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    高果糖飼料促進小鼠肥胖及腫瘤生長

    美國頂尖醫療及教學機構威爾康奈爾醫學院(Weill Connell Medicine, WCM)最近的一項臨床前研究發現,食用果糖可改變消化道中的細胞,使其能夠攝取更多的營養物質。現在可以明確的是,世界各地果糖消費量的增加與肥胖以及某些癌癥發生率的增加存在相關性。

    左圖為小腸的低倍和高倍放大圖像,分別來自用水或高果糖玉米糖漿喂養4周的健康小鼠;右圖為果糖促進細胞存活并增加絨毛長度的示意圖。

    該項研究于8月18日發表于《Nature》雜志,主要研究了高果糖飼料對小鼠小腸絨毛的影響。絨毛是排列在小腸內部的毛發樣纖細結構,絨毛會擴大腸腔表面積,幫助身體在食物通過消化道時從中吸收營養物質,包括膳食脂肪。研究發現,喂食高果糖飼料的小鼠絨毛比喂食普通飼料的小鼠長25%-40%。此外,絨毛長度增加與動物營養吸收、體重增加和脂肪蓄積增加相關。

    “果糖在結構上與葡萄糖等其它糖類不同,它的代謝方式也不同。”WCM內分泌糖尿病代謝科醫生Goncalves博士說,“我們的研究發現,果糖的主要代謝產物促進絨毛的生長,并支持腸道腫瘤生長。”

    研究者原本未計劃研究絨毛。該研究團隊早前有一項研究發表于2019年,發現飲食中的果糖可增加結直腸癌小鼠模型的腫瘤體積,而阻斷果糖代謝可防止這種情況的發生。鑒于果糖也可能促進小腸的增生,研究人員在顯微鏡下檢查了用高果糖飼料以及對照飼料喂養的小鼠的組織。

    Samuel Taylor是論文的第一作者,他是Goncalves博士實驗室的雙博士項目學生。高果糖飼料喂養的小鼠絨毛長度增加,這一觀察結果是由他率先發現的,隨后他立即就和Goncalves博士開始展開進一步研究。

    在觀察到較長的絨毛后,研究小組想確定這些絨毛的功能是否有所不同。因此他們將小鼠分為三組:正常飼料組、高脂飼料組和高脂高果糖飼料組。第三組小鼠不僅絨毛變長,而且變得比高脂飼料組的小鼠更肥胖。

    研究人員詳細觀察了代謝的變化,發現果糖的一種特定代謝物(名為果糖-1-磷酸)正在高水平積累。這種代謝產物與一種名為丙酮酸激酶的葡萄糖代謝酶相互作用,改變細胞代謝,促進絨毛存活和生長。當去除丙酮酸激酶或產生果糖-1-磷酸的酶時,果糖對絨毛長度即沒有影響。之前的動物研究顯示,果糖的這種代謝產物也有助于腫瘤生長。

    “果糖本身無害,這是一個過度攝入的問題,我們的身體并不允許我們攝入如此多的果糖。”Goncalves博士表示,“未來的研究將旨在證實小鼠中的觀察結果適用于人類,我們希望找到一種方法,重新利用它們來縮小絨毛,減少脂肪吸收,并減緩腫瘤生長。”

    參考資料

    1. https://news.weill.cornell.edu/news/2021/08/research-uncovers-how-fructose-in-the-diet-contributes-to-obesity

    2. Taylor SR, et al. Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03827-2

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