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《自然》子刊:高果糖饮食损伤免疫系统!科学家发现果糖会增加单核细胞的促炎细胞因子分泌,或影响免疫功能丨科学大发现

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奇点网 2021-04-16 08:11
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奇点糕觉得,现在大家对饮食健康越来越注意,也越来越留心到糖的害处,甚至有些“谈糖色变”了。这也非常能够理解,毕竟奇点糕自己也是论文看得越多,越意识到糖,尤其是果糖,存在很多我们之前并不了解的隐患。

最为诸位读者所了解的应当是果糖使用大幅度增加带来的肥胖流行,同步增加的则是各种非传染性疾病,比如2型糖尿病、非酒精性脂肪肝病等疾病的增加。果糖的代谢与葡萄糖不同,之前我们的文章也有提到,在合成脂肪这一项上,果糖比葡萄糖的利用效率要高30%

相对的,果糖对免疫的影响就不那么受关注了。其实在很多病理生理情况下,例如多种血液肿瘤中,都存在患者外周血/骨髓微环境中果糖浓度极高的现象;而一些正常的组织器官也存在对果糖的代谢偏好——由此诞生的问题是,暴露于高果糖环境的免疫细胞们,是否会产生一些异变呢?

近期,英国科研团队在《自然通讯》杂志发表论文[1],研究者们发现,果糖会减弱单核细胞的代谢灵活性,增加单核细胞促炎细胞因子的分泌,诱导炎症表型。虽然这还未能与具体的疾病表现达成关联,但仍旧值得我们注意。

图源 | pixabay

细胞的能量来源有很多,可以“吃”葡萄糖,也可以“吃”果糖或者其他的营养物质。在不同营养底物的条件下,细胞也会选择合适的代谢方式,或糖酵解或氧化磷酸化来产生能量。这就是我们所说的“代谢灵活性”。

但是有意思的是,当尝试着用抑制氧化磷酸化的药物来处理不同糖类培养的人单核细胞,研究者发现,用葡萄糖、半乳糖培养的单核细胞都能够通过增加糖酵解来补足被抑制的氧化磷酸化,但用果糖培养的单核细胞却没能表现出这种“补偿”,氧化磷酸化连同糖酵解的水平都降低了

显然,果糖培养后的单核细胞变得不那么“灵活”了。

“吃”糖代谢搞生产可是大事儿,不“灵活”的单核细胞,功能会不会受到影响呢?

研究者随后测量了脂多糖(LPS)刺激单核细胞产生的细胞因子水平,发现果糖培养的单核细胞会产生更多的IL-1β、IL-6、IL-8、IL-10和TNF-α,与葡萄糖培养的单核细胞差距不小。

果糖培养的单核细胞产生了更多促炎细胞因子

不过,虽然分泌的细胞因子变多了,但实际两组单核细胞上与激活有关的表面标记水平并没有差异,RNA测序结果也提示转录水平没有变化。

研究者观察到,mTORC1下游蛋白的激活,这与此前发现的果糖可激活mTORC1结果一致,说明可能是通过mTORC1介导的翻译增加了促炎细胞因子的产生

通过同位素标记和色谱-质谱(GC-MS)分析,研究者发现,果糖能够显著增加三羧酸(TCA)循环,因此也更加需要谷氨酰胺等碳源作为TCA循环的原料。

这些都是细胞实验,在体内是否也有同样的发现呢?

研究者首先确定,小鼠的骨髓衍生巨噬细胞(BMDMs)表型类似人类单核细胞,也能够在果糖培养下出现一致的代谢变化和促炎细胞因子表达增加。

研究者分别给两组小鼠提供10%的葡萄糖溶液和10%的葡萄糖/果糖混合溶液,持续喂养两周,此时小鼠还不会发展出代谢相关疾病。实验结果显示,暴露于果糖的小鼠血清IL-1β水平显著升高,IL-6和TNF-α也观察到了相应的升高趋势

吃了果糖的小鼠促炎细胞因子水平更高

万幸,果糖的“坏”影响似乎仅限于单核细胞和巨噬细胞,对cD4+/CD8+T细胞的观察并未发现任何表型变化

这是首次证实果糖能够不依赖于代谢疾病增强炎症。

就这一项研究结果来看,还不能够说明果糖介导的炎症是否会导致病理表现,例如其他研究提出的慢性果糖暴露与加剧感染炎症、导致非酒精性脂肪型肝炎或致癌之间的关系,这部分还需要后续的研究去证实。

而在果糖作用下,单核细胞代谢灵活性的减弱,预示着在一些代谢条件较为严苛的环境中,例如细菌感染过程中或肿瘤微环境中,单核细胞可能无法发挥正常的免疫功能。

本文作者丨代丝雨

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