作為人體中最豐富的氨基酸之一,富含于貝類和肉類的牛磺酸(taurine)以游離形式存在于人體的器官和組織中,發揮著多種重要的生理功能:它能幫助恢復線粒體功能,緩解肌肉疲勞,提升運動能力……因為這些已知的健康益處,牛磺酸成為能量飲料的常見添加成分。
然而,牛磺酸的作用還遠遠沒有被完全挖掘。最近一年來,多項重磅研究陸續揭示,牛磺酸對人體健康還有更廣泛的潛在益處。去年的一篇《科學》論文就揭示了牛磺酸的抗衰老潛能,補充牛磺酸有助于延長小鼠壽命,阻止衰老帶來的體重增長,緩解與衰老相關的情緒焦慮和抑郁。今年,一篇《細胞》論文發現牛磺酸甚至具有癌癥治療潛力,補充牛磺酸可以激活耗竭的CD8+ T細胞,提升腫瘤免疫治療的效果。
現在,又一項最新發表的《自然》論文揭示了牛磺酸在代謝調控中的重要作用。研究首次揭示了體重相關基因Pter與牛磺酸代謝之間的聯系,通過補充牛磺酸代謝物N-乙酰牛磺酸,有望開發出新型減肥療法。
牛磺酸可以通過不同的代謝途徑生成多種牛磺酸代謝物,其中,大約在10年前被發現的N-乙酰牛磺酸是一種頗為神秘的代謝物,科學家們尚未找到N-乙酰牛磺酸的生物合成、降解方式,也不知道這種成分究竟只是一種無活性的牛磺酸代謝副產物,還是對我們的身體起到了特定的作用。
在這項研究中,斯坦福大學Jonathan Long教授帶領團隊試圖破解N-乙酰牛磺酸的代謝謎題。他們發現,磷酸三酯酶相關蛋白(phosphotriesterase-related,簡稱PTER)是人體內唯一能特異性水解N-乙酰牛磺酸的酶,它的催化作用將N-乙酰牛磺酸重新水解為牛磺酸以及乙酸鹽。
雖然因為生理學功能所知甚少而被稱作“孤兒酶”,但對研究人員來說,PTER并不是無名之輩。此前有基因篩查研究發現,編碼PTER的基因與人體的身體質量指數(BMI)相關,只是PTER在BMI中的真正作用是什么,仍然是個未解之謎。
由于PTER水解酶與體重相關,那么一旦失去PTER,機體的體重與代謝會發生怎樣的改變呢?
為此,作者設計了Pter敲除小鼠,他們觀察到在缺乏PTER的情況下,小鼠血液和組織中的N-乙酰牛磺酸水平高于對照小鼠。而在給小鼠喂食高脂肪飲食,并且飲食添加了牛磺酸的情況下,8周后Pter敲除小鼠的進食量與體重都明顯低于對照組,兩組的體重差異來自Pter敲除小鼠更低的脂肪量。因此,PTER的缺失使得小鼠體內的N-乙酰牛磺酸無法水解而大量積累,產生與通過運動或飲食補充牛磺酸相似的效果,它們不僅對飲食誘導的肥胖有抵抗能力,血糖穩態也得到改善。
既然N-乙酰牛磺酸的積累可以抵抗肥胖,那么直接攝入N-乙酰牛磺酸能否產生相同的效果?接下來的實驗證實了這一點,每日注射N-乙酰牛磺酸可以減少肥胖小鼠的進食量、降低體重
研究團隊還發現,PTER的作用通路獨立于熱門的GLP-1受體激動劑,N-乙酰牛磺酸的抗肥胖作用依賴于功能性GFRAL受體。
由此,這些實驗定義了與能量平衡相關的PTER依賴性牛磺酸代謝途徑,提供了一種進行肥胖干預的潛在新途徑。
值得一提的是,N-乙酰牛磺酸的生成方式還沒有完全弄清楚,初步實驗提出腸道微生物可能在其中發揮了重要作用。因此,如果接下來的研究能夠進一步揭開腸道菌群與N-乙酰牛磺酸的聯系,或許有望通過益生菌或飲食干預來促進N-乙酰牛磺酸生成、幫助干預體重。
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