果糖是一種單糖,是所有天然糖中甜度最高的糖。廣泛存在于奶茶、糖果等加工食品中。大量研究表明果糖可能會導(dǎo)致肥胖癥,2型糖尿病等相關(guān)疾病,這無疑是對甜品愛好者的沉重打擊。然而更令人憂傷的是,近日,科學家還發(fā)現(xiàn)大量食用果糖可能會對人體免疫細胞的代謝和機理產(chǎn)生影響。
當?shù)貢r間2月22日,由英國斯旺西大學、布里斯托大學以及弗朗西斯·克里克研究所的研究人員聯(lián)合在《Nature Communications》發(fā)表了一篇題為“Fructose reprogrammes glutamine-dependent oxidative metabolism to support LPS-induced inflammation”的文章,發(fā)現(xiàn)高果糖飲食可能會導(dǎo)致免疫系統(tǒng)發(fā)炎,且這種炎癥會損害人體細胞和組織,導(dǎo)致器官和身體系統(tǒng)無法正常工作,從而可能引起疾病發(fā)生。
眾所周知,免疫系統(tǒng)在人體中有著重要的地位,它保護我們免受有害物質(zhì)、細胞變化和細菌病毒的侵害。自COVID-19大流行以來,特別是新冠**問世之后,免疫反應(yīng)的話題一直受到高度關(guān)注。因此,在這項新的研究中,科研人員對果糖與炎癥之間的相關(guān)性進行了全方面的分析。
研究人員在體外培養(yǎng)了活化的人單核細胞,然后分別用果糖、葡萄糖和半乳糖進行孵育,并用脂多糖(LPS)刺激單核細胞,在持續(xù)時間內(nèi)分別使用細胞外酸化率(ECAR)和耗氧率(OCR)測量糖酵解和氧化磷酸化水平。
研究發(fā)現(xiàn),果糖處理的單核細胞的糖酵解基線水平較低,僅略高于無糖對照組。另外,用果糖處理的單核細胞在LPS暴露后的ECAR中僅適度增加。這表明果糖的暴露促進了單核細胞的氧化表型。
鑒于暴露于果糖的人類單核細胞具有獨特的代謝特征,研究人員分析了果糖對單核細胞功能的影響。研究發(fā)現(xiàn),用果糖處理過的單核細胞會分泌一系列的細胞因子。
為了確定細胞因子的產(chǎn)生是否是轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的,研究人員對用葡萄糖或果糖處理、且經(jīng)LPS刺激的單核細胞進行了RNA測序(RNA-seq)分析,出乎意料的是,目標細胞因子的轉(zhuǎn)錄水平并沒有改變,這表明細胞因子產(chǎn)生不是通過轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的。
由于谷氨酰胺衍生的碳進入三羧酸循環(huán)(TCA)有助于TCA介導(dǎo)的氨基酸的合成,因此研究人員猜測果糖可能會增加谷氨酰胺介導(dǎo)的動脈粥樣硬化。于是,研究人員基于SITA結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)對谷氨酰胺進行分析。
研究發(fā)現(xiàn),果糖處理過的單核細胞能夠?qū)⒐劝滨0费苌奶紦饺隩CA循環(huán)中間體和氨基酸中。這說明果糖可以重新編程細胞代謝途徑,以促進谷氨酰胺分解和氧化代謝,這是炎性細胞因子產(chǎn)生增加的必要條件。
為了進一步研究果糖暴露對體內(nèi)炎癥的影響,隨后,研究人員構(gòu)建了小鼠LPS系統(tǒng)性炎癥模型,在使用LPS誘導(dǎo)之前,為小鼠每日提供10%葡萄糖或10%果糖/ 10%葡萄糖溶液2周,研究發(fā)現(xiàn),在暴露于果糖中的小鼠血清IL-1β水平顯著升高,并且IL-6和TNF也有升高的趨勢。這表明,短期補充果糖可增強LPS誘導(dǎo)的全身炎癥,促進體內(nèi)的炎癥表型。
總而言之,這項研究結(jié)果突出了人類單核細胞響應(yīng)果糖暴露的代謝可塑性,并闡明了果糖誘導(dǎo)炎癥的代謝機制。這些發(fā)現(xiàn)凸顯了微環(huán)境在塑造先天免疫反應(yīng)中的重要性,并使人們對果糖與糖尿病、肥胖癥之間關(guān)系有了更好的理解,同時可能為癌癥和傳染病等領(lǐng)域的研究治療奠定基礎(chǔ)。
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