Nature：重大进展！揭示果糖促进肥胖新机制

2021年8月22日讯/生物谷BIOON/---根据一项新的临床前研究，吃果糖似乎会改善肠道细胞存活，使其能够吸收更多的营养物。这些变化可能有助于解释世界范围内果糖摄入增加与肥胖和某些癌症发病率增加之间众所周知的联系。相关研究结果于2021年8月18日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Dietary fructose improves intestinal cell survival and nutrient absorption”。

这项研究着重关注高果糖饮食对绒毛的影响，其中绒毛是排列在小肠内部的细长的毛发状结构。绒毛扩大了肠道的表面积，在食物通过消化道时帮助身体吸收营养物，包括膳食脂肪。该研究发现，喂食含有果糖的饮食的小鼠的绒毛比不喂食果糖的小鼠的绒毛长25%到40%。此外，绒毛长度的增加与这些小鼠的营养物吸收、体重增加和脂肪积累的增加有关。

论文通讯作者、美国威尔康乃尔医学院内分泌学、糖尿病与代谢科医学助理教授Marcus DaSilva Goncalves博士说，“果糖在结构上与葡萄糖等其他糖类不同，而且它的代谢方式也不同。我们的研究发现，果糖的主要代谢物促进绒毛的伸长，支持肠道肿瘤的生长。”

这些作者开始时并不打算研究绒毛。他们于2019年发表的一项研究已发现饮食中的果糖（即膳食果糖）可以增加结直肠癌小鼠模型的肿瘤大小，而阻断果糖代谢可以防止这种情况发生。他们推断果糖也可能促进小肠的加速生长，为此在显微镜下检查了喂食含果糖饮食或对照饮食的小鼠的小肠组织。

论文第一作者、Goncalves实验室的博士生Samuel Taylor观察到高果糖饮食的小鼠的绒毛长度增加，这完全是一个惊喜。一旦他有了这个发现，他和Goncalves博士就着手了解更多。在观察到绒毛变长后，他们想确定这些绒毛是否有不同的功能。因此，他们将小鼠分为三组，每组摄入不同的饮食：正常的低脂肪饮食、高脂肪饮食以及添加了果糖的高脂肪饮食。第三组的小鼠不仅长出了绒毛，而且比摄入没有果糖的高脂肪饮食的小鼠变得更加肥胖。

这些作者仔细观察了代谢变化，发现果糖的一种特定代谢物，即果糖-1-磷酸（fructose-1-phosphate），在高水平地积累。这种代谢物与一种叫做丙酮酸激酶（pyruvate kinase）的葡萄糖代谢酶相互作用，改变了细胞的代谢，促进了绒毛的生存和延伸。当丙酮酸激酶或制造1-磷酸果糖的酶---己酮糖激酶（ketohexokinase）---被移除时，果糖对绒毛长度没有影响。以前的动物研究已表明，果糖的这种代谢物也有助于肿瘤的生长。

左图：摄入水或高果糖玉米糖浆4周的健康小鼠的小肠低倍和高倍图像。右图：图示果糖如何促进肠道细胞存活和增加绒毛长度。图片来自Samuel Taylor and Dr. Marcus Goncalves。

根据Taylor的说法，从进化的角度来看，在小鼠身上获得的这些观察结果是有意义的。他说，“在哺乳动物中，特别是温带气候中的冬眠哺乳动物，在秋天的水果成熟时的几个月里，果糖是很容易得到的。吃大量的果糖可能有助于这些动物吸收并将更多的营养物转化为脂肪，而它们需要这些脂肪来度过冬天。”

Goncalves博士补充说，人类在进化过程中并没有吃他们现在吃的东西。他说，“果糖在现代饮食中几乎无处不在，无论它来自高果糖玉米糖浆、食糖，还是来自水果等天然食物。果糖本身并不有害。这是一个过度摄入的问题。我们的身体天生就不适合摄入这么多的果糖。”

未来的研究将旨在确认在小鼠身上取得的这些发现是否适用于人类。Goncalves说，“已经有一些药物在临床试验中以产生果糖-1-磷酸的酶为靶点。我们希望找到一种方法来重新利用它们来收缩绒毛，减少脂肪吸收，并可能减缓肿瘤生长。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Samuel R. Taylor et al. Dietary fructose improves intestinal cell survival and nutrient absorption. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03827-2.

Fructose in the diet expands the surface of the gut and promotes nutrient absorption https://www.nature.com/articles/d41586-021-02195-1