新發現！代謝化合物竟能調控食慾與體重

一直以來，β-羥基丁酸鹽（BHB）都被認為是肝臟產生、用作燃料的化合物。然而在一項新研究中，研究人員發現，BHB還參與另一種代謝途徑。在此途徑中，一種名為CNDP2的酶會將BHB與胺基酸結合。此外，含量最豐富的BHB-胺基酸——N-β-羥基丁醯基苯丙胺酸（BHB-Phe），在動物模型中能影響體重和代謝。

β-羥基丁酸鹽（BHB）是一種含量豐富的酮體。迄至目前，所有已知的BHB代謝途徑都涉及BHB與主要能量中間產物的相互轉換。Moya-Garzon等人發現了一種先前未被描述的BHB次級代謝途徑，此途徑透過CNDP2依賴的酶促共軛作用，使BHB與遊離胺基酸相結合。（圖片出處：Moya-Garzon等人，doi: 10.1016/j.cell.2024.10.032）

哺乳動物演化出了複雜的營養反應途徑，將外部能量來源的可利用性與內部代謝恆定相連。

這些途徑涉及細胞能量代謝物的改變，這些代謝物兼具代謝燃料和下游效應物的功能。

一個關鍵例子就是BHB，它是一種酮體，在碳水化合物供應不足時，如飢餓、間歇性禁食或食用生酮飲食期間，其水平會上升。

在這項新研究中，貝勒醫學院教授徐勇（Yong Xu）及其同事旨在研究含量最豐富的BHB-胺基酸——BHB-Phe，如何影響小鼠的進食行為和體重。

徐教授表示：「我們知道大腦中的神經元群體會調節進食行為，所以我們對整個大腦進行了繪圖，以確定哪些區域會被BHB-Phe啟用。」

「我們發現，BHB-Phe會啟用下丘腦和腦幹中的神經元群體，從而抑制進食並降低體重。」

「相反，經基因改造而無法產生CNDP2、因而缺乏BHB-Phe的小鼠，食量更大且體重增加。」

有趣的是，能產生BHB-Phe的CNDP2酶，也會產生一種名為Lac-Phe的相關化合物，該化合物此前已由研究團隊發現。

徐教授稱：「Lac-Phe是血液中的一種化合物，在運動期間產生，能減少小鼠的食物攝入量並防止肥胖。」

「但Lac-Phe和BHB-Phe是否透過啟用大腦中的相同神經元，來發揮它們的共同作用呢？」

「我們的分析顯示，只有一小部分神經元會被這兩種化合物共同啟用；被Lac-Phe和BHB-Phe啟用的大多數神經元是不同的。」

「這表明，儘管這兩種化合物以相似的方式影響進食行為，但它們可能是透過不同的機制來發揮作用的。」

研究結果表明，涉及BHB-Phe的新途徑在人類中也存在，在肥胖及可能的其他疾病中，此途徑可能受到幹擾。這也顯示出有必要進行更深入的研究，以更好地瞭解其機制。

史丹佛大學研究員喬納森·朗（Jonathan Long）博士表示：「這項研究開闢了許多新的可能性。」

「例如，未來人們可能無需限制飲食中的碳水化合物，只需攝入BHB-Phe就能達到減重效果。」

此研究成果本週發表於《細胞》（Cell）期刊。

參考文獻：Maria Dolores Moya-Garzon等人。A β-hydroxybutyrate shunt pathway generates anti-obesity ketone metabolites. Cell，2024年11月12日線上發表；doi: 10.1016/j.cell.2024.10.032