摘要：小鼠在基因工程中缺乏氨基酸半胱氨酸，并喂养无半胱氨酸的饮食，一周内减轻了体重的30％。...

一项新的研究显示，小鼠在基因工程中缺乏生产氨基酸半胱氨酸并喂养无半胱氨酸饮食的能力，在短短一周内减轻了体重的30％。

5月21日在线发布自然，这项工作发现半胱氨酸的耗竭破坏了哺乳动物细胞将食物转化为能量的正常代谢途径，迫使动物在满足能量需求的徒劳尝试中迅速燃烧脂肪储存。

在纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员的带领下，该研究揭示了有关细胞如何处理碳水化合物和脂肪（代谢）等细胞燃料的关键细节，以及半胱氨酸消耗如何影响组织。实验表明，降低半胱氨酸水平会导致称为辅酶A（COA）的小分子水平下降，这使得将碳水化合物和脂肪转化为能量的低效率机制。

尽管COA参与了100多种中间代谢反应并作为体内所有酶的4％的伴侣（辅助因子）（辅助因子），但科学家以前一直无法直接研究其功能。这是因为具有有缺陷的COA合成的小鼠通常无法生存三个星期大。当前的发现细节首次COA如何塑造成年小鼠的新陈代谢。

“我们令人惊讶的发现表明，低半胱氨酸水平通过激活相互联系的生物途径网络引发了我们的研究小鼠的快速脂肪损失，”联合研究作者Evgeny Nudler博士，朱莉·威尔逊·威尔逊·安德森（Julie Wilson Anderson）博士，生物化学系和医学研究所的纽约州医学院校的朱莉·威尔逊·威尔逊·安德森（Julie Wilson Anderson）教授。努德勒博士补充说：“尽管在诊所中驱动体重减轻仍然是未来的关键任务，但目前，我们对本研究中新陈代谢的深刻，基本方面感到最兴奋。”

当前的发现并没有立即提出一种新的减肥方法，作者谨慎，因为几乎所有食物都发现半胱氨酸。实现真正无半胱氨酸的饮食将要求患者食用特殊的解决方案，这对大多数人来说都是具有挑战性的。此外，由于半胱氨酸参与了许多细胞途径，因此消除了它 - 例如通过抑制半胱氨酸产生的药物，可以使器官更容易受到日常毒素的影响，包括药物。

话虽如此，研究作者说，值得考虑的是，水果，蔬菜和豆类的半胱氨酸及其前体含有硫氨基酸蛋氨酸的水平要低得多。尽管较早的研究已将低硫氨基酸的摄入与健康益处联系起来，但本研究阐明了这些益处是由于半胱氨酸的耗竭而不是蛋氨酸限制。

“鉴于小鼠的最大半胱氨酸剥夺体重减轻取决于饮食和基因的缺失，前进，我们现在可以在特定细胞或组织中遗传恢复半胱氨酸的产生，并确定每个人在巨大的体重减轻中的作用，我们观察到了我们观察到的巨大作者。”纽约大学格罗斯曼医学院的病理学和细胞生物学系教授。 Littman博士补充说：“我们希望将来能够劫持这一过程的一部分，以诱发人类类似的体重减轻，但没有完全消除半胱氨酸。”

重叠的机制

该研究是第一个检查去除半胱氨酸或必需氨基酸中任何一种的作用，这些氨基酸必须通过饮食获得，并且是建立构成人体大部分酶，组织和信号分子的蛋白质所必需的。研究结果表明，从哺乳动物体中消除半胱氨酸的结果比去除任何其他必需氨基酸的体重减轻要大得多。

具体而言，半胱氨酸剥夺破坏了氧化磷酸化，这是产生三磷酸腺苷（ATP）的主要过程，这是用作细胞能量货币的分子。已知氧化磷酸化密切取决于COA。结果，不再有效使用了糖来衍生的中间分子（碳骨架），例如酸，酸酸盐，柠檬酸盐和α-酮戊二酸酯，而是在尿液中丢失。作为回应，人体变成储存的脂质（脂肪）以产生能量。

此外，该小组发现半胱氨酸限制激活了综合应力响应（ISR），这是一个信号网络，该信号网络恢复了压力后恢复细胞平衡，而氧化应激反应（OSR）是由较高水平的活性氧（ROS）触发的，该物体耗尽了较高的反应性氧（ROS）。 ROS可以氧化（从电子中夺走），并损害敏感的细胞部件（如DNA）。

值得注意的是，这种同时激活ISR和OSR（以前仅在癌细胞中观察到）在半胱氨酸限制组的小鼠中发生在正常组织中，两种应力反应相互加强。该研究还表明，ISR和OSR独立于COA耗竭作用，增加了应激激素GDF15的产生，这有助于食物厌恶和乙酰基-COA-羧化酶的降解，这是一种脂质合成中的关键酶。在研究小鼠中，通过防止其脂肪储存的补充进一步增加了体重减轻。