在癌癥治療中,放療等往往會(huì)損傷腸道,讓患者承受嚴(yán)重的副作用。有沒有一種簡(jiǎn)單、安全的方法,能幫助身體加快修復(fù)?
近日,美國麻省理工學(xué)院(MIT)的科學(xué)家們?cè)?Nature 發(fā)表最新研究。他們發(fā)現(xiàn),一種日常飲食中常見的氨基酸——半胱氨酸(Cysteine),能夠激活免疫系統(tǒng)中的關(guān)鍵信號(hào)通路,幫助腸道干細(xì)胞更快地再生組織。這一發(fā)現(xiàn)或?qū)榉呕熀蟮哪c道修復(fù)提供全新的營養(yǎng)干預(yù)思路。
我們?cè)缫阎?,飲食結(jié)構(gòu)對(duì)健康有深遠(yuǎn)影響。高脂飲食可導(dǎo)致肥胖和糖尿病,而低熱量飲食則被證實(shí)能延長壽命。近年來,麻省理工學(xué)院干細(xì)胞研究中心主任、干細(xì)胞生物學(xué)副教授 Omer Yilmaz 課題組持續(xù)探索飲食與干細(xì)胞再生的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)高脂飲食和短期禁食都能在不同程度上增強(qiáng)腸道干細(xì)胞的活性。
然而,過去的研究多聚焦于“宏觀飲食模式”,而非單一營養(yǎng)物質(zhì)的作用?!拔覀冎栏咛?、高脂、低熱量飲食都會(huì)影響健康,但從微觀層面看,究竟單個(gè)營養(yǎng)分子如何影響干細(xì)胞命運(yùn)、組織功能和整體健康,我們了解得還很有限?!盰ilmaz 指出。
為此,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一項(xiàng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn):讓小鼠分別攝入富含 20 種不同氨基酸之一的高蛋白飲食,并觀察其對(duì)小腸干細(xì)胞的影響。結(jié)果顯示,半胱氨酸的作用最為顯著,能顯著促進(jìn)腸道干細(xì)胞及其前體細(xì)胞的再生。
進(jìn)一步研究揭示了半胱氨酸發(fā)揮作用的完整機(jī)制。當(dāng)腸道上皮細(xì)胞吸收食物中的半胱氨酸后,會(huì)將其轉(zhuǎn)化為一種叫做輔酶A(CoA)的分子。CoA隨后被釋放到腸黏膜中,鄰近的 CD8 T 細(xì)胞(一種免疫細(xì)胞)吸收了 CoA,從而被激活并開始分泌一種關(guān)鍵細(xì)胞因子——白介素-22(IL-22)。
IL-22 是調(diào)控腸道干細(xì)胞再生的重要信號(hào)分子。此前,人們并不知道 CD8 T 細(xì)胞也能分泌 IL-22 來促進(jìn)腸道干細(xì)胞的更新。
Yilmaz解釋說:“我們驚訝地發(fā)現(xiàn),給小鼠喂食高半胱氨酸飲食,會(huì)讓一種我們?cè)静⒉徽J(rèn)為具有 IL-22 分泌功能的免疫細(xì)胞群體顯著擴(kuò)增。特別是小腸黏膜中的 CD8 T 細(xì)胞數(shù)量大幅增加,它們成為新的 IL-22 來源?!?/p>
這些 T 細(xì)胞恰好分布在腸道上皮內(nèi)層,因此當(dāng)腸道受傷時(shí),它們能夠迅速“出手”,通過 IL-22 信號(hào)激活干細(xì)胞修復(fù)受損組織。值得注意的是,這種反應(yīng)主要發(fā)生在小腸而非其他消化系統(tǒng)部位,研究人員認(rèn)為這與小腸是人體蛋白質(zhì)吸收的主要場(chǎng)所密切相關(guān)。
在實(shí)驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn):當(dāng)小鼠接受輻射照射后,其腸黏膜通常會(huì)受到嚴(yán)重?fù)p傷,而富含半胱氨酸的飲食顯著加速了修復(fù)過程。在另一項(xiàng)尚未發(fā)表的研究中,他們還發(fā)現(xiàn),這種飲食同樣能幫助緩解化療藥物 5-氟尿嘧啶(5-FU) 對(duì)腸道造成的毒性損傷。
5-FU 廣泛用于結(jié)腸癌、胰腺癌等癌癥治療,但副作用之一就是破壞腸道上皮。研究團(tuán)隊(duì)的發(fā)現(xiàn)意味著,未來或許能通過簡(jiǎn)單的營養(yǎng)干預(yù),幫助患者在放化療后更快恢復(fù)。
半胱氨酸廣泛存在于富含蛋白質(zhì)的食物中,如肉類、奶制品、豆類和堅(jiān)果。人體也能通過在肝臟中將另一種氨基酸——蛋氨酸(Methionine) 轉(zhuǎn)化為半胱氨酸來自行合成,但這種“內(nèi)源性”半胱氨酸會(huì)分布到全身各組織,并不會(huì)像飲食攝入那樣集中作用于小腸。
正如論文第一作者 Fangtao Chi 解釋的那樣:“當(dāng)我們通過飲食攝入高含量半胱氨酸時(shí),小腸是第一個(gè)直接接觸高濃度半胱氨酸的地方,這使其成為再生效應(yīng)的主要發(fā)生部位?!?/p>
除了本次發(fā)現(xiàn)的免疫信號(hào)通路,半胱氨酸此前已被證明具有抗氧化作用,能清除自由基、減少細(xì)胞損傷。新研究進(jìn)一步揭示了它在干細(xì)胞再生層面的全新潛力。
未來,研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步探索半胱氨酸是否能刺激其他類型的干細(xì)胞。目前,他們已啟動(dòng)一項(xiàng)新的研究,探討其是否能促進(jìn)毛囊干細(xì)胞的再生,從而推動(dòng)毛發(fā)生長。
此外,團(tuán)隊(duì)還在篩選其他氨基酸,看是否存在類似或互補(bǔ)的干細(xì)胞調(diào)控機(jī)制。Yilmaz表示:“我相信我們會(huì)發(fā)現(xiàn)更多氨基酸影響細(xì)胞命運(yùn)與腸道健康的新機(jī)制。這將為營養(yǎng)干預(yù)提供全新的科學(xué)依據(jù)?!?/p>
本研究由美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)、V基金會(huì)(V Foundation)、麻省理工學(xué)院科赫綜合癌癥研究所前沿研究項(xiàng)目、MIT 與哈佛 Dana-Farber 癌癥中心聯(lián)合的“橋梁計(jì)劃”(Bridge Project)、美國老齡研究聯(lián)合會(huì)(AFAR)以及MIT干細(xì)胞研究中心資助。同時(shí),該研究也得到了美國國家癌癥研究所(NCI)的核心支持。
https://news.mit.edu/2025/cysteine-rich-diet-may-promote-intestinal-lining-regeneration-study-suggests-1001
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