約有一半的1型或2型糖尿病患者會(huì)出現(xiàn)周?chē)窠?jīng)病變（peripheral neuropathy）---無(wú)力、麻木和疼痛，主要在手和腳。當(dāng)血液中循環(huán)的高濃度糖分損害周?chē)窠?jīng)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)這種情況。如今，在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)索爾克研究所的研究人員通過(guò)對(duì)小鼠的研究，發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致糖尿病相關(guān)周?chē)窠?jīng)病變的另一個(gè)因素：氨基酸代謝的改變。相關(guān)研究結(jié)果于2023年1月25日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標(biāo)題為“Insulin-regulated serine and lipid metabolism drive peripheral neuropathy”。

這些作者發(fā)現(xiàn)，兩種相關(guān)氨基酸---絲氨酸和甘氨酸---水平較低的糖尿病小鼠患周?chē)窠?jīng)病變的風(fēng)險(xiǎn)更高。更重要的是，他們能夠通過(guò)在飲食中補(bǔ)充絲氨酸來(lái)減輕糖尿病小鼠的周?chē)窠?jīng)病變癥狀。

這項(xiàng)新的研究增加了越來(lái)越多的證據(jù)，表明一些經(jīng)常被低估的“非必需”氨基酸在神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。這些發(fā)現(xiàn)可能提供了一種識(shí)別周?chē)窠?jīng)病變高風(fēng)險(xiǎn)人群的新方法，以及一種潛在的治療方案。

論文通訊作者、索爾克研究所分子與細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Christian Metallo教授說(shuō)，“我們很驚訝，調(diào)高和調(diào)低一種非必需氨基酸對(duì)代謝和糖尿病并發(fā)癥有如此深刻的影響。這只是表明，我們所認(rèn)為的教條會(huì)在不同的情況下發(fā)生變化，比如在疾病條件下?！闭撐牡谝蛔髡邽镸etallo實(shí)驗(yàn)室博士后研究員Michal Handzlik。

氨基酸是構(gòu)成蛋白和稱(chēng)為鞘磷脂的特殊脂肪分子的組成部分，鞘磷脂在神經(jīng)系統(tǒng)中含量豐富。氨基酸絲氨酸的低水平迫使身體在鞘磷脂中加入一種不同的氨基酸，從而改變其結(jié)構(gòu)。這些不典型的鞘磷脂隨后積累，這可能會(huì)導(dǎo)致周?chē)窠?jīng)損傷。雖然這些作者在糖尿病小鼠身上觀察到了這種積累，但同樣的氨基酸轉(zhuǎn)換和鞘磷脂變化發(fā)生在一種以周?chē)杏X(jué)神經(jīng)病變?yōu)闃?biāo)志的罕見(jiàn)人類(lèi)遺傳病中，表明這一現(xiàn)象在許多物種中是一致的。

為了確定長(zhǎng)期的慢性絲氨酸缺乏是否會(huì)驅(qū)動(dòng)周?chē)窠?jīng)病變，Metallo團(tuán)隊(duì)給小鼠喂食了對(duì)照飲食或無(wú)絲氨酸飲食，并結(jié)合低脂肪或高脂肪飲食，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12個(gè)月。他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，低絲氨酸與高脂肪飲食相結(jié)合加速了小鼠周?chē)窠?jīng)病變的發(fā)生。相反，給糖尿病小鼠補(bǔ)充絲氨酸可減緩周?chē)窠?jīng)病變的進(jìn)展，而且這些小鼠的情況更好。

這些作者還測(cè)試了化合物多球殼菌素（myriocin），它能抑制在組裝鞘磷脂時(shí)將絲氨酸換成另一種氨基酸的酶。多球殼菌素治療減少了喂食高脂肪、無(wú)絲氨酸飲食的小鼠的周?chē)窠?jīng)病變癥狀。這些發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了氨基酸代謝和鞘磷脂產(chǎn)生在維持健康的周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)中的重要性。

圖片來(lái)自Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-022-05637-6。

絲氨酸缺乏也與多種神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。例如，Metallo和合作者以前在黃斑毛細(xì)血管擴(kuò)張癥2型（macular telangiectasia type 2）患者中發(fā)現(xiàn)了絲氨酸和鞘磷脂代謝改變之間的聯(lián)系，其中黃斑毛細(xì)血管擴(kuò)張癥2型是一種導(dǎo)致視力喪失的疾病。在小鼠中，絲氨酸減少導(dǎo)致非典型視網(wǎng)膜鞘磷脂的水平增加和視力下降。絲氨酸目前正在接受臨床試驗(yàn)，以檢驗(yàn)它在治療黃斑毛細(xì)血管擴(kuò)張癥和阿爾茨海默病方面的安全性和有效性。

周?chē)窠?jīng)病變通常通過(guò)改變飲食來(lái)降低血糖水平，以及止痛藥、物理治療和移動(dòng)輔助工具（如手杖和輪椅）來(lái)管理。天然富含絲氨酸的食物包括大豆、堅(jiān)果、雞蛋、鷹嘴豆、扁豆、肉類(lèi)和魚(yú)類(lèi)，絲氨酸補(bǔ)充劑價(jià)格低廉，可在柜臺(tái)購(gòu)買(mǎi)。

然而，這些作者說(shuō)，建議糖尿病患者服用絲氨酸補(bǔ)充劑來(lái)預(yù)防神經(jīng)病變還為時(shí)過(guò)早。Metallo說(shuō)，“你可能需要服用大量的絲氨酸才能發(fā)揮作用，而且并不是每個(gè)人都需要額外的絲氨酸。我們需要更多的時(shí)間來(lái)了解人類(lèi)的絲氨酸生理學(xué)，并探索補(bǔ)充絲氨酸的潛在缺點(diǎn)?！?/p>

為此，Metallo和Handzlik如今正在開(kāi)發(fā)一種絲氨酸耐受性測(cè)試，類(lèi)似于用于診斷糖尿病的葡萄糖耐受性測(cè)試。

Handzlik說(shuō)，“我們希望確定那些周?chē)窠?jīng)病變風(fēng)險(xiǎn)最高的人，這樣我們就可以只治療那些可能受益最大的人?！保?a >生物谷 Bioon.com）

參考資料：

Michal K. Handzlik et al. Insulin-regulated serine and lipid metabolism drive peripheral neuropathy. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-022-05637-6.