撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

生理學(xué)中的一個(gè)基本問題是了解組織如何適應(yīng)并改變其細(xì)胞構(gòu)成以響應(yīng)飲食信號(hào)。哺乳動(dòng)物的小腸由快速更新的 LGR5+腸道干細(xì)胞（ISC）維持，這些細(xì)胞會(huì)對(duì)諸如禁食方案和致肥胖飲食等宏量營(yíng)養(yǎng)素的變化作出反應(yīng)，然而，在穩(wěn)態(tài)和損傷期間，特定氨基酸如何控制腸道干細(xì)胞的功能，目前仍不清楚。

放療和化療等癌癥治療，以及炎癥性腸病，都會(huì)導(dǎo)致腸道損傷。然而，長(zhǎng)期以來，腸道損傷修復(fù)的復(fù)雜動(dòng)態(tài)一直困擾著研究人員，能夠刺激腸道內(nèi)壁的腸道干細(xì)胞再生的干預(yù)措施，寥寥無幾。

2025 年 10 月 1 日，麻省理工學(xué)院?mer H. Yilmaz團(tuán)隊(duì)（博士后遲方濤為第一作者），在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表了題為：Dietary cysteine enhances intestinal stemness via CD8+ T cell-derived IL-22 的研究論文。

該研究證實(shí)，飲食中的半胱氨酸，通過刺激 CD8+ T 細(xì)胞分泌IL-22，增強(qiáng)腸道損傷后腸道干細(xì)胞介導(dǎo)的損傷修復(fù)和腸道再生，這一發(fā)現(xiàn)凸顯了半胱氨酸在作為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)組分的傳統(tǒng)功能之外的作用，為再生醫(yī)學(xué)開辟了新前景，尤其是對(duì)于因放療或化療而遭受腸道損傷的患者而言。

遲方濤博士

論文第一作者遲方濤，2014 年本科畢業(yè)于浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，2020 年博士畢業(yè)于加州大學(xué)洛杉磯分校，2020 年至今在麻省理工學(xué)院進(jìn)行博士后研究工作。

半胱氨酸（cysteine）是一種半必需氨基酸，我們的身體通?？梢宰约汉铣桑谔囟ㄉ?xiàng)l件下無法合成足夠量，因此需要通過飲食進(jìn)行額外補(bǔ)充。

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，飲食來源的半胱氨酸能夠增強(qiáng)腸道損傷后腸道干細(xì)胞介導(dǎo)的腸道再生。

具體來說，半胱氨酸有助于腸道上皮細(xì)胞中輔酶 A（CoA）的生物合成，這促進(jìn)了上皮內(nèi)CD8αβ+T 細(xì)胞的擴(kuò)增，并讓它們出乎意料地分泌白細(xì)胞介素-22（IL-22），而 IL-22 是腸道干細(xì)胞增殖的關(guān)鍵介質(zhì)，負(fù)責(zé)組織修復(fù)和屏障維護(hù)。這種增強(qiáng)的 IL-22 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)直接提升了損傷后的腸道干細(xì)胞的修復(fù)能力。

研究團(tuán)隊(duì)通過一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)了上述發(fā)現(xiàn)——輔酶 A 補(bǔ)充劑可重現(xiàn)半胱氨酸的上述作用，而上皮細(xì)胞特異性確實(shí)胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 SLC7A11 則會(huì)阻斷上述作用；CD8αβ+ T 細(xì)胞中缺乏 IL-22 的小鼠，以及 CD8αβ+ T 細(xì)胞被耗竭的小鼠，在半胱氨酸治療后均未表現(xiàn)出增強(qiáng)的腸道修復(fù)和再生能力。

這一發(fā)現(xiàn)推翻了免疫學(xué)和再生生物學(xué)領(lǐng)域之前的觀點(diǎn)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)上 CD8+ T 細(xì)胞與腸道中的 IL-22 生成并無關(guān)聯(lián)。該研究展示了一種飲食誘導(dǎo)的免疫調(diào)控途徑，描繪了營(yíng)養(yǎng)、免疫和組織再生之間新的關(guān)聯(lián)。

半胱氨酸在各種高蛋白食物中含量豐富，包括肉類、奶制品、豆類和堅(jiān)果。盡管我們的肝臟能夠合成內(nèi)源性半胱氨酸。但該研究表明，飲食中的半胱氨酸具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能將其再生作用集中在腸道內(nèi)（尤其是小腸中），這是由于小腸是氨基酸吸收的主要部位，這種局部富集促進(jìn)了半胱氨酸對(duì)腸道干細(xì)胞激活和組織修復(fù)至關(guān)重要的免疫調(diào)控過程，相比之下，全身性的半胱氨酸分布，會(huì)導(dǎo)致的這種修復(fù)潛力被稀釋。

這項(xiàng)研究的臨床意義重大，為接受放療或化療的癌癥患者提供了一種潛在輔助療法，因?yàn)榉暖熁蚧熗ǔ６紩?huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)腸道損傷。而該研究證實(shí)，富含半胱氨酸的飲食顯著提高了接受放療或化療藥物治療的小鼠的腸道損傷的恢復(fù)率，突顯了飲食干預(yù)在減輕治療相關(guān)黏膜損傷方面的治療潛力。為開發(fā)針對(duì)癌癥治療或炎癥性腸病期間增強(qiáng)腸道健康和損傷修復(fù)的營(yíng)養(yǎng)策略以及可能的輔助補(bǔ)充劑配方開辟了道路。

除了腸道環(huán)境之外，研究團(tuán)隊(duì)還探索了半胱氨酸的再生作用是否能延伸到其他干細(xì)胞群和器官。初步研究顯示，半胱氨酸可能還具有促進(jìn)毛囊再生的效果，這表明其影響范圍可能更廣，涉及不同組織類型。

總的來說，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了飲食來源的半胱氨酸能夠調(diào)控干細(xì)胞命運(yùn)決定、促進(jìn)損傷修復(fù)，重新激發(fā)了我們對(duì)免疫細(xì)胞命運(yùn)和功能的代謝調(diào)控的興趣，有望徹底改變我們對(duì)于飲食在健康方面作用的傳統(tǒng)認(rèn)知。研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，有必要開展人體臨床試驗(yàn)，以驗(yàn)證這些發(fā)現(xiàn)的可轉(zhuǎn)化性。如果半胱氨酸能夠在人類腸道組織中發(fā)揮類似的免疫和再生作用，那么將對(duì)腫瘤學(xué)、胃腸病學(xué)和再生醫(yī)學(xué)帶來變革性的影響。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09589-5