีย

กลไกระดับโมเลกุลที่ควบคุมการดูดซึมสเตอรอลจากอาหารในร่างกายยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ และเนื่องจากภาวะซิโตสเตอรอลในเลือดสูงเป็น โรคความผิดปกติทางเมตาบอลิซึมของไขมันที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม แบบยีน ด้อย ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการดูดซึมมากเกินไปและการขับถ่ายสเตอรอลจากอาหารทางน้ำดีลดลง การศึกษาจึงมุ่งเน้นไปที่พื้นฐานระดับโมเลกุลของภาวะซิโตสเตอรอลในเลือดสูง เพื่อให้เข้าใจหลักการสำคัญเกี่ยวกับการดูดซึมสเตอรอลในลำไส้ รวมถึง การขับ คอเลสเตอรอลเข้าสู่น้ำดี

ในปี 1998 ตำแหน่งของยีนที่ก่อให้เกิดโรคซิโตสเตอรอลในเลือดสูง (STSL) ได้ถูกระบุตำแหน่งไว้ที่แขนสั้นของโครโมโซมคู่ที่ 2 ของมนุษย์ (2p21) หลังจากศึกษาครอบครัวที่มีลักษณะเฉพาะของโรคนี้จำนวน 10 ครอบครัว ต่อมา ตำแหน่งของยีน STSL ได้ถูกระบุตำแหน่งให้แคบลงไปอีกในบริเวณที่มีขนาดเล็กกว่า 2 เซนติมอร์แกน (cM)

ในปี 2001 พบว่าโลคัส STSL ประกอบด้วยยีน 2 ยีน คือ ABCG5 และ ABCG8 ซึ่งเข้ารหัสโปรตีนใน กลุ่ม ABC-transporter 2 ชนิด ได้แก่ สเตอโรลิน-1 และสเตอโรลิน-2 ตามลำดับ โดยสเตอโรลิน-2 ซึ่งค้นพบหลังจากสเตอโรลิน-1 นั้น ตั้งอยู่ห่างจากสเตอโรลิน-1 ไปทางต้นน้ำไม่เกิน 400 คู่เบส (bp) ในทิศทางตรงกันข้าม

โดยทั่วไปแล้ว โปรตีนขนส่ง ABC ประกอบด้วยโดเมนที่ทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์สองโดเมน และโดเมนที่จับกับนิวคลีโอไทด์สองโดเมน อย่างไรก็ตาม โปรตีนในกลุ่มย่อย ABCG หรือ White ซึ่งมีสมาชิกในมนุษย์ที่ได้รับการศึกษาอย่างครบถ้วนแล้วห้าตัว ประกอบด้วยโปรตีน ABC ขนาดครึ่งหนึ่ง ซึ่งอาจรวมตัวกันเป็นไดเมอร์เพื่อสร้างโปรตีนขนส่งที่ทำงานได้บนเยื่อหุ้มเซลล์ ในกรณีของเรา มีการเสนอว่า ABCG5 และ ABCG8 รวมตัวกันเป็นเฮเทอโรไดเมอร์ ในบรรดาโมเลกุลขนาดครึ่งหนึ่ง โปรตีน ABCG มีโครงสร้างโดเมนที่แปลกประหลาด โดยมีโดเมนที่จับกับนิวคลีโอไทด์อยู่ที่ปลายด้าน N ตามด้วยโดเมนที่ทะลุผ่านเยื่อหุ้มเซลล์หกโดเมน

โดยปกติแล้ว อาหารตะวันตกจะมีปริมาณคอเลสเตอรอลและสเตอรอลที่ไม่ใช่คอเลสเตอรอล (เช่น สเตอรอลจากพืชอย่างซิโตสเตอรอล แคมเปสเตอรอล และบราสซิคาสเตอรอล) ในปริมาณที่เกือบเท่ากัน อย่างไรก็ตาม ร่างกายจะดูดซึมและกักเก็บคอเลสเตอรอลจากอาหารได้เพียงประมาณ 55% เท่านั้น ในขณะที่สเตอรอลที่ไม่ใช่คอเลสเตอรอลแทบจะไม่ถูกกักเก็บไว้เลย เนื่องจากสเตอรอลที่ไม่ใช่คอเลสเตอรอลจำนวนเล็กน้อยที่เข้าสู่ร่างกายจะถูกขับออก ทาง ตับ อย่างรวดเร็วไป ยังน้ำดี โดยแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ

สเตอรอลินน่าจะมีส่วนเกี่ยวข้องทั้งในการขนส่งคอเลสเตอรอลจากอาหารเข้าและออกจากเซลล์เยื่อบุลำไส้และการขับสเตอรอลออกจากตับไปยังน้ำดีอย่างจำเพาะเจาะจง ดังที่เห็นได้จากผลที่เกิดขึ้นเมื่อสเตอรอลินขาดหรือมีการแสดงออกมากเกินไป กลไกที่แน่ชัดซึ่ง ABCG5/ABCG8 ออกฤทธิ์ต่อการเผาผลาญสเตอรอลยังไม่ได้รับการชี้แจงอย่างชัดเจน แต่มีข้อเสนอแนะว่าเฮเทอโรไดเมอร์ ABCG5/ABCG8 ทำหน้าที่ลำเลียงคอเลสเตอรอลจากชั้นในของเยื่อหุ้มเซลล์ท่อเล็กผ่านช่องที่เกิดจากตัวลำเลียงครึ่งหนึ่งทั้งสองตัว หลังจากที่ ATP จับและไฮโดรไลซิสแล้ว คอมเพล็กซ์จะเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง โดยพลิกโมเลกุลคอเลสเตอรอลไปที่ชั้นนอกของเยื่อหุ้มเซลล์ในรูปแบบที่เอื้อต่อการปล่อยเข้าสู่ช่องว่างของท่อเล็ก

จากความผิดปกติทางคลินิกในภาวะซิโตสเตอรอลในเลือดสูง พบว่ายีน ABCG5/ABCG8 แสดงออกในตับและ/หรือลำไส้ 5 ยีนเหล่านี้ตอบสนองต่อสเตอรอลในอาหารจากสิ่งแวดล้อม แม้ว่ายังไม่สามารถระบุได้ว่ายีนเหล่านี้จะเพิ่มขึ้นจากไฟโตสเตอรอลในปริมาณสูงหรือไม่

เป็นที่น่ากล่าวถึงว่า ผลิตภัณฑ์ของยีนอื่นๆ ก็มีบทบาทในการขนส่งคอเลสเตอรอลจากอาหารเช่นกัน (เช่น ABCA1)

การกลายพันธุ์ในอัลลีลทั้งสองของยีน ABCG5 หรือ ABCG8 ในมนุษย์ส่งผลให้เกิดภาวะซิโตสเตอรอลเมีย ซิโตสเตอรอลเมีย (หรือที่รู้จักกันในชื่อไฟโตสเตอรอลเมีย) เป็นโรคทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดแบบยีนด้อยที่หายาก ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือ การเกิดก้อนไขมันที่เส้นเอ็น โรคหลอดเลือดหัวใจตีบก่อนวัยอันควร และโรคหลอดเลือดแดงแข็ง ภาวะเม็ดเลือดแดงแตก ปวดข้อ และข้ออักเสบ ลักษณะเด่นของซิโตสเตอรอลเมียคือ ระดับสเตอรอลจากพืชในพลาสมาสูงกว่าปกติเมื่อวินิจฉัยได้

• Lee M, Lu K, Patel S B. พื้นฐานทางพันธุกรรมของซิโตสเตอรอลในเลือด Curr. Opin. Lipidol., 2001; 12(2): 141–149.
• Patel SB, Salen G, Hidaka H, ​​Kwiterovich PO, Stalenhoef AF, Miettinen TA, Grundy SM, Lee MH, Rubenstein JS, Polymeropoulos MH, Brownstein M J. การระบุตำแหน่งยีนที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการดูดซึมคอเลสเตอรอลจากอาหาร ตำแหน่งของยีน sitosterolemia พบที่โครโมโซม 2p21 J. Clin. Invest., 1998;102: 1041–1044.
• Lee MH, Gordon D, Ott J, Lu K, Ose L, Miettinen T, Gylling H, Stalenhoef AF, Pandya A, Hidaka H, ​​B Jr. Brewer, Kojima H, Sakuma N, Pegoraro R, Salen G, Patel S B. การทำแผนที่อย่างละเอียดของยีนที่รับผิดชอบในการควบคุมการดูดซึมคอเลสเตอรอลในอาหาร: ผลกระทบของผู้ก่อตั้งรองรับกรณีของไฟโตสเตอโรเลเมียในหลายชุมชน ยูโร เจ. ฮัม. เจเนท. 2001;9: 375–384.
• Lee MH, Lu K, Hazard S, Yu H, Shulenin S, Hidaka H, ​​Kojima H, Allikmets R, Sakuma N, Pegoraro R, Srivastava AK, Salen G, Dean M, Patel SB การระบุยีน ABCG5 ที่มีความสำคัญในการควบคุมการดูดซึมคอเลสเตอรอลจากอาหาร Nat Genet, 2001;27:79–83
• Lu K, Lee MH, Hazard S, Brooks-Wilson A, Hidaka H, ​​Kojima H, Ose L, Stalenhoef AFH, Mietinnen T, Bjorkhem I, Bruckert E, Pandya A, Brewer HB Jr., Salen G, Dean M, Srivastava A, Patel S B. ยีนสองตัวที่อยู่ในตำแหน่ง STSL ทำให้เกิดภาวะซิโตสเตอรอลในเลือดสูง: โครงสร้างทางจีโนมและสเปกตรัมของการกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับสเตอรอลลิน-1 และสเตอรอลลิน-2 ซึ่งเข้ารหัสโดย ABCG5 และ ABCG8 ตามลำดับ Am J Hum Genet. 2001;69:278–290.
• Stefkoa J, Poledne R, Hubacek J A. ตัวขนส่ง ATP-Binding Cassette (ABC) ในการเผาผลาญและการเกิดโรคในมนุษย์ Physiol. Res., 2004;53: 235–243.
• Wittenburg H, Carey M C. การหลั่งคอเลสเตอรอลในน้ำดีโดยตัวขนส่งสเตอรอลคู่ ABCG5 และ ABCG8. J Clin Invest., 2002; 110(5): 605–609.
• Klett EL, Patel S. การป้องกันทางพันธุกรรมต่อสเตอรอลที่ไม่ใช่คอเลสเตอรอล Curr Opin Lipidol.,2003 ; 14(4): 341–345.
• ซาเลน จี, เชฟเฟอร์ เอส, เหงียน แอล, เนส จีซี, ทินต์ จีเอส, ชอร์ วี ซิโตสเตอโรเลเมีย. เจ ลิปิด เรส., 1992;33(7):945–955.