麻省理工科学家发现可修复肠道的氨基酸
麻省理工学院研究人员发现，富含半胱氨酸的饮食能通过激活免疫通路促进小肠干细胞再生，从而实现肠道修复与更新。该发现有望为帮助身体修复放疗或化疗损伤提供新的膳食策略。
一项新研究发现，摄入高半胱氨酸食物有助于恢复和更新小肠。研究人员观察到，半胱氨酸能激活免疫信号通路，使干细胞生成新的肠道组织。这种增强的再生能力可能有助于修复放疗造成的损伤——这是癌症治疗患者常见的副作用。该研究在小鼠身上进行，若人类实验取得类似结果，通过饮食或补充剂增加半胱氨酸摄入或将成为加速组织愈合的潜在方法。
麻省理工干细胞计划主任、生物学副教授兼麻省理工科赫综合癌症研究所成员奥马尔·伊尔马兹表示：“研究表明，若为这些患者提供高半胱氨酸饮食或补充剂，或许能减轻化疗或放疗引发的部分损伤。其优势在于我们未使用合成分子，而是利用天然膳食化合物。”
半胱氨酸如何支持干细胞再生
早期研究显示，某些饮食模式（如低热量方案）可提升肠道干细胞活性。但本研究首次明确一种能直接增强肠道细胞再生的特定营养素。伊尔马兹担任本研究资深作者，论文于2025年10月1日发表在《自然》期刊，科赫研究所博士后研究员迟方涛为第一作者。
饮食对健康影响显著：高脂饮食与肥胖、糖尿病等代谢疾病相关，而限食已被证实可延长多物种寿命。近年，伊尔马兹实验室探索了不同饮食模式对干细胞更新的影响，发现高脂饮食和短期禁食可通过不同机制提升干细胞活性。
伊尔马兹表示：“我们知道高糖、高脂及低热量等宏观饮食对健康有明确影响，但在微观层面，我们对单个营养素如何影响干细胞命运决策及组织功能的认知仍有限。”
半胱氨酸在免疫激活中的作用
在新研究中，研究人员让小鼠摄入20种不同氨基酸（蛋白质基本单元）中的一种高含量饮食，并测量其对肠道干细胞再生的影响。其中，半胱氨酸对干细胞和祖细胞（分化为成熟肠道细胞的未成熟细胞）的作用最为显著。
深入研究揭示，半胱氨酸触发一系列事件，激活名为CD8+ T细胞的免疫细胞群体。当肠道内壁细胞从消化食物中吸收半胱氨酸后，将其转化为辅酶A（CoA），释放至肠道黏膜层。在此处，CD8+ T细胞吸收CoA并开始增殖，产生名为IL-22的细胞因子。
IL-22是调控肠道干细胞再生的关键因子，但此前未知CD8+ T细胞能通过产生IL-22促进肠道干细胞再生。激活后，这些释放IL-22的T细胞可有效应对肠道内壁的任何损伤。
伊尔马兹表示：“令人振奋的是，高半胱氨酸饮食能扩增通常不与IL-22产生相关的免疫细胞群。高半胱氨酸饮食使产生IL-22的细胞池增大，尤其是CD8+ T细胞亚群。”这些T细胞常聚集于肠道内壁，随时待命。研究人员发现，CD8+ T细胞的刺激主要发生在小肠而非消化道其他部位，这可能是因为人体摄入的蛋白质主要由小肠吸收。
修复肠道损伤
本研究显示，高半胱氨酸饮食刺激的再生过程有助于修复肠道内壁的放疗损伤。此外，在未发表的研究中，团队证实高半胱氨酸饮食对化疗药物5-氟尿嘧啶造成的损伤也有再生效果。该药物用于治疗结肠癌和胰腺癌，同样会损伤肠道内壁。
半胱氨酸广泛存在于高蛋白食物中，包括肉类、乳制品、豆类和坚果。人体也可通过肝脏将蛋氨酸转化为半胱氨酸进行合成，但肝脏产生的半胱氨酸会分布全身，无法像直接摄入饮食那样在小肠中积累。
迟方涛表示：“在我们的高半胱氨酸饮食中，肠道是首个接触高浓度半胱氨酸的部位。”
此前研究已证实半胱氨酸具有抗氧化作用，但本研究首次揭示其对肠道干细胞再生的影响。研究人员计划探究半胱氨酸是否有助于其他类型干细胞的组织再生，并正在开展一项关于其能否刺激毛囊再生的研究。他们还将深入探索其他可能影响干细胞再生的氨基酸。
伊尔马兹表示：“我认为我们将发现多种新机制，揭示这些氨基酸如何调控小肠和结肠中的细胞命运决策及肠道健康。”
参考文献："Dietary cysteine enhances intestinal stemness via CD8+ T cell-derived IL-22"，作者Fangtao Chi, Qiming Zhang, Jessica E. S. Shay, Shixun Han, Johanna Ten Hoeve, Yin Yuan, Zhenning Yang, Heaji Shin, Samuel Block, Sumeet Solanki, Yatrik M. Shah, Matthew G. Vander Heiden, Judith Agudo和Ömer H. Yilmaz，2025年10月1日发表于《自然》，DOI: 10.1038/s41586-025-09589-5。
本研究部分获得美国国立卫生研究院、V基金会、凯西与柯特·马布尔癌症研究奖、麻省理工科赫研究所-达纳-法伯/哈佛癌症中心桥梁项目、美国衰老研究联合会、麻省理工干细胞计划以及美国国家癌症研究所科赫研究所支持基金的资助。
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