一项新的研究表明，转基因小鼠缺乏制造氨基酸半胱氨酸的能力，并且喂食无半胱氨酸饮食，一周内体重减轻了30%。
5月21日研究表明，半胱氨酸的消耗破坏了哺乳动物细胞将食物转化为能量的正常代谢途径，迫使动物迅速燃烧脂肪储备，以满足能量需求。
由纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员领导的这项研究揭示了细胞如何处理碳水化合物和脂肪等燃料（代谢）以及半胱氨酸消耗如何影响组织的关键细节。实验表明，半胱氨酸水平的降低导致共因子辅酶a（CoA）水平下降，这使得将碳水化合物和脂肪转化为能量的机制效率低下。
尽管辅酶a参与了100多个中间代谢反应，并作为体内4%所有酶的伴侣（辅因子），但科学家此前无法直接研究其功能。这是因为CoA合成缺陷的小鼠通常不能存活三周以上。目前的研究结果首次详细说明了辅酶A如何影响成年小鼠的新陈代谢。
纽约大学格罗斯曼医学院生物化学和分子药理学系的朱莉·威尔逊·安德森教授、联合高级研究作者Evgeny a.Nudler博士说：“我们令人惊讶的发现表明，低半胱氨酸水平通过激活相互关联的生物通路网络，在我们的研究小鼠中引发了快速的脂肪损失。”
Nudler博士补充道：“虽然在临床上减肥仍然是未来的一项关键任务，但我们对这项研究揭示的代谢的深刻、基本方面感到非常兴奋。”
作者警告说，由于几乎所有的食物中都含有半胱氨酸，因此目前的研究结果并没有立即提出一种新的减肥方法。要实现真正的无半胱氨酸饮食，患者需要食用一种特殊配方的解决方案，这对大多数人来说都是一个挑战。此外，由于半胱氨酸参与多种细胞途径，通过抑制半胱氨酸生成的药物等方式消除半胱氨酸，可能会使器官更容易受到日常毒素（包括药物）的影响。
尽管如此，研究作者表示，值得考虑的是，水果、蔬菜和豆类中半胱氨酸及其前体含硫氨基酸蛋氨酸的含量远远低于红肉。虽然早期的研究已经将低硫氨基酸的摄入与健康益处联系起来，但这项研究澄清了这些益处是由于半胱氨酸消耗，而不是蛋氨酸限制。
联合高级作者、病理学系分子免疫学教授、纽约大学格罗斯曼医学院细胞生物学系教授Dan R.Littman医学博士说：“考虑到在小鼠中实现最大程度的半胱氨酸剥夺减肥取决于饮食和基因缺失，我们现在可以从基因上恢复特定细胞或组织中半胱氨酸的产生，并确定每种半胱氨酸在我们观察到的显著减肥中的作用。我们希望在未来利用这一过程的一部分，在不完全去除半胱氨酸的情况下，也能在人体内诱导类似的体重减轻。”
重叠机制
这项研究首次研究了去除半胱氨酸或九种必需氨基酸中的任何一种的效果。半胱氨酸必须通过饮食获得，是构建构成人体大部分酶、组织和信号分子的蛋白质所必需的。研究结果表明，从哺乳动物体内清除半胱氨酸比清除任何其他必需氨基酸都能带来更大的体重减轻。
具体来说，半胱氨酸缺乏会破坏氧化磷酸化，而氧化磷酸化是产生三磷酸腺苷（ATP）的主要过程，ATP是细胞的能量货币。众所周知，氧化磷酸化与辅酶A密切相关。因此，糖衍生的中间分子（碳骨架），如丙酮酸、乳清酸、柠檬酸和α-酮戊二酸不再有效使用，而是在尿液中丢失。作为回应，身体转向储存的脂质（脂肪）来制造能量。
此外，该团队发现，半胱氨酸限制激活了综合应激反应（ISR）和氧化应激反应（OSR），前者是一种在应激后恢复细胞平衡的信号网络，后者是由机体主要抗氧化剂谷胱甘肽耗竭后较高水平的活性氧物种（ROS）触发的。活性氧会氧化（带走电子）并损伤敏感的细胞部分，如DNA。
值得注意的是，先前仅在癌细胞中观察到的这种ISR和OSR的同时激活，在半胱氨酸限制组小鼠的正常组织中发生，两种应激反应相互加强。研究还表明，ISR和OSR独立于CoA耗竭作用，也会增加应激激素GDF15的生成，这有助于厌恶食物和降解脂肪生物合成中的关键酶乙酰CoA-羧化酶。这通过阻止脂肪储备的补充，进一步增加了研究小鼠的体重减轻。
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