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人體的蛋白質(zhì)由20種氨基酸組成，其中9種為必需氨基酸——異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸、色氨酸、纈氨酸和組氨酸。這些氨基酸無法由人體自行合成（嬰幼兒時期無法合成組氨酸，成年人可部分合成），必須通過膳食攝取。

5月21日，Nature雜志在線發(fā)表的一項突破性研究顯示：經(jīng)過基因編輯無法合成半胱氨酸的小鼠，在飼喂無半胱氨酸飲食一周后，體重顯著下降30%。該研究揭示，半胱氨酸耗竭通過破壞哺乳動物細胞將食物轉(zhuǎn)化為能量的核心代謝通路，迫使機體啟動低效的脂肪動員機制以應(yīng)對能量危機。

這項由紐約大學(xué)格羅斯曼醫(yī)學(xué)院團隊主導(dǎo)的研究，系統(tǒng)闡明了細胞代謝碳水化合物與脂肪的動態(tài)過程，以及半胱氨酸缺失對組織代謝的重編程作用。實驗證實，半胱氨酸水平下降引發(fā)關(guān)鍵代謝輔因子——輔酶A（CoA）的急劇減少，導(dǎo)致碳水化合物和脂肪的產(chǎn)能效率顯著降低。

來源：Nature

盡管CoA參與100余種中間代謝反應(yīng)，并作為4%人體酶的必需輔因子，但其功能研究長期受限于動物模型短缺——因CoA合成缺陷的幼鼠通常在出生三周內(nèi)死亡。本研究通過條件性基因編輯技術(shù)，首次完整描繪了CoA在成年哺乳動物代謝網(wǎng)絡(luò)中的核心調(diào)控作用。

研究人員比較了限制單個必需氨基酸（EAA）和限制半胱氨酸對小鼠體重的影響。他們將通過基因編輯移除了胱硫醚γ-裂解酶的小鼠的體重減輕情況，與仍具有該酶的小鼠進行了對比。

圖1. 半胱氨酸缺乏導(dǎo)致體重快速下降

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，缺乏胱硫醚γ-裂解酶的小鼠在不含半胱氨酸的飲食中體重下降最為顯著，減少了30%，而其他飲食組的小鼠體重則沒有下降。相比之下，體內(nèi)仍有該酶的小鼠在不含半胱氨酸的飲食中體重并未減輕。

此外，只有在飲食中缺乏半胱氨酸和蛋氨酸且限制熱量攝入的情況下，體內(nèi)仍存有該酶的老鼠才能減重，減重幅度約為25%。

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，限制半胱氨酸激活了整合應(yīng)激反應(yīng)（ISR）和氧化應(yīng)激反應(yīng)（OSR），這導(dǎo)致GDF15和FGF21的表達增加。限制半胱氨酸導(dǎo)致組織CoA水平降低，導(dǎo)致線粒體功能降低和代謝重編程。這些改變導(dǎo)致能量效率低下的無氧糖酵解和三羧酸循環(huán)缺陷，并持續(xù)排泄丙酮酸、尿酸、草酸、α-酮戊二酸、富含氮化合物和氨基酸。

圖2. 半胱氨酸缺乏通過消耗CoA導(dǎo)致代謝效率低下

“小鼠在熱量限制下維持體溫的能力優(yōu)于人類，因此能更快燃燒脂肪。不過，賓夕法尼亞大學(xué)的一項短期人體試驗表明，低甲硫氨酸/半胱氨酸飲食對超重人群無負面影響，且確實能導(dǎo)致體重減輕。”論文共同通訊作者Evgeny Nudler博士指出，“下一步需更多人體試驗評估此類飲食的有效性與安全性。”

盡管半胱氨酸在減重中的作用具有科學(xué)合理性，但該發(fā)現(xiàn)目前尚無法直接幫助人類減重。新西蘭奧塔哥大學(xué)內(nèi)分泌學(xué)家Jim Mann持謹慎態(tài)度：“新的減重或體重維持方法層出不窮。我們需要非常、非常謹慎地確認一種新飲食方式并非曇花一現(xiàn)，而是真正有效。”

最后，研究團隊表示，在飲食來限制半胱氨酸并不容易，因為半胱氨酸存在于大多數(shù)高蛋白食物中。但低半胱氨酸含量（減少紅肉攝入量）且富含水果和某些蔬菜的飲食方式是可行的，而且也能帶來同樣的健康益處。開發(fā)藥物方法來選擇性地降低肝臟等關(guān)鍵器官中的半胱氨酸水平，可能會提供一種有針對性的療法，從而更有效地減少脂肪、降低體重。

參考資料：

[1]Alan Varghese et al. Unravelling cysteine-deficiency-associated rapid weight loss. Nature（2025）

https://www.nature.com/articles/s41586-025-08996-y

[2]https://www.nature.com/articles/d41586-025-01597-9

[3]https://medicalxpress.com/news/2025-05-newfound-mechanism-rewires-cellular-energy.html

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