Nat Cell Biol:「以毒攻毒?」—脂肪代謝產物「狙擊」糖類代謝產物的毒性效應

2021-02-23 細胞

研究者們很久之前就知道，低碳水、豐富脂肪的飲食能夠防止一系列因生活習慣或年齡導致的疾病的發生，進而保證老年人的健康。然而，直到目前為止，我們仍不清楚其中的原因。根據最近一項由來自Aarhus大學的科學家們發表在《nature cell biology》雜誌上的一篇文章，機體的能量代謝以及其化學中間物起著十分重要的作用。


（圖片來源：CC0 Public Domain）

總的來說，研究者們發現細胞在代謝脂肪的過程中同時能夠對血糖的中的有毒成分起到祛毒的作用。這進而緩解了因年齡而增高的特定疾病的患病風險，例如糖尿病、阿茲海默症以及癌症等等。

這一祛毒化的過程是一類此前從未被發現的細胞生化反應，究其原因，是由於該過程沒有任何經典糖分降解過程中相關的酶類物質的參與。該過程涉及到一種叫做「酮乙酸乙酯」的物質，該物質是由機體脂肪代謝產生的，能夠捕獲以及抑制糖類代謝導致的另一種代謝產物—「乙二醛」的產生。

此前研究發現乙二醛是一種你對細胞有毒性的物質，它對於上述的年齡相關疾病的發生具有重要的影響，例如糖尿病失控患者體內伴隨血糖濃度的升高的同時也會出現乙二醛濃度的上升。

根據研究者們的說法，這一研究對於人們理解生物的代謝過程提供了新的線索。此外，對於患有糖尿病等與年老有關的疾病的患者來說，這一發現也提供了新的治療思路。

資訊出處：The body's own fat-metabolism protects against the harmful effects of sugar

原始出處：Trine Salomón et al, Ketone Body Acetoacetate Buffers Methylglyoxal via a Non-enzymatic Conversion during Diabetic and Dietary Ketosis, Cell Chemical Biology (2017). DOI: 10.1016/j.chembiol.2017.07.012 

Cell：細胞治療領域觀察者

長按識別二維碼，輕鬆關注

相關焦點

  • 薑黃素及其代謝修飾產物對PC12細胞氧化損傷的保護作用
    為了揭示膳食多酚對多種疾病的預防和治療作用機制，研究其代謝產物的生物活性具有重要意義。　　在用7.5 μmol/L四氫薑黃素處理時，細胞存活率低於5 μmol/L處理組，這可能是由於過氧化氫損傷導致細胞抵抗能力減弱，較高濃度的四氫薑黃素（7.5 μmol/L）處理對細胞產生了一定的毒性作用。
  • Cell:細胞工廠——代謝工程改造
    代謝工程是在微生物發酵的基礎上發展而來的。它是將細胞原有的代謝過程加以改造，目的是加強某些天然代謝產物的含量，或者是賦予細胞生產新的代謝產物的能力。它的潛在應用十分廣泛，包括生產燃料、食物、飼料和藥物等等。不過，想將細胞改造成高效的"工廠"並不容易，因為細胞進化出了的嚴密的代謝網絡，這其中的分子通路錯綜複雜，同時受著嚴密的調控。
  • Leptolyngbya屬海洋藍細菌次級代謝產物的研究進展|MDPI
    該篇綜述總結了Leptolyngbya屬海洋藍細菌中目前發現的次級代謝產物結構及其生理活性，對其中特徵生物合成途徑進行討論，並對其在次級代謝產物生成及應用方面提出了展望。 研究背景 藍細菌，也被稱為藍綠藻，是世界上最古老的原核生物之一。
  • Nat Commun|Aβ酵母模型新發現:氧化還原代謝調控Aβ毒性
    該研究利用表達人源Aβ42的酵母菌模型和基因測序方法發現FMN1基因和其代謝產物黃素單核苷酸（FMN）可以降低錯誤摺疊蛋白負荷，調節細胞代謝和氧化還原狀態，從而減輕Aβ42毒性。1，核黃素代謝缺陷會增加Aβ42毒性該團隊構建了表達人源Aβ42的酵母菌模型，通過測序和富集分析，發現了13個與Aβ42毒性相關的基因，這些基因主要參與蛋白分泌和降解過程。
  • Organic Lett:張長生等深海放線菌次級代謝產物研究獲進展
    近日，中科院海洋生物資源可持續利用重點實驗室（依託於南海海洋研究所）的科研人員在深海微生物的研究方面獲得新進展：從深海來源的放線菌中發現了一系列結構新穎的活性次級代謝產物，相關研究的最新成果在線發表於Organic Letters。
  • 海綿共附生毛球腔屬真菌活性代謝產物及降脂機製取得進展
    海綿自身物理防禦差，海綿共附生的微生物往往能夠產生活性代謝產物來協助海綿抵抗捕食者，這些代謝產物結構獨特，生物活性豐富，是海洋藥物及其先導化合物的重要來源。中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室和廣東省海洋藥物重點實驗室劉永宏學科組長期從事海洋微生物活性天然產物研究，學科組龐小豔博士對採自徐聞的美麗屬海綿來源毛球腔屬真菌進行了次級代謝產物的研究，近期在呋喃酮類化合物降脂機制研究方面取得進展。
  • 可用於分析微生物與代謝產物之間相互作用的人工神經網絡
    最近， 國際頂級方法學期刊《Nature Methods》發表了由加利福尼亞大學聖地牙哥分校兒科、加州大學計算機科學與工程系 、加州大學合作質譜創新中心以及加利福尼亞大學聖地牙哥分校微生物群創新中心 多學科合作研究的最新成果：「Learning representations of microbe–metabolite interactions（可用於分析微生物與代謝產物之間相互作用的人工神經網絡
  • 海綿共附生毛球腔屬真菌活性代謝產物及降脂機制研究取得進展
    海綿自身物理防禦差，海綿共附生的微生物往往能夠產生活性代謝產物來協助海綿抵抗捕食者，這些代謝產物結構獨特，生物活性豐富，是海洋藥物及其先導化合物的重要來源。中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室和廣東省海洋藥物重點實驗室劉永宏團隊長期從事海洋微生物活性天然產物研究，對採自徐聞的美麗屬海綿來源毛球腔屬真菌進行了次級代謝產物研究，近期在呋喃酮類化合物降脂機制研究方面取得進展。
  • 精氨酸及其代謝產物對機體的作用
    研究表明，L-精氨酸代謝在體內有3條途徑，一是精氨酸在一氧化氮合酶催化下代謝產生NO，並生成瓜氨酸;二是在精氨酸分解酶作用下，精氨酸生成鳥氨酸和尿素，也可通過甘氨酸轉脒基酶催化分解為鳥氨酸和肌酐酸;三是由鳥氨酸生成多胺，多胺是腐胺、亞精胺和精胺的統稱，對於調控細胞生長和發育具有重要作用。精氨酸降解主要在小腸完成。
  • 高強度運動可影響血中數百種代謝產物！Circulation研究
    近日，哈佛醫學院麻省總院學者進行的一項研究顯示，12分鐘的高強度運動，會影響85%的代謝產物血液循環水平。而這些代謝產物涉及有利於促進心臟代謝健康的機制通路，比如調控胰島素抵抗、氧化應激、血管反應、炎症、壽命等方面。比如，經過12分鐘的劇烈運動，與胰島素抵抗相關的穀氨酸，其水平下降了29%；與增加糖尿病和肝病風險相關的二甲基胍基戊酸（DWGV），下降了18%。
  • 昆明植物所非傳統次生代謝產物研究取得進展
    最近，由中科院昆明植物所研究員沈月毛主持的國家傑出青年科學基金項目「非傳統次生代謝產物的生物學功能及生物合成研究」通過了由國家自然科學基金委員會組織的結題驗收。    該項目以天然產物化學為基礎，以生理活性為導向，系統開展了微生物次生代謝產物的製備，生物學功能及作用機制探討，生物合成及合成機制研究等工作。
  • Nature:膽汁酸的腸道細菌代謝產物竟能調節Treg細胞分布!
    導讀：腸道「強壯」的免疫功能與效應T細胞及調節性T細胞（Treg）在體內的平衡有關。Treg細胞的主要特徵是細胞內Foxp3分子的表達。丁酸鹽在內的微生物發酵產物可在胸腺外誘導Foxp3的表達，促進CD4+T細胞向外周Treg（pTreg）細胞分化，且該過程由非編碼序列1（CNS1）增強子協助進行。
  • 安徽農大用LC-MS代謝組學和GC-MS代謝組學對茶樹細胞代謝效應研究
    、啶蟲脒和吡蟲啉這三種新菸鹼類物質相比，TMX在茶葉細胞懸浮培養中更容易代謝，並在培養物中鑑定出七種代謝產物，包括另一種常用的殺蟲劑克洛替啶（CLO），但TMX對懸浮培養茶葉細胞代謝的影響及其代謝機制尚不清楚。
  • Cell | 異硫氰酸鹽在腸道菌群代謝中的操縱子
    我們吃的水果蔬菜中有很多具有藥理作用的次級代謝產物，這些化合物的多樣性超出了我們對其代謝命運理解的想像。很多腸道微生物與許多這樣的過程有關，經過它們的加工，改變了這些物質的反應性，生化功能和上皮細胞吸收的傾向。但是這些生物我們往往只了解它的生物分類，但不知道其遺傳和生化水平的特殊性。
  • Nature|膽汁酸次級代謝產物促進結腸組織T細胞產生
    包括丁酸鹽在內的微生物發酵產物可促進外周誘導的Treg（pTreg）細胞的生成，這些研究也表明代謝產物可塑造結腸免疫細胞群的構成【1】。除了飲食成分外，細菌還修飾宿主來源的多種分子【2】。膽汁酸的細菌轉化體現了這一點，膽汁酸細菌轉化產生了一系列具有多種生理功能的類固醇。
  • 青島能源所提出利用微生物合成萜烯化合物和芳香族化合物的代謝...
    但是，這些化合物的微生物合成都受一些共性問題的限制，如前體和輔因子供應不足、代謝途徑過長、代謝支路幹擾和產物毒性強等問題。另外，萜烯化合物和芳香族化合物合成的代謝途徑過長，導致毒性中間代謝產物累積、細胞代謝負荷重、細胞生長受影響和代謝不平衡等問題。該研究組基於前期工作，提出了多種針對代謝途徑過長的解決策略，包括代謝途徑的模塊化研究、外源基因的染色體整合表達和代謝途徑的動態調控等。
  • 中國科研人員在新型代謝產物農藥研發方面取得重要進展
    世界農化網中文網報導： 近日，國際合成生物學領域權威期刊《ACS Synthetic Biology》在線發表了上海交通大學生命科學技術學院何亞文課題組的研究論文《利用一個受群體感應調控的高效溫敏啟動子生物合成新型代謝產物農藥吩嗪-1-醯胺》（Identification
  • 人細胞毒性T細胞單細胞代謝譜的揭示
    人細胞毒性T細胞單細胞代謝譜的揭示 作者：小柯機器人 發布時間：2020/9/2 16:14:30 美國史丹福大學Sean C. Bendall小組揭示了人細胞毒性T細胞的單細胞代謝譜。
  • 農學代謝組學|用GC-MS分析同源的三種玉米代謝物和代謝途徑
    在三個玉米品種的代謝產物中，通過GC-MS代謝組學和標準品檢測共檢測到59種代謝產物，有5種未知結構的代謝產物，且代謝產物的相對含量均在0.1％以上。例如，華農18中的甘油參與三醯基甘油的生物合成途徑，而三醯甘油是脂蛋白的重要組成部分，並在新陳代謝中起重要作用，成為食物中能量和脂肪的媒介。三醯甘油的能量密度是糖和蛋白質的兩倍，其含量也與動脈硬化有關。德美亞9的特定代謝產物確定為糖、脂肪酸和有機酸。因此這種玉米比其他兩個品種具有更好的質量和更高的產量。不同的玉米品種具有特定的代謝產物。
  • 16S+LC-MS代謝組學助力復旦大學探究新鮮和腐爛藻類的毒性效應
    藻毒素在浮遊動物、貽貝、甲殼類動物和魚類等水生生物中累積，並可轉移到高等脊椎動物體內，具有潛在的致死和亞致死效應。先前的研究主要都集中在單一物質對水生生物的毒性上，很少進行FAS和RAS的毒性研究。本文研究了FAS和RAS的組成和毒性，觀察了FAS和RAS對魚類的器官損傷，抗氧化反應和腸道微生物的影響，為藻類毒性及其對水生生物危害相關領域的研究提供依據。