在这个大家都想瘦下来的时代,我们早已习惯对各种快速减肥法嗤之以鼻。然而,近日《自然》(Nature)期刊发表的一项研究,却让这一不可能的承诺在实验室中真实发生了,科学家们在小鼠身上观察到——仅仅七天,它们的体重就骤降了30%。
发表在《自然》期刊上的研究(图片来源:参考文献[1])
没有节食训练营,没有神秘药丸,这一惊人的结果来自一个常见的氨基酸——半胱氨酸。研究人员通过阻断小鼠合成半胱氨酸的能力,并配合特制饮食,意外打开了一个细胞层面的代谢开关,使脂肪以惊人的速度被燃烧殆尽。
这个发现不仅颠覆了我们对营养代谢的传统认知,也让科学界开始重新思考:是否存在一种天然机制,可以像总闸门一样调控能量的使用与储存?如果能安全地调控它,人类是否有一天能真正精准燃脂?
一周时间减重30%
在人类历史的漫长演化中,能量的获取与保存是维持生命的基本要求。然而,在今天这个食物充裕、活动量减少的环境中,人体对能量的需求却成为肥胖和代谢疾病的根源之一。科学家们尝试从营养调控的角度寻找解决方案,早前已有研究探索通过限制碳水化合物、脂肪乃至某些氨基酸来影响体重。
在这项由纽约大学格罗斯曼医学院主导的研究中,研究者们采用了一种基因工程小鼠模型。他们敲除了小鼠体内一种关键酶(cystathionine γ-lyase ,CSE),使其无法通过体内转化合成半胱氨酸(cysteine)。这意味着这些小鼠只能依赖食物中的半胱氨酸来维持生命所需。
半胱氨酸是人体所需20种氨基酸之一(图片来源:Wikipedia)
紧接着,科学家们将这些小鼠喂以完全不含半胱氨酸的配方饲料。令人震惊的是,仅一周时间,这些基因改造小鼠体重平均下降约30%,而体内合成能力正常的小鼠则未表现出类似变化。
为了确认这不是由营养不良或吸收障碍引起的“假减重”,研究人员还设置了多个对照组。结果明确表明:只有在基因合成途径被阻断的基础上,再加上饮食中的半胱氨酸完全缺失,才会触发这种独特的快速减重机制。此外,小鼠在恢复正常饮食后体重迅速回升,显示出这一机制具有良好的可逆性,并未导致不可逆的器官损伤或消耗性病理。
基因改造小鼠体重一周内平均下降约30%(图片来源:作者使用AI生成)
那么,这种开关到底是如何工作的?它又为何能如此精准地引导身体快速消耗脂肪?研究的重头戏,便是解析这个看不见却极其强大的代谢控制网络。
揭秘快速减重背后的代谢风暴
当我们看到小鼠在短短一周内减掉三分之一的体重,最直接的疑问是,脂肪怎么会烧得这么快?其实是在半胱氨酸的缺乏引发的一系列的连锁反应。
首先是能量引擎断电了。半胱氨酸不仅是构建蛋白质的砖块,更是合成辅酶A的关键原料。这个小分子虽然名不见经传,却是细胞代谢的关键引擎——它参与了上百种反应,包括糖分转化、脂肪酸合成和分解、能量的释放。
辅酶A的分子结构(图片来源:Wikipedia)
研究发现,在失去半胱氨酸供给后,小鼠体内的辅酶A水平迅速下降,肝脏中辅酶A含量在第7天时已降低了75%。这就像把发电厂的燃料掐断了——细胞再也无法高效使用糖分和氨基酸,只能寻求备用燃料维持基本运行。
既然不能用糖供能,身体只好动员能量库存——脂肪。科学家通过组织切片发现,小鼠开始大量消耗皮下和内脏脂肪。这意味着,脂肪不仅被动燃烧,而且主动转化为高耗能状态,以快速释放能量,就像一台从节能模式切换到全功率输出的引擎。
此外,半胱氨酸的缺乏还激活了两套生存应激系统,一个是整合性应激反应(ISR),启动后能抑制蛋白合成、激活“节能基因”,并引发GDF15与FGF21两种激素的释放。它们会降低食欲、抑制脂肪合成,形成自我强化回路。另一个是,氧化应激反应(OSR),体内抗氧化物谷胱甘肽(GSH)因半胱氨酸短缺迅速下降,使得细胞在氧化环境中“战战兢兢”,进而诱导另一条应激通路NRF2的激活,促使脂肪代谢基因上调。
简而言之,身体像是启动了极端的“自保模式”:一边关闭“进食通道”,一边释放脂肪能量,甚至不惜牺牲一部分代谢效率,以换取短期内维持系统运作的能量。
而正是这三重机制——能量断供 + 脂肪动员 + 应激响应——构成了这场惊人减重现象的“代谢风暴”。
能否变成人类的减肥“神器”?
虽然这项研究展示了一种极为高效的减重机制,但科学家并不鼓励将其直接应用于人体。
首先,半胱氨酸是人体必需的功能性氨基酸,不仅参与能量代谢,还涉及抗氧化、防毒、免疫等多个系统,长期缺乏可能造成严重健康风险。
其次,要想在人类饮食中彻底剔除半胱氨酸几乎不可能。它广泛存在于肉类、蛋类、豆类等食物中。实现类似实验中的条件需要极端控制饮食,操作难度高、可持续性差。
科学家并不鼓励将这项技术直接应用于人体(图片来源:作者使用AI生成)
最后,研究仍处于动物模型阶段,是否适用于人类尚需长期验证。但科学家也指出,未来若能精准调控这一代谢通路——例如局部调节辅酶A合成或激活脂肪褐变——或许有望发展出更安全的精准燃脂疗法。
总结
这项研究展示了一种极为强效、可逆且机制明确的快速减重方式,不靠节食、不靠运动,而是通过操控细胞代谢中的关键节点——半胱氨酸与辅酶A。这不仅让我们重新认识了能量代谢的调控本质,也为治疗肥胖和代谢综合征等疾病提供了全新思路。
然而,科学的意义并不在于简单复制实验结果,而在于揭示生命运行的原理。未来能否将这类机制转化为真正安全、可控的减肥手段,还有待时间与研究进一步验证。但它无疑给我们上了一课:减肥不仅是摄入与消耗的计算,更是身体在面对环境变化时的一种深层应激反应。
作者:Denovo科普团队(褚宏伟 博士、湖南师范大学硕士生导师;杨超 博士)
审核:赵宝锋 博士、辽宁生命科学学会
参考文献:
[1] Varghese, Alan, et al. "Unravelling cysteine-deficiency-associated rapid weight loss." Nature (2025): 1-9.
来源: Denovo