果糖是一種單糖，是所有天然糖中甜度最高的糖。廣泛存在于奶茶、糖果等加工食品中。大量研究表明果糖可能會(huì )導致肥胖癥，2型糖尿病等相關(guān)疾病，這無(wú)疑是對甜品愛(ài)好者的沉重打擊。然而更令人憂(yōu)傷的是，近日，科學(xué)家還發(fā)現大量食用果糖可能會(huì )對人體免疫細胞的代謝和機理產(chǎn)生影響。
當地時(shí)間2月22日，由英國斯旺西大學(xué)、布里斯托大學(xué)以及弗朗西斯·克里克研究所的研究人員聯(lián)合在《Nature Communications》發(fā)表了一篇題為“Fructose reprogrammes glutamine-dependent oxidative metabolism to support LPS-induced inflammation”的文章，發(fā)現高果糖飲食可能會(huì )導致免疫系統發(fā)炎，且這種炎癥會(huì )損害人體細胞和組織，導致器官和身體系統無(wú)法正常工作，從而可能引起疾病發(fā)生。
眾所周知，免疫系統在人體中有著(zhù)重要的地位，它保護我們免受有害物質(zhì)、細胞變化和細菌病毒的侵害。自COVID-19大流行以來(lái)，特別是新冠**問(wèn)世之后，免疫反應的話(huà)題一直受到高度關(guān)注。因此，在這項新的研究中，科研人員對果糖與炎癥之間的相關(guān)性進(jìn)行了全方面的分析。
研究人員在體外培養了活化的人單核細胞，然后分別用果糖、葡萄糖和半乳糖進(jìn)行孵育，并用脂多糖（LPS）刺激單核細胞，在持續時(shí)間內分別使用細胞外酸化率（ECAR）和耗氧率（OCR）測量糖酵解和氧化磷酸化水平。
研究發(fā)現，果糖處理的單核細胞的糖酵解基線(xiàn)水平較低，僅略高于無(wú)糖對照組。另外，用果糖處理的單核細胞在LPS暴露后的ECAR中僅適度增加。這表明果糖的暴露促進(jìn)了單核細胞的氧化表型。
鑒于暴露于果糖的人類(lèi)單核細胞具有獨特的代謝特征，研究人員分析了果糖對單核細胞功能的影響。研究發(fā)現，用果糖處理過(guò)的單核細胞會(huì )分泌一系列的細胞因子。
為了確定細胞因子的產(chǎn)生是否是轉錄調節的，研究人員對用葡萄糖或果糖處理、且經(jīng)LPS刺激的單核細胞進(jìn)行了RNA測序（RNA-seq）分析，出乎意料的是，目標細胞因子的轉錄水平并沒(méi)有改變，這表明細胞因子產(chǎn)生不是通過(guò)轉錄調節的。
由于谷氨酰胺衍生的碳進(jìn)入三羧酸循環(huán)（TCA）有助于TCA介導的氨基酸的合成，因此研究人員猜測果糖可能會(huì )增加谷氨酰胺介導的動(dòng)脈粥樣硬化。于是，研究人員基于SITA結合氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）對谷氨酰胺進(jìn)行分析。
研究發(fā)現，果糖處理過(guò)的單核細胞能夠將谷氨酰胺衍生的碳摻入TCA循環(huán)中間體和氨基酸中。這說(shuō)明果糖可以重新編程細胞代謝途徑，以促進(jìn)谷氨酰胺分解和氧化代謝，這是炎性細胞因子產(chǎn)生增加的必要條件。
為了進(jìn)一步研究果糖暴露對體內炎癥的影響，隨后，研究人員構建了小鼠LPS系統性炎癥模型，在使用LPS誘導之前，為小鼠每日提供10％葡萄糖或10％果糖/ 10％葡萄糖溶液2周，研究發(fā)現，在暴露于果糖中的小鼠血清IL-1β水平顯著(zhù)升高，并且IL-6和TNF也有升高的趨勢。這表明，短期補充果糖可增強LPS誘導的全身炎癥，促進(jìn)體內的炎癥表型。
總而言之，這項研究結果突出了人類(lèi)單核細胞響應果糖暴露的代謝可塑性，并闡明了果糖誘導炎癥的代謝機制。這些發(fā)現凸顯了微環(huán)境在塑造先天免疫反應中的重要性，并使人們對果糖與糖尿病、肥胖癥之間關(guān)系有了更好的理解，同時(shí)可能為癌癥和傳染病等領(lǐng)域的研究治療奠定基礎。
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