断供这种氨基酸，短短一周体重暴跌30%！科学家揪出代谢减肥 “加速器”

在美食诱惑与久坐习惯的双重夹击下，全球肥胖正以“流行病”之势蔓延——全球六分之一人群被肥胖困扰。当碳水化合物限制、生酮饮食等手段仍在减肥界“各领风骚”时，一项关于氨基酸的研究却揭开了体重调控的新维度：剔除饮食中的半胱氨酸，竟能让小鼠在一周内体重锐减30%，且复食后迅速回弹。这场看似“极端”的饮食实验，究竟暴露了哪些代谢通路的关键开关？

一、肥胖困境与氨基酸的“隐秘角落”

传统饮食干预往往聚焦碳水或脂肪的摄入限制，却忽略了氨基酸代谢的精密调控网络。作为谷胱甘肽（GSH）合成的限速原料与辅酶A（CoA）的关键组分，半胱氨酸虽非传统意义上的“必需氨基酸”，却在氧化应激防御与能量代谢中占据枢纽地位。在Cse基因敲除小鼠（无法自主合成半胱氨酸）中，这种氨基酸的缺失将引发怎样的连锁反应？而在本周刚刚上线《Nature》的一篇研究论文中，研究团队通过剔除饮食中的单一氨基酸，开启了一场代谢机制的探秘之旅。

二、极速减重的实验现场：从表型到机制的层层解析

在C57BL/6小鼠模型中，剔除半胱氨酸的饮食（no-Cysdiet）展现出“颠覆性”效果：Cse−/−小鼠一周内体重下降30%，远超其他必需氨基酸限制组（如异亮氨酸缺失组下降27.4%）。这种减重并非单纯源于食欲抑制——即便控制食量相同，半胱氨酸缺失组的体重降幅仍比单纯卡路里限制组高15%，揭示了代谢效率的深层改变。

代谢笼数据显示，半胱氨酸缺乏小鼠的呼吸交换比（RER）显著下降，脂肪氧化率提升，白色脂肪组织出现“棕色化”特征——脂肪细胞内脂滴碎片化，解偶联蛋白UCP1表达激增，仿佛“白色脂肪在燃烧”。肝脏转录组揭示了双重应激信号的激活：综合应激反应（ISR）通过磷酸化eIF2α抑制全局翻译，同时诱导FGF21、GDF15等代谢调控因子；氧化应激反应（OSR）则通过NRF2通路激活谷胱甘肽代谢相关基因。

研究机制示意图

三、代谢重编程的核心：辅酶A耗竭与能量危机

除了应激信号，研究团队意外发现半胱氨酸缺失导致肝脏辅酶A（CoA）水平骤降——第2天减少30%，第7天仅剩25%。作为能量代谢的“分子货币”，CoA不足直接瘫痪三羧酸循环，使丙酮酸、柠檬酸等代谢中间产物大量随尿液排泄，同时迫使细胞依赖低效的糖酵解供能。更有趣的是，当小鼠被限制只能利用galactose（需线粒体氧化供能）时，半胱氨酸缺失组因无法维持氧化磷酸化，42小时内便濒临衰竭，印证了CoA耗竭引发的能量危机。

四、可逆调控的临床启示：从机制到干预的跨越

这项研究打破了“必需氨基酸决定代谢命运”的固有认知——非必需氨基酸的动态平衡同样能撬动体重调控的杠杆。半胱氨酸缺失通过“GSH耗竭-ISR/OSR激活-CoA危机”的三重打击，迫使机体进入“脂肪燃烧优先”的代谢模式，且复食后代谢状态迅速逆转，未观察到长期毒性。这为肥胖治疗提供了双向思路：短期半胱氨酸限制或可作为快速减重策略，而维持其稳态可能成为预防代谢综合征的新靶点。

从分子机制到临床转化，这项研究揭示了氨基酸代谢网络的惊人可塑性。当我们重新审视餐盘里的氨基酸组成时，或许藏着破解肥胖困局的关键密码——不是简单的“摄入与消耗”，而是精准调控代谢通路的“氨基酸开关”。未来，靶向半胱氨酸代谢或能为糖尿病、脂肪肝等代谢疾病开辟全新战场，让我们拭目以待这场“氨基酸革命”的更多可能。

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