2023年4月，深圳湾实验室王立铭课题组和重庆大学黄锐课题组合作在Cell Research 杂志发表文章“Dietary cysteine drives body fat loss via FMRFamide signaling in Drosophila and Mouse”，该研究在高蛋白食物中鉴定了减脂营养素——半胱氨酸并阐明了其作用机制。
肥胖已经成为世界性的健康难题，且増势迅猛，肥胖的防治每年消耗了大量的医疗资源。对于个体，肥胖除了引发二型糖尿病等代谢疾病，还会带来自卑等心理问题。因此，减肥势在必行，是当下医疗领域亟待解决的重点难题。
脂肪的过度或异位积累导致肥胖，减脂手术是临床上唯一疗效显著的治疗方法，但仅适用于重度肥胖患者。能量的摄入大于消耗是肥胖的成因，一系列靶向中枢神经系统抑制进食，或靶向脂肪组织促进脂肪降解的药物给肥胖的治疗带来希望，但同时引起的焦虑等精神障碍或心血管疾病极大限制了这类药物的使用。目前最安全实用的减肥方法还是“管住嘴，迈开腿”，仅凭借个人意志的减肥方法难以长期坚持，极易反弹，过度节食还会引起营养不良和进食障碍，因此寻求有效安全的减肥方法具有重要的现实意义和理论价值。
高蛋白饮食在多个物种中均有较好的减脂功效，相对于节食，高蛋白饮食可避免营养不良的副作用，且减脂效果能够维持较长时间，缺点是大量氨基酸代谢物的产生会加重肾脏负担，引发新的健康问题。改良高蛋白饮食的核心在于深入理解其中哪些组分是如何发挥减重作用的，并有针对性的进行优化。
2023年4月，深圳湾实验室王立铭课题组和重庆大学黄锐课题组合作在Cell Research 杂志发表文章“Dietary cysteine drives body fat loss via FMRFamide signaling in Drosophila and Mouse”，该研究在高蛋白食物中鉴定了减脂营养素——半胱氨酸并阐明了其作用机制。
研究者们在果蝇中发现，进食高蛋白食物后，进食行为受到显著抑制，说明能量摄入减少。同时分解代谢增强，说明能量消耗增加，证实高蛋白食物使能量平衡向减脂方向移动。通过对20种氨基酸的筛选，作者鉴定出半胱氨酸是发挥减脂功效的关键氨基酸，对机体脂肪的调节具有剂量依赖性效应。
利用高通量测序，作者发现半胱氨酸饮食极大改变了果蝇的神经肽-受体通路和代谢通路，还进一步阐明神经肽FMRFamine（FMRFa）通路介导了脂肪代谢和进食行为的神经调控。FMRFa神经元分布在果蝇的中央脑和Ventral nerve cord（VNC），这些神经元可以直接感知半胱氨酸而被激活释放FMRFa。其中有两个胞体定位在中央脑的进食中枢subesophageal zone (SEZ)，在此区域它们与甜味感知神经元Gr5a存在突触连接，借此抑制Gr5a神经元的活性，从而降低了果蝇对甜味的敏感性和进食行为；定位于VNC的胞体与外周组织存在广泛的联系，是调控脂肪代谢的FMRFa的主要来源。FMRFa与脂肪细胞表面的受体结合，激活了胞内PKA信号通路和下游脂解酶，最终引起了脂质降解。
在小鼠的研究中，半胱氨酸饮食显著减轻了体重，降低了内脏脂肪的含量，这些效应是通过分泌神经肽NPFF(与FMRFa同属RFamide肽家族成员)实现的。值得注意的是，半胱氨酸饮食或者注射NPFF还明显改善了高脂饲养小鼠的胰岛素抵抗水平，说明利用半胱氨酸减肥对代谢病的治疗具有积极作用。同时，行为学监测显示，这些处理并没有引起睡眠和活动性异常，提示是一种潜在安全的减脂方式。
总而言之，这项研究同时在果蝇和小鼠系统中鉴定了并揭示了半胱氨酸减脂的神经环路机制和底层分子机制。丰富了饮食营养的神经感知机理以及脑-体器官互作的代谢调控机理。可以帮助我们避免高蛋白减脂带来的潜在危害，引发我们对如何“吃”出健康的生物学问题进行深入思考和进一步探索。
这项研究主要由深圳湾实验室副研究员宋婷婷博士、研究助理秦武洒和重庆大学研究生赖泽亮、李昊宇、李代涵共同完成。深圳湾实验室分子生理所副所长、资深研究员王立铭教授和重庆大学医学院黄锐教授共同负责了该项目的指导工作。王立铭教授课题组致力于代谢调控的神经生物学机理研究，欢迎对该领域研究感兴趣的本科生、研究生应聘研究助理/博士后的科研岗位。（课题组主页https://www.szbl.ac.cn/scientificresearch/researchteam/2594.html ；岗位招聘：http://muchong.com/t-15487446-1）。
原文信息：
Dietary cysteine drives body fat loss via FMRFamide signaling in Drosophila and Mouse
文章来源 | 王立铭课题组
编辑 | 鲍 啦
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