编辑推荐：
牛磺酸衍生的代谢物可能是调节食物摄入和体重的关键，可能会激发出一类新的减肥药。
饮食、体重和新陈代谢有着错综复杂的联系，因此研究它们之间的关系绝非易事。人们的饮食习惯包括各种各样的食物，其中许多是在不同类型的饮食中共享的；这种复杂性使得很难确定因果关系。“你应该吃什么？”你不应该吃什么？斯坦福大学的生物化学家Jonathan Long若有所思地说。为了应对这一挑战，Long于分离饮食中单一的、化学定义明确的成分，以更好地了解它们对身体的影响。
牛磺酸是一种氨基酸，通常存在于肉类、贝类和能量饮料中，是许多人日常饮食的一部分。虽然人类自然产生牛磺酸，但饮食中的牛磺酸可以支持免疫系统并改善心血管健康。它经常被用作减肥或增强运动表现的补充剂。鉴于牛磺酸参与各种生理功能，研究人员一直热衷于了解它是如何在体内代谢的，因为它被转化为不同的含牛磺酸分子。这促使Long开始探索牛磺酸的代谢途径，他将注意力集中在一种尚未得到充分研究的牛磺酸代谢物N-乙酰牛磺酸上
Long对哺乳动物的新陈代谢很感兴趣，他从化学角度研究能量平衡和肥胖。
N-乙酰牛磺酸是牛磺酸在降解过程中与醋酸结合形成的，它会随着饮食和运动的变化而波动。然而，其分解过程和潜在功能的细节仍不清楚。研究人员对这种分子与能量平衡或肥胖等问题的关系特别感兴趣。在研究这一差距时，研究人员发现了一种负责分解N-乙酰牛磺酸的酶，并将这一途径与体重调节联系起来。他们的研究结果发表在《Nature》杂志上，揭示了缺乏这种酶的鼠积累了高水平的N-乙酰牛磺酸，当喂食高脂肪食物时，会抵抗饮食引起的肥胖这项研究表明，牛磺酸代谢途径可以帮助调节体重和食物摄入，突出了它作为开发类似Ozempic的新型减肥药的潜力。
Long对新陈代谢的着迷源于它在人体如何处理食物并将其转化为能量的过程中所扮演的角色——这一过程影响着健康、衰老和体重。在探索代谢物时，他发现了牛磺酸，这是一种含量惊人但尚未得到充分研究的化合物，存在于贝类、肉类和能量饮料等食物中。对牛磺酸缺乏研究引起了他的兴趣。
他说：“像牛磺酸这样的东西在我们吃的食物中如此丰富和普遍，但实际上人们对它如何影响我们的身体知之甚少，这有点有趣和不寻常。”为了更好地理解饮食与其对体重的潜在影响之间的关系，他从化学的角度解决了这个问题。
为了做到这一点，研究人员使用了一种老式的生物化学方法来寻找负责调节N-乙酰牛磺酸的酶。“我们不知道它会在哪里，”Long解释说。他们研磨并纯化了来自不同小鼠器官的酶促产物，寻找N-乙酰牛磺酸降解的产物：醋酸酯和牛磺酸。然后，研究人员使用色谱法分离酶产物并寻找水解活性的峰值，这帮助他们确定了三种候选酶。在这些候选物中，研究人员发现一种被称为磷酸三酯酶相关酶（PTER）的孤儿酶是n -乙酰牛磺酸水解所必需的。
先前的一项大规模基因研究表明，PTER基因与人的体重有关，但对这种酶本身几乎一无所知这促使Long去找出两者之间的联系。
为了研究PTER的生理相关性，研究人员使用了PTER敲除（KO）小鼠模型。在所有组织中，没有PTER的小鼠的N-乙酰牛磺酸水平与野生型动物相比“飙升”。Long想知道这种特性会如何影响高脂肪饮食小鼠的体重调节。
虽然人类在饮食中摄入不同数量的牛磺酸，但标准小鼠的食物通常缺乏牛磺酸。由于牛磺酸是PTER活性的一个组成部分，研究人员将它添加到PTER KO和野生型小鼠的饮用水中，同时给它们喂食高脂肪饮食。八周后，Pter KO小鼠吃得更少，并且抵抗饮食引起的肥胖。与野生型小鼠相比，这些小鼠也表现出更好的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性，可能是由于这种瘦。然而，喂食标准食物的Pter KO小鼠，无论补充牛磺酸，体重或食物摄入量都没有变化。Long说，这些发现支持基因-环境相互作用，其中Pter基因与饮食中的牛磺酸相互作用，并且在环境刺激（如高脂肪饮食）存在的情况下，与体重的关系变得明显。
十年前，明尼苏达大学（University of Minnesota）的营养生物化学家Chi Chen将N-乙酰牛磺酸描述为乙醇代谢的生物标志物，他说，他很高兴看到其他研究小组证明了这种化合物的重要性。他评论说，这项工作有一个有趣的角度，可以转化为药理学应用。“吸引人的一点是，这是一种内源性化合物，所以在某种程度上，你可以认为它是安全的，而不用担心副作用。”
Long赞同利用这些发现来治疗体重调节的想法，并补充说：“Pter基因与体重控制有关的事实，至少在小鼠中，可能会导致针对这一途径的Pter抑制剂的发展，并补充减肥药物，如Ozempic。”
生物通微信公众号
生物通 版权所有
