mitochondria

近期发表于Cell Metabolism的一项动物研究成果，通过设计宏量营养素5种水平（蛋白质：碳水化合物：脂肪各占比为10:70:20，14:57:29，19:63:18，33:20:47 或55:25:20）和2个能量水平，配制10种试验饲料，在这10种饮食基础上添加二甲双胍，雷帕霉素或白藜芦醇（它们被认为是热量限制模拟物），最终有40种饮食和药物干预方法用于喂养小鼠，结果表明不同饮食对肝脏蛋白质组有明显的影响，不仅对代谢途径，而且对线粒体功能和RNA剪接等基本过程都有影响。其实关于能量及三大宏量营养素的最佳供给量和比例在许多研究都有探讨，对健康或疾病状态下所得出的最佳推荐可能存在不同，目前我国通常推荐正常成人摄入碳水化合物占总供能比50～60%，蛋白质10～15%，脂肪25～30%。

营养 Nutrition geometric framework macronutrients Proteome

二甲双胍

“神药”二甲双胍如何影响全身代谢（综述）

二甲双胍可通过抑制肝脏胰岛素生成并改善胰岛素抵抗，以改善糖尿病患者的血糖。Trends in Pharmacological Sciences上发表的一篇综述文章，详细介绍了在不同组织（肠道、肝脏、脂肪组织等）中，二甲双胍影响全身代谢的分子机制。

二甲双胍 Metformin insulin resistance Nutrient metabolism mitochondria

高蛋白膳食

高蛋白饮食减少肝脏脂肪

研究纳入进行减肥手术的肥胖人群，探究高/低蛋白饮食的干预对其肝脏脂肪的影响。研究结果显示，虽然高蛋白膳食干预下，肝脏细胞的脂质代谢似乎并没有增加，但是肝脏内脂质的摄取和合成明显降低，进而抵御肝脏细胞脂质的积累，降低肝脏脂肪含量。

高蛋白膳食肝脏脂肪 Obesity Nutrition dietary protein

低蛋白/高碳水化合物饮食

低蛋白/高碳水化合物饮食诱导皮下脂肪生热

文章探究了低蛋白/高碳水化合物饮食（LPHC）促进脂肪组织中能量代谢的相关分子机制。研究结果显示，LPHC主要通过AMPK途径、调控Ucp1、SERCA和肌动球蛋白基因、线粒体氧化基因等相关分子的表达，进而促进皮下脂肪组织细胞的产热。文章认为，LPHC或可以通过增强线粒体氧化代谢以及褐色脂肪组织的能量代谢分配，进而干预代谢性疾病。

低蛋白/高碳水化合物饮食脂肪生热 Systems physiology mitochondria Metabolism

菌群

微生物及其产物胆汁酸如何影响抗肿瘤免疫（综述）

Immunological Reviews的这篇综述讨论了肠道内外菌群、胆汁酸池和肥胖对抗肿瘤免疫的影响。以梭菌属为主的肠道菌群可将初级胆汁酸水解为次级胆汁酸，而不同胆汁酸可通过其位于全身各处的受体（如G蛋白耦合胆汁酸受体和法尼醇X受体）影响免疫系统，进而影响癌症进展。因此胆汁酸受体是备受关注的治疗癌症的新型靶点。本文提及的一项研究结果很有趣：虽然已知肥胖增加癌变几率，尤其降低诸如三阴性乳腺癌的生存率，但有数据发现患有黑色素瘤和非小细胞肺癌等肥胖患者在进行癌症免疫治疗时生存几率更高，因此建议考虑根据BMI或腰臀比细分患者接受免疫治疗。最后作者认为目前关于使用益生菌治疗人类乳腺癌无效的现状可能是由于其无法重塑组织功能，而美国国立卫生研究院已开始关注涉及菌群的癌症治疗手段的研究。

菌群胆汁酸肥胖抗肿瘤免疫 Bariatric surgery

二甲双胍

Cell子刊：“神药”二甲双胍如何决定胃前体细胞的命运？

细胞代谢在支配干细胞行为中起着重要作用。Cell Stem Cell发表的文章，发现能量传感器AMP激酶(AMPK)可支配胃上皮祖细胞的分化。研究表明，在二甲双胍的作用下，AMPK可减缓小鼠胃干细胞的增殖，诱导其分化为泌酸胃壁细胞，同时还能促进胃壁细胞线粒体的积累，促进胃酸的分泌。本结果或为降低人类胃癌风险提供潜在治疗新策略。

二甲双胍胃干细胞 paligenosis ribosomes mTORC1

帕金森病

合肥工业大学：EGCG影响肠道菌群，或能改善帕金森病

文章以PINK1-null果蝇为研究模型，利用不同剂量的表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）对其进行干预，测定其神经及行为学表现。研究结果显示，EGCG（0.5 mM剂量条件下）能改变PINK1-null果蝇的肠道菌群组成，缓解神经和行为学缺陷。转录组学结果显示该过程与TotM基因有关。鱼藤酮暴露诱导的帕金森病模型实验也证实了EGCG的该功效。

帕金森病绿茶多酚 lactobacillus plantarum PINK1B9 mitochondria

可可

可可改善外周动脉疾病老年患者的行走能力

临床干预实验。文章采用可可和儿茶素干预外周动脉疾病老年患者，期限为6个月。初步的研究结果显示，可可的干预可以改善PAD老年患者的行走能力，表现在6分钟内的行走长度。但是该研究的后期结果并不被看好，比如48h的行走长度并没有增加，并且也伴随其他特异症状。文章认为可可具有改善PAD老年患者行走能力的潜力，但是需要进一步研究证实。

可可外周动脉疾病 Peripheral artery disease intermittent claudication 6-minute walk

肠道干细胞

代谢调节因子LKB1调控肠道干细胞命运

LKB1调控干细胞和细胞代谢，但其对肠道干细胞稳态的调控作用未知。Gastroenterology近期发表的文章，发现肠道干细胞中，LKB1通过PDK4抑制ATOH1的转录，从而限制肠道干细胞向分泌系分化，维持肠道干细胞稳态。研究建立了代谢和肠道干细胞命运分化之间的联系。

肠道干细胞 gene regulation renewal mitochondria DCA

肠道干细胞

HNF4调控脂肪酸氧化以促进小鼠的肠道干细胞更新

饮食和代谢通路可调控肠道干细胞（ISC）功能。Gastroenterology上发表的一项最新研究，发现肠道上皮及ISC中表达的肝细胞核因子4（HNF4，一种可与脂肪酸结合的转录因子）可通过激活脂肪酸β-氧化基因，促进ISC的更新。

肠道干细胞 regulatory networks Stemness mitochondria GENE EXPRESSION

膳食硝酸盐

膳食硝酸盐如何控制高脂饮食导致的肥胖？

证据表明，饮食中的硝酸盐可以逆转代谢综合征的几个特征，但其潜在分子机制尚不清楚。最新发表在Redox Biology的研究旨在探讨硝酸盐对高脂饮食（HFD）所致小鼠代谢功能障碍的影响机制。该研究发现膳食硝酸盐可能通过增加脂肪细胞线粒体呼吸、抑制炎症和氧化应激而对肥胖及相关代谢并发症具有治疗作用。

膳食硝酸盐 Inflammation Inorganic nitrate Metabolic syndrome mitochondria

HIV感染

靶向线粒体PPARα或可恢复HIV感染引起的肠道屏障受损

HIV感染早期可减少粘膜CD4+ T细胞并导致肠道上皮屏障受损，抗逆转录病毒治疗可抑制HIV病毒，但无法修复“肠漏”。来自PNAS上发表的一项最新研究，发现在HIV感染的恒河猴模型中，肠道屏障功能受损伴随着线粒体功能失调，植物乳杆菌可通过靶向PPARα信号，修复线粒体的脂肪酸β-氧化并恢复肠道屏障功能。

HIV感染 HIV/AIDS PPARα SIV gut epithelium

硝酸盐和亚硝酸盐

补充无机硝酸/亚硝酸盐，不能改善骨骼肌线粒体代谢

研究结合了小鼠实验和人群研究结果，发现膳食补充无机硝酸盐和亚硝酸盐并没有增加骨骼肌线粒体代谢效率。这也就说明无机硝酸盐和亚硝酸盐带来的疗效，并不是直接通过改善骨骼肌线粒体代谢效率介导的。补充无机硝酸盐和亚硝酸盐对机体代谢的影响，以及进而带来的血管效应，也许是一个解释。无机硝酸盐和亚硝酸盐带来的运动益处机理需要进一步研究。

硝酸盐和亚硝酸盐骨骼肌线粒体代谢 nitrate nitrite mitochondria

肝脏脂代谢

Cell子刊：果糖如何增脂？不仅开源，还节流！

高果糖玉米糖浆和蔗糖是含果糖的甜味剂，常用于各种甜饮料中。此前研究表明，果糖可增加肝脏的脂肪合成。Cell Metabolism最新发表的一项来自哈佛医学院的研究则发现，果糖还可抑制肝脏的脂肪燃烧。该研究对比了果糖和葡萄糖对吃普通和高脂饲料的小鼠的影响，表明果糖可在基因表达和蛋白质修饰两个层面，抑制肝脏线粒体的脂肪酸氧化功能。因此，在脂肪代谢方面，果糖不仅“开源”，还有“节流”作用，从而促进脂肪积累和代谢紊乱。这些研究也提示，西式饮食中常见的高脂食物+高果糖饮料，可对代谢造成叠加式的不良影响。

肝脏脂代谢 fructose Glucose sugar Acetylation

结直肠癌

Cell子刊：UCP2缺陷促结直肠癌发生

结直肠癌（CRC）与代谢和氧化还原失调有关。线粒体转运体解耦蛋白2（UCP2）在体外通过调控细胞代谢从而控制细胞增殖，而其对体内肿瘤的调控机制尚不明确。发表在Cell Reports上的最新研究发现UCP2通过其缺失使结直肠细胞代谢重编程，且使其氧化还原平衡失调，从而使结直肠细胞倾向于恶性转化。

结直肠癌 uncoupling protein 2 mitochondrial carrier tumor metabolic reprogramming Oxidative stress

自身免疫

Cell子刊：管住嘴！吃糖太多可能促进自身免疫疾病

近年不少研究表明糖摄入过多，可增加多种慢性疾病风险。Immunity上发表的一项最新研究表明，高葡萄糖摄入可通过诱导Th17细胞分化，加剧小鼠自身免疫疾病，为临床上防治相关疾病带来启示。

自身免疫 T helper-17 cells Th17 high glucose transforming growth factor-β

脂肪生热

脂质如何调控生热作用（综述）

冷刺激或高热量饮食可激活褐色和米色脂肪，通过氧化脂肪酸和葡萄糖来产生热量。脂质除了作为产热的“燃料”，还通过器官间通讯、细胞器互作和细胞信号等机制，调控脂肪组织产热。Trends in Endocrinology and Metabolism近期发表的综述对特定脂质在产热中的作用和生物学机制进行了回顾，相关发现或有助于开发新型减肥疗法。

脂肪生热 Obesity mitochondria brown adipose tissue beige fat

二甲双胍

二甲双胍用于抗衰老治疗（综述）

Trends in Endocrinology and Metabolism近期发表综述，讨论了糖尿病药物二甲双胍的潜在抗衰老相关疾病的作用，总结了可能的靶点和机制，并对其用于抗衰老的前景进行了探讨。

二甲双胍 Metformin aging type 2 diabetes mitochondria

生物钟

Cell子刊：一天之中运动能力如何变化

运动表现受一系列因素的协同影响，其中很多因素受生物钟调控。《Cell Metabolism》近期发表的一项研究，分析了小鼠和人在一天内的运动能力变化，表明这种变化依赖于生物钟，且不同时间运动引起的肌肉代谢应答也不同。这些发现或许有助于针对特定代谢问题（比如减肥、改善胰岛素抵抗）设计最有效的运动干预方法。

生物钟运动 AICAR ZMP circadian rhythm

胰腺癌

KRAS调控胰腺癌发生新机制

KRAS活化型突变发生在绝大多数胰腺导管腺癌中（PDAC），但临床靶向KRAS的有效方法尚待挖掘，因此对KRAS依赖的PDAC的进一步理解有助于发展新的治疗方法。发表在Cancer Discovery上的最新研究发现KRAS可诱导BNIP3L/NIX表达，从而启动线粒体自噬程序，而Nix缺失可显著抑制胰腺癌进展。提示了靶向线粒体自噬与ROS激发化合物的联合治疗或可成为针对PDAC或其他Kras突变癌症的新型治疗手段。

胰腺癌 KRAS BNIP3L/NIX Mitophagy mitochondria

生酮饮食

生酮饮食可促进佩梅病小鼠模型的髓鞘形成

佩梅病（Pelizaeus-Merzbacher disease）是一种脂代谢缺陷相关的髓磷脂疾病。《Acta Neuropathologica》上发表的一项最新研究发现，生酮饮食虽然无法改善佩梅病患者的髓鞘形成，但可在血脑屏障不完整的佩梅病小鼠模型中促进髓鞘形成，提示利用可穿过血脑屏障的脂质（例如酮体），或可用于治疗髓磷脂疾病。

生酮饮食 Axonal degeneration ketogenic diet mitochondria Myelin

线粒体

来自线粒体的标记物：预测乳腺癌预后和内分泌治疗耐药

① 145例初治ER+、淋巴结转移、管状A型BC患者，接受他莫西芬治疗；② 鉴定出60余个线粒体生物标志物，预测治疗失败和复发；③ 组合的线粒体基因特征（CMGS）1包括4个线粒体蛋白（HSPD1、UQCRB、MRPL15和COX17），CMGS 2 包括两个蛋白（HSPD1和VDAC2），均可有效预测复发和远处转移，在3180例大型BC群体中仍可有效预测；④ 线粒体生物标志物可提供新的伴随诊断平台，线粒体生物合成应作为新的治疗靶点以克服肿瘤复发、远处转移和治疗失败。

线粒体线粒体生物合成生物标志物治疗失败复发