システインを含まない食事をしているマウスは、急速に燃焼する脂肪により体重の3分の1を失い、1つの小さなアミノ酸がエネルギー生産と細胞ストレスに大きな役割を果たす方法を露出させます。
科学者は遺伝的にマウスを変化させたので、アミノ酸システインを作ることができず、完全に欠けている食事を与えました。わずか1週間で、マウスは体重の驚異的な30％を失いました。
この劇的な減量は、食物をエネルギーに変えるために重要な分子であるコエンザイムAの枯渇によって引き起こされるエネルギー代謝の分解によるものでした。
システイン剥奪は、急速な減量を引き起こします
印象的な新しい研究では、アミノ酸システインの産生を停止するように遺伝子組み換えされたマウス、そしてシステインを含まない食事を与え、わずか1週間で体重の30％を失いました。
5月21日に公開 自然この研究は、システインの枯渇が体の代謝をカオスに投げ込むことを示しています。この必須アミノ酸がなければ、マウスの細胞は食物を効果的にエネルギーに変換することができなくなりました。その結果、彼らの体は、エネルギー需要を満たすために必死の試みで、急速なペースで脂肪貯蔵庫を燃やし始めました。
NYU Grossman School of Medicineの研究者が率いるこの研究は、細胞が炭水化物や脂肪などの燃料源を処理する方法に光を当てています。また、コエンザイムA（COA）と呼ばれる小分子の中心的な役割を強調しています。システインのレベルが低下すると、COAレベルも急落し、細胞機械を不自由にして食物をエネルギーに変える必要がありました。
COAは、100を超える代謝反応に関与しており、体内のすべての酵素の約4％で動作します。これまで、COAの生産が欠陥のあるマウスは通常、過去の幼児期に生存しないため、直接勉強することは困難でした。しかし、この研究は、成人マウスでCOAがどのように動作するか、そしてそれが失敗したときに何が起こるかについての最初の詳細な外観を提供します。
代謝をどのように見るかの根本的な変化
「私たちの驚くべき発見は、相互接続された生物学的経路のネットワークを活性化することにより、我々の研究マウスの急速な脂肪減少を引き起こしたことが明らかになりました」と、共同研究作家のエヴゲニー・ヌドラー博士、博士号、ジュリー・ウィルソン・アンダーソン教授の生化学および分子薬理学博士号のNyu grosman hush hush hush hod hush hod hush howの研究者との共同化学および分子薬理学部のジュリー・ウィルソン・アンダーソン教授「診療所での減量を促進することは依然として重要な将来の使命ですが、この研究で明らかにされた代謝の深遠で基本的な側面について、私たちは現時点で最も興奮しています」とNudler博士は付け加えました。
現在の発見は、システインがほぼすべての食品に見られるため、減量に対する新しいアプローチをすぐに示唆するものではない、と著者は警告しています。真にシステインを含まない食事を達成するには、患者がほとんどの人にとって挑戦的な特別に処方されたソリューションを消費する必要があります。さらに、システインは多くの細胞経路に関与しているため、システイン産生を阻害する薬物など、それを排除することで、薬物を含む日常の毒素に対して臓器をより脆弱にする可能性があります。
植物ベースの食事と硫黄アミノ酸摂取
とはいえ、研究著者は、果物、野菜、マメ科植物には、赤身の肉よりもはるかに低いレベルのシステインとその前駆体である硫黄含有アミノ酸メチオニンが含まれていることを考慮する価値があると言います。以前の研究では、低硫黄アミノ酸の摂取量を健康上の利点に結び付けていますが、この研究は、これらの利点が特にメチオニン制限ではなく、システインの枯渇によるものであることを明確にしています。
「マウスの最大システイン剥奪体重減少を達成することは、遺伝子の食事と削除の両方に依存しており、今後、特定の細胞または組織におけるシステイン生産を遺伝的に回復し、観察した劇的な体重減少におけるそれぞれの役割を決定できることを考えると」病理学、およびNYUグロスマン医学部の細胞生物学部の教授。 「将来、このプロセスの一部をハイジャックして人間に同様の体重減少を誘発することを望んでいますが、システインを完全に除去することはありません」とハワードヒューズ医療研究所の調査員でもあるリットマン博士は付け加えました。
必須アミノ酸のユニークな外観
この研究は、システインを除去することの効果、または食事を通じて得られなければならない9つの必須アミノ酸のいずれかを調べる最初のものであり、体の酵素、組織、シグナル伝達分子のほとんどを構成するタンパク質の構築に必要です。調査結果は、哺乳類の体からシステインを除去することにより、他の必須アミノ酸の除去よりもはるかに大きな体重減少をもたらすことが明らかになりました。
具体的には、システイン剥離は、細胞のエネルギー通貨として機能する分子であるアデノシン三リン酸（ATP）を生成するための主なプロセスである酸化リン酸化を破壊しました。酸化的リン酸化は、COAにしっかりと依存することが知られています。その結果、ピルビン酸、オロ酸塩、クエン酸塩、α-ケトグルタル酸などの糖由来の中間分子（炭素骨格）はもはや効率的に使用されず、代わりに尿で失われました。それに応じて、体はエネルギーを作るために貯蔵された脂質（脂肪）に変わりました。
細胞ストレス応答は脂肪の減少を増幅します
さらに、チームは、システイン制限が統合されたストレス応答（ISR）、ストレス後の細胞バランスを回復するシグナル伝達ネットワーク、およびグルタチオンの枯渇後のより高いレベルの反応性酸素種（ROS）によって引き起こされる酸化ストレス応答（OSR）の両方を活性化することを発見しました。 ROSは、DNAのような敏感な細胞部分を損傷する（電子を排出する）（電子を奪う）ことができる。
参照：「アラン・バルゲーゼ、イヴァン・グサロフ、ベゴナ・ガマロ・ラナ、ダリア・ドルゴノス、ヤタト・マンカン、イヤット・シャモフスキー、ミディア・ファン、アイレ・ロウンキンズ、アイリーン・ウィトキンス、イーレン・ウィッキンズ、イーレン・ウィーイン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、イーレン、」アイレン、アイリーン・ウィッティン、アイリーン・ウィッチン、アイレン、アイリーンはアイリーンです。ドリュー・R・ジョーンズ、タレス・パパガンコロ、マイケル・E・パコルド、アダム・C・マー、ダン・R・リットマン、エヴゲニー・ヌドラー、2025年5月21日 自然。
doi：10.1038/s41586-025-08996-y
博士とともに。研究の共同著者であるEvgeny NudlerとDan Littmanは、共同著者であり、細胞生物学部のLittman博士とNudlerの研究室の共同学生であり、Nyu Grossman School BechのNyu Grossman hshookの生化学および分子薬理学部のIvan Gusarovの共同学生でした。追加のNYU Langoneの寄稿者には、細胞生物学部のDaria Dolgonos、Yatin Mankan、Mydia Phanが含まれます。 Ilya ShamovskyとDrew Jonesは、生化学および分子薬理学部の学部から。神経科学省のベゴニャ・ガマロ・ラナとアダム・マー。高度な研究技術部門のレベッカ・ジョーンズ。病理学部のThales Papagiannakopoulos、および放射線腫瘍学およびPerlmutter Cancer Centerのマイケル・パコルド。他の研究著者は、ニュージャージー州ラトガースがん研究所のマリア・ゴメス・ジェンキンスとアイリーン・ホワイト、トロントのヨーク大学生物学部のルイ・ワンでした。
この研究は、ハワードヒューズ医療研究所（HHMI）とブラバトニクファミリー財団からの長期的な資金提供によって支援されました。国立衛生研究所助成金S10OD010584-01A1、S10OD018338-01、1OT2CA278609-01、R35GM147119、およびR01AI158687によって追加のサポートが提供されました。この研究は、米国癌協会（Grant RSG-21-115-01-MM）、カナダの自然科学および工学研究評議会（Grant RGPIN-2023-05099）、およびCancer Research UK（Grant CGCATF-2021/100022）によっても資金提供されました。
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2025-05-26 19:26:00