摘要：这项研究发表于 5 月 21 日的《自然》杂志，表明半胱氨酸的缺失会导致人体新陈代谢紊乱。缺乏这种必需氨基酸，小鼠的细胞无法再有效地将食物转化为能量。结果，它们的身体开始快速燃烧储存的脂肪，拼命地试图满足能量需求。

食用不含半胱氨酸的饮食的小鼠通过快速燃烧脂肪减轻了三分之一的体重，揭示了一种小氨基酸如何在能量产生和细胞压力中发挥巨大作用。

科学家对小鼠进行了基因改造，使其无法合成半胱氨酸，并给它们喂食完全缺乏半胱氨酸的食物。短短一周内，这些小鼠的体重就惊人地减少了 30%。

体重急剧下降是由于辅酶 A（一种将食物转化为能量的关键分子）的消耗导致能量代谢紊乱所致。

在一项引人注目的新研究中，经过基因改造以停止产生氨基酸半胱氨酸的小鼠，然后喂食不含半胱氨酸的食物，在短短一周内体重就减轻了 30％。

这项研究发表于 5 月 21 日的《自然》杂志，表明半胱氨酸的缺失会导致人体新陈代谢紊乱。缺乏这种必需氨基酸，小鼠的细胞无法再有效地将食物转化为能量。结果，它们的身体开始快速燃烧储存的脂肪，拼命地试图满足能量需求。

这项研究由纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员领导，揭示了细胞如何处理碳水化合物和脂肪等能量来源。它还强调了一种名为辅酶 A (CoA) 的小分子的核心作用。当半胱氨酸水平下降时，CoA 水平也会下降，从而削弱将食物转化为能量所需的细胞机制。

CoA 参与超过 100 种代谢反应，并与体内约 4% 的酶协同作用。迄今为止，直接研究 CoA 一直很困难，因为CoA生成缺陷的小鼠通常无法活过婴儿期。但这项研究首次详细揭示了 CoA 在成年小鼠体内的运作机制，以及当 CoA 功能失效时会发生什么。

“我们令人惊讶的研究结果表明，低半胱氨酸水平通过激活一个相互关联的生物通路网络，引发了我们研究小鼠的快速脂肪减少，”该研究的共同资深作者、纽约大学格罗斯曼医学院生物化学和分子药理学系教授、霍华德·休斯医学研究所研究员叶夫根尼·努德勒（Evgeny Nudler）博士指出：“虽然在临床上推动减肥仍然是未来的一项关键任务，但目前最让我们兴奋的是这项研究揭示的代谢的深刻而基础的层面。”

作者提醒，由于几乎所有食物中都含有半胱氨酸，目前的发现并不能立即提出一种新的减肥方法。要实现真正不含半胱氨酸的饮食，需要患者服用一种特殊配制的溶液，这对大多数人来说都具有挑战性。此外，由于半胱氨酸参与多种细胞通路，因此通过诸如抑制半胱氨酸生成的药物等方式消除半胱氨酸，可能会使器官更容易受到日常毒素（包括药物）的侵害。

尽管如此，该研究的作者表示，值得考虑的是，水果、蔬菜和豆类的半胱氨酸及其前体——含硫氨基酸蛋氨酸的含量远低于红肉。虽然早期研究已将低硫氨基酸摄入与健康益处联系起来，但这项研究澄清，这些益处是由于半胱氨酸的消耗，而非蛋氨酸的限制。

“鉴于小鼠实现最大程度的半胱氨酸剥夺减肥效果取决于饮食和基因的删除，因此，我们现在可以通过基因手段恢复特定细胞或组织中半胱氨酸的生成，并确定每种方法在我们观察到的显著减肥效果中的作用，”联合资深作者、医学博士、哲学博士、纽约大学格罗斯曼医学院病理学系分子免疫学教授兼细胞生物学系教授丹·L·利特曼（Dan L. Littman）说道：“我们希望将来能够控制这一过程的某些部分，在不完全去除半胱氨酸的情况下诱导人类达到类似的减肥效果。”他也是霍华德·休斯医学研究所的研究员。

这项研究首次探究了去除半胱氨酸（或九种必需氨基酸中的任何一种）的影响。这些氨基酸必须通过饮食获取，是构成人体大部分酶、组织和信号分子的蛋白质所必需的。研究结果表明，从哺乳动物体内去除半胱氨酸比去除任何其他必需氨基酸更能有效减轻体重。

具体来说，半胱氨酸的缺乏会破坏氧化磷酸化，而氧化磷酸化是产生三磷酸腺苷 (ATP) 的主要过程，ATP 是细胞的能量货币。众所周知，氧化磷酸化与辅酶 A 紧密相关。结果，糖衍生的中间分子（碳骨架），例如丙酮酸、乳清酸、柠檬酸和 α-酮戊二酸，不再被有效利用，而是随尿液流失。作为回应，身体转而利用储存的脂质（脂肪）来产生能量。

此外，研究小组发现，限制半胱氨酸摄入既能激活整合应激反应 (ISR)，这是一种在应激后恢复细胞平衡的信号网络，又能激活氧化应激反应 (OSR)。氧化应激反应是由谷胱甘肽（人体的主要抗氧化剂）耗竭后活性氧 (ROS) 水平升高引发的。ROS 可以氧化（夺走电子）并损伤 DNA 等敏感的细胞部分。

值得注意的是，这种 ISR 和 OSR 同时激活的现象此前仅在癌细胞中观察到，但在半胱氨酸限制组小鼠的正常组织中也观察到了，并且两种应激反应相互增强。研究还表明，ISR 和 OSR 独立于辅酶 A（CoA）耗竭而起作用，增加了应激激素 GDF15 的产生，这会导致厌食和乙酰辅酶 A 羧化酶（脂质合成的关键酶）的降解。这通过阻止小鼠补充脂肪储备，进一步加剧了小鼠的体重减轻。

除了本研究的共同资深作者 Evgeny Nudler 博士和 Dan L. Littman 博士之外，共同第一作者还包括细胞生物学系 Littman 博士和 Nudler 博士实验室的联合培养学生 Alan Varghese 以及纽约大学格罗斯曼医学院生物化学和分子药理学系的 Ivan Gusarov。纽约大学朗格尼医学中心的其他贡献者包括细胞生物学系的 Daria Dolgonos、Yatin Mankan 和 Mydia Phan；生物化学和分子药理学系的 Ilya Shamovsky 和 Drew Jones；神经科学系的 Begoña Gamallo-Lana 和 Adam Mar；高级研究技术部的 Rebecca Jones；病理学系的 Thales Papagiannakopoulos 以及放射肿瘤学和 Perlmutter 癌症中心的 Michael Pacold。其他研究作者包括新泽西州罗格斯癌症研究所的 Maria Gomez-Jenkins 和 Eileen White，以及多伦多约克大学生物系的 Rui Wang。

参考资料：《揭开与半胱氨酸缺乏相关的快速减肥》作者：Alan Varghese、Ivan Gusarov、Begoña Gamallo-Lana、Daria Dolgonos、Yatin Mankan、Ilya Shamovsky、Mydia Phan、Rebecca Jones、Maria Gomez-Jenkins、Eileen White、Rui Wang、Drew R. Jones、Thales Papagiannakopoulos、Michael E. Pacold、Adam C. Mar，Dan R. Littman 和 Evgeny Nudler，2025 年 5 月 21 日，《自然》。DOI：10.1038/s41586-025-08996-y

来源：康嘉年華一点号