人體的蛋白質由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雜志在線發表的一項突破性研究顯示：經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對能量危機。

這項由紐約大學格羅斯曼醫學院團隊主導的研究，系統闡明了細胞代謝碳水化合物與脂肪的動態過程，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關鍵代謝輔因子——輔酶A（CoA）的急劇減少，導致碳水化合物和脂肪的產能效率顯著降低。

來源：Nature

盡管CoA參與100余種中間代謝反應，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死亡。本研究通過條件性基因編輯技術，首次完整描繪了CoA在成年哺乳動物代謝網絡中的核心調控作用。

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. 半胱氨酸缺乏導致體重快速下降

結果發現，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，研究人員發現，限制半胱氨酸激活了整合應激反應（ISR）和氧化應激反應（OSR），這導致GDF15和FGF21的表達增加。限制半胱氨酸導致組織CoA水平降低，導致線粒體功能降低和代謝重編程。這些改變導致能量效率低下的無氧糖酵解和三羧酸循環缺陷，并持續排泄丙酮酸、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導致代謝效率低下

“小鼠在熱量限制下維持體溫的能力優于人類，因此能更快燃燒脂肪。不過，賓夕法尼亞大學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合理性，但該發現目前尚無法直接幫助人類減重。新西蘭奧塔哥大學內分泌學家Jim Mann持謹慎態度：“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，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。開發藥物方法來選擇性地降低肝臟等關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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