麻省理工學院的一項新研究表明，食用富含氨基酸半胱氨酸的食物可以幫助小腸自我更新和修復。研究人員發現，半胱氨酸可以刺激免疫信號傳導過程，從而刺激幹細胞產生新的腸道組織。
這種增強的再生能力可以幫助身體治愈輻射造成的損傷。這是癌症治療的常見副作用，雖然這項研究是在老鼠身上進行的，但科學家表示，如果在人類身上看到類似的結果，那麼來自食物或補充劑的半胱氨酸可能是幫助腸道在受傷後更快癒合的新方法。
麻省理工學院幹細胞計劃主任、麻省理工學院生物學副教授、麻省理工學院科赫綜合癌症研究所成員 Omer Yilmaz 表示：“研究結果表明，如果我們給這些患者提供富含半胱氨酸的食物或半胱氨酸補充劑，也許我們可以通過化療減少輻射引起的損傷。” “這裡的優點是我們不使用合成分子。但我們正在利用天然食物化合物。”
此前的研究表明，吃某些類型的食物（包括限制熱量）可以增強腸道幹細胞的功能。然而，這項研究首次發現了一種可以直接提高腸道再生能力的單一營養素。
伊爾馬茲是該研究的資深作者。最近發布的 自然– 本文的第一作者是科赫研究所博士後研究員池芳濤。
食物和恢復
眾所周知，飲食對健康起著重要作用。高脂肪飲食會導致肥胖、糖尿病和其他慢性疾病，而低熱量飲食則可以延長許多動物的壽命。伊爾馬茲的實驗室長期以來一直在研究不同的飲食模式如何影響新幹細胞的生成。此前已有研究表明，高脂肪飲食和短期禁食都能以不同方式刺激幹細胞活性。
“我們知道宏觀食品，例如高糖、高脂肪食品和低熱量食品對健康有明顯影響。但在次級層面，我們對個體營養素如何影響幹細胞命運決定知之甚少。組織功能和整體組織健康也是如此，”耶爾馬茲說。
在最近的研究中，麻省理工學院的研究小組給老鼠餵食了富含 20 種氨基酸（蛋白質的組成部分）的飲食。然後他們分析了每種氨基酸如何影響腸道幹細胞的生長。半胱氨酸產生最嚴重的影響。通過增加干細胞和祖細胞。 （發育成成體腸道細胞的未成熟細胞）
進一步的實驗表明，當腸道細胞從食物中吸收半胱氨酸時，半胱氨酸會引起連鎖反應，激活稱為 CD8 T 細胞的免疫細胞。它們轉化為 CoA，這是一種進入腸粘膜內層的輔助因子。在那裡，CD8 T 細胞吸收 CoA，刺激它們增殖並釋放一種稱為 IL-22 的信號分子。
IL-22在調節腸道幹細胞的生成中發揮重要作用。但到目前為止，科學家們還不知道 CD8 T 細胞是如何產生這種細胞的。一旦激活，這些釋放 IL-22 的 T 細胞有助於保護和修復受傷的腸壁。
“這真是令人興奮的事情。這是給小鼠餵食富含半胱氨酸的食物的地方。導致免疫細胞數量的增加。我們通常與 IL-22 的產生和腸道調節無關，”Yilmaz 說。 “在富含半胱氨酸的食物中，產生 IL-22 的細胞會增加，尤其是 CD8 T 細胞分數。”
這些 T 細胞傾向於聚集在腸壁上。它們被放置在正確的位置，以便對損壞做出快速反應。研究人員指出，大部分 CD8 T 細胞激活發生在小腸中。不在消化道的其他地方。這可能是因為大多數膳食蛋白質在那裡被吸收。
修復放射和化療造成的損傷
在一項研究中，發現餵食富含半胱氨酸的飲食的老鼠能夠更好地修復腸道內壁的輻射損傷。研究小組發現，吃相同的飲食有助於治療後的康復。 5-氟尿嘧啶是一種常用於治療結腸癌和胰腺癌的化療藥物，它也可能損害腸道組織。
半胱氨酸天然存在於許多含蛋白質的食物中。包括肉類、乳製品、豆類和堅果。身體還可以通過在肝臟中轉化另一種氨基酸——蛋氨酸來製造半胱氨酸。然而，產生的半胱氨酸在體內循環。相反，它像食物中的半胱氨酸一樣以腸道為目標。
“通過吃半胱氨酸含量高的食物。腸道是第一個發現高半胱氨酸含量的地方，”季說。
除了抗氧化劑
半胱氨酸長期以來一直被認為具有抗氧化特性。但這項研究首次表明半胱氨酸還有助於腸道幹細胞再生。研究人員現在正在探索半胱氨酸是否可以刺激其他組織的再生。正在進行的一個項目是測試半胱氨酸是否可以促進毛囊的再生。
他們還計劃研究其他氨基酸。這可能會影響幹細胞更新和進一步的腸道健康。
“我認為我們即將揭示一些新的機制。這些氨基酸如何調節小腸和大腸的細胞決策和腸道健康有很多影響，”耶爾馬茲說。
這項研究得到了美國國立衛生研究院、V 基金會、Kathy 和 Curt Marble 癌症研究獎、科赫研究所-丹娜法伯/哈佛大學癌症中心橋樑計劃、美國衰老研究聯合會、麻省理工學院幹細胞計劃以及國家癌症研究所科赫研究所（核心）資助的支持。
