眾所周知，鍛煉身體好處多，可以幫助我們預(yù)防肥胖引發(fā)的大大小小的疾??；相比之下，缺乏運動壞處多，會增加肥胖、代謝性疾病和全因死亡風(fēng)險。因此，運動對代謝益處的關(guān)鍵在于避免肥胖。 雖然此前大規(guī)模多組學(xué)研究中，科學(xué)家們已經(jīng)繪制了受生理活動調(diào)節(jié)的生物分子圖譜，但這些分子變化和生理結(jié)果之間的功能關(guān)系仍難以捉摸。 近日，發(fā)表在 《Nature》 上的一項新研究中，來自斯坦福大學(xué)和貝勒醫(yī)學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)由高強(qiáng)度運動誘導(dǎo)的一種分子會進(jìn)入大腦以扼制食欲。該團(tuán)隊稱其為“抗饑餓”分子，該分子可能是啟動代謝性疾病患者減肥過程的關(guān)鍵。這一發(fā)現(xiàn)為探索模擬該分子作用以治療肥胖的新藥開辟了新的途徑。

這種名為Lac-Phe的“抗饑餓”分子是一種信號代謝物。它是人體內(nèi)天然存在的兩種化合物的混合物：乳酸和苯丙氨酸。當(dāng)你運動后大汗淋漓，感覺自己的胃都小了一圈兒，就是拜Lac-Phe所賜。這種作用不僅存在于人體，小鼠和賽馬在高強(qiáng)度運動后也會產(chǎn)生該分子。這意味著，Lac-Phe的影響可能滲透到整個動物界。

研究通訊作者、斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院病理學(xué)系助理教授Jonathan Long博士說：“我們都知道運動是有益的。它有利于控制體重和血糖。但我們想看看是否可以從分子和通路角度去剖析運動的這種作用?！?運動后，身體都發(fā)生了哪些分子變化？這是該團(tuán)隊最近開始的研究課題。在研究過程中，他們轉(zhuǎn)向了代謝組學(xué)領(lǐng)域，該領(lǐng)域涉及各種與代謝變化有關(guān)的分子，特別是在運動期間。 多年來，數(shù)千種代謝相關(guān)分子已被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，但可能還有更多種尚未被識別。 Long說：“它們確實存在，我們可以通過質(zhì)譜儀檢測到它們?！?為了以全局無偏的方式檢測運動誘導(dǎo)的循環(huán)代謝物，研究人員讓小鼠在跑步機(jī)上跑到精疲力盡后對它們的血漿進(jìn)行了靶向和非靶向代謝組學(xué)研究。靶向代謝組學(xué)分析檢測到幾種代謝物的增加，包括乳酸、富馬酸和琥珀酸，這些代謝物此前被認(rèn)為是由身體活動調(diào)節(jié)。接下來，通過非靶向代謝組學(xué)發(fā)現(xiàn)，運動對代謝產(chǎn)物的誘導(dǎo)作用最為顯著，該代謝物的質(zhì)荷比（m/z）為236.0928。 進(jìn)一步研究顯示，運動刺激了這種名為 N-乳酰苯丙氨酸 （Lac-Phe）的分子產(chǎn)生，這是一種通過血液傳播的信號代謝物，可以抑制進(jìn)食和肥胖。 隨后，研究人員又對賽前和賽后采集的純種賽馬的血漿進(jìn)行了靶向和非靶向代謝組學(xué)研究，同樣是Lac-Phe分子被非靶向代謝組學(xué)檢測為運動誘導(dǎo)的代謝物中變化最為顯著的。

事實上，Lac-Phe是整個數(shù)據(jù)集中最值得關(guān)注的三種分子之一。Long的同事、斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)教授Michael Snyder團(tuán)隊最近剛剛破譯了該分子的化學(xué)式，闡明它是乳酸和苯丙氨酸的組合。 這樣看來，Lac-Phe可以抑制小鼠的饑餓感，也可能包括賽馬和人類；但它是如何發(fā)揮作用的呢？乳酸是一種在運動之后使你產(chǎn)生灼熱感的分子，當(dāng)我們運動時，乳酸分子會在體內(nèi)積累，在達(dá)到峰值時，會觸發(fā)乳酸和苯丙氨酸的結(jié)合。 研究結(jié)果表明，乳酸和苯丙氨酸的結(jié)合是由一種名為 CNDP2 的蛋白質(zhì)催化的，該蛋白質(zhì)在在多種細(xì)胞類型中廣泛表達(dá)，包括巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞，以及其他免疫細(xì)胞和上皮細(xì)胞。

這意味著，當(dāng)我們運動時，許多不同類型的細(xì)胞都會感知到乳酸，然后CNDP2幫助生成Lac-Phe分子。 實驗發(fā)現(xiàn)，缺乏CNDP2的小鼠在運動后無法產(chǎn)生Lac-Phe，這些小鼠比CNDP2活性正常的小鼠吃得更多，脂肪堆積也更多。 Long說：“我們估計，Lac-Phe通路在運動的抗肥胖能力中起到了25%的作用。” 該團(tuán)隊在隨后的實驗中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)給肥胖小鼠注射Lac-Phe后饑餓感降低，并減少了高熱量食物的攝入，而且，它們的食物量攝入被抑制了30%左右，這將直接導(dǎo)致體重減輕和脂肪減少，并提升了葡萄糖耐量的改善，從而有助于逆轉(zhuǎn)糖尿病病情。

所有這些證據(jù)表明Lac-Phe能進(jìn)入大腦以抑制食欲，進(jìn)而阻止肥胖并改善代謝健康。 不過，Long提醒說，這一發(fā)現(xiàn)雖然令人興奮，但它只是一系列新研究的開始。未來將進(jìn)一步深入探索lac-phe抑制饑餓信號的確切機(jī)制。這也意味著要關(guān)注大腦中的哪些受體是lac-Phe的靶點。因此，Lac-Phe相關(guān)藥物還不能馬上被搬上藥店貨架。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04828-5

來源： 中國生物技術(shù)網(wǎng) 2022-07-11

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關(guān)鍵詞:

苯丙氨酸,Long,代謝物,饑餓,分子,運動,劇烈,產(chǎn)生,乳酸,小鼠,細(xì)胞,研究

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