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《自然》子刊:高果糖飲食損傷免疫系統!科學家發現果糖會增加單核細胞的促炎細胞因子分泌,或影響免疫功能丨科學大發現

發布日期:2021-04-23    作者:昭遠制藥    

現在大家對飲食健康越來越注意,也越來越留心到糖的害處,甚至有些“談糖色變”了。這也非常能夠理解,畢竟奇點糕自己也是論文看得越多,越意識到糖,尤其是果糖,存在很多我們之前并不了解的隱患。


最為諸位讀者所了解的應當是果糖使用大幅度增加帶來的肥胖流行,同步增加的則是各種非傳染性疾病,比如2型糖尿病、非酒精性脂肪肝病等疾病的增加。果糖的代謝與葡萄糖不同,之前我們的文章也有提到,在合成脂肪這一項上,果糖比葡萄糖的利用效率要高30%。


相對的,果糖對免疫的影響就不那么受關注了。其實在很多病理生理情況下,例如多種血液腫瘤中,都存在患者外周血/骨髓微環境中果糖濃度極高的現象;而一些正常的組織器官也存在對果糖的代謝偏好——由此誕生的問題是,暴露于高果糖環境的免疫細胞們,是否會產生一些異變呢?


近期,英國科研團隊在《自然通訊》雜志發表論文,研究者們發現,果糖會減弱單核細胞的代謝靈活性,增加單核細胞促炎細胞因子的分泌,誘導炎癥表型。雖然這還未能與具體的疾病表現達成關聯,但仍舊值得我們注意。

細胞的能量來源有很多,可以“吃”葡萄糖,也可以“吃”果糖或者其他的營養物質。在不同營養底物的條件下,細胞也會選擇合適的代謝方式,或糖酵解或氧化磷酸化來產生能量。這就是我們所說的“代謝靈活性”。


但是有意思的是,當嘗試著用抑制氧化磷酸化的藥物來處理不同糖類培養的人單核細胞,研究者發現,用葡萄糖、半乳糖培養的單核細胞都能夠通過增加糖酵解來補足被抑制的氧化磷酸化,但用果糖培養的單核細胞卻沒能表現出這種“補償”,氧化磷酸化連同糖酵解的水平都降低了。


顯然,果糖培養后的單核細胞變得不那么“靈活”了。


“吃”糖代謝搞生產可是大事兒,不“靈活”的單核細胞,功能會不會受到影響呢?


研究者隨后測量了脂多糖(LPS)刺激單核細胞產生的細胞因子水平,發現果糖培養的單核細胞會產生更多的IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α,與葡萄糖培養的單核細胞差距不小。

果糖培養的單核細胞產生了更多促炎細胞因子

不過,雖然分泌的細胞因子變多了,但實際兩組單核細胞上與激活有關的表面標記水平并沒有差異,RNA測序結果也提示轉錄水平沒有變化。


研究者觀察到,mTORC1下游蛋白的激活,這與此前發現的果糖可激活mTORC1結果一致,說明可能是通過mTORC1介導的翻譯增加了促炎細胞因子的產生。


通過同位素標記和色譜-質譜(GC-MS)分析,研究者發現,果糖能夠顯著增加三羧酸(TCA)循環,因此也更加需要谷氨酰胺等碳源作為TCA循環的原料。

這些都是細胞實驗,在體內是否也有同樣的發現呢?


研究者首先確定,小鼠的骨髓衍生巨噬細胞(BMDMs)表型類似人類單核細胞,也能夠在果糖培養下出現一致的代謝變化和促炎細胞因子表達增加。


研究者分別給兩組小鼠提供10%的葡萄糖溶液和10%的葡萄糖/果糖混合溶液,持續喂養兩周,此時小鼠還不會發展出代謝相關疾病。實驗結果顯示,暴露于果糖的小鼠血清IL-1β水平顯著升高,IL-6和TNF-α也觀察到了相應的升高趨勢。

吃了果糖的小鼠促炎細胞因子水平更高

萬幸,果糖的“壞”影響似乎僅限于單核細胞和巨噬細胞,對cD4+/CD8+T細胞的觀察并未發現任何表型變化。


這是首次證實果糖能夠不依賴于代謝疾病增強炎癥。


就這一項研究結果來看,還不能夠說明果糖介導的炎癥是否會導致病理表現,例如其他研究提出的慢性果糖暴露于加劇感染炎癥、導致非酒精性脂肪型肝炎或致癌之間的關系,這部分還需要后續的研究去證實。


而在果糖作用下,單核細胞代謝靈活性的減弱,預示著在一些代謝條件較為嚴苛的環境中,例如細菌感染過程中或腫瘤微環境中,單核細胞可能無法發揮正常的免疫功能。


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