麻省理工學院（MIT）的研究人員發現，一種存在於許多富含蛋白質食物中的天然胺基酸，可能幫助腸道在受損後自我修復。在一項新研究中，科學家發現半胱胺酸（cysteine）能活化免疫反應，促進腸道幹細胞增生，並幫助小腸組織再生。
這些在小鼠身上觀察到的發現，未來可能為減輕放射治療和化學治療引起的腸道損傷帶來新方法。研究人員表示，富含半胱胺酸的飲食或補充劑，或許有一天能幫助癌症患者更快從治療相關的損傷中恢復。
「這項研究顯示，如果我們讓這些患者攝取富含半胱胺酸的飲食或補充半胱胺酸，或許可以減輕一些化療或放療引起的損傷，」MIT幹細胞計畫主任、MIT生物學副教授、MIT科赫綜合癌症研究所成員Omer Yilmaz表示。「這裡的優點是，我們並非使用合成分子；我們正在利用一種天然的飲食成分。」
這項發表在《Nature》期刊上的研究，是首次識別出能直接增強腸道幹細胞再生的單一營養素。先前的研究曾顯示，更廣泛的飲食模式，如禁食或限制卡路里攝取，會影響幹細胞活性，但科學家此前並未確定是哪一種特定營養素負責這種修復反應。
Yilmaz和他的團隊希望更深入了解個別營養素如何影響幹細胞和組織健康。為此，研究人員餵食小鼠富含20種不同胺基酸（蛋白質的組成單位）之一的飲食，然後測量每種胺基酸對腸道幹細胞再生的影響。
在所有測試的胺基酸中，半胱胺酸對幹細胞和祖細胞（最終發育成成人腸道細胞）都產生了最強的再生效果。
研究人員隨後揭示了該效果背後的生物鏈反應。當腸道細胞從食物中吸收半胱胺酸時，它們會將其轉化為一種稱為CoA的分子。然後，該分子會釋放到腸道內壁，在那裡被一種稱為CD8 T細胞的免疫細胞吸收。
一旦活化，這些T細胞便開始增殖並產生IL-22，這是一種稱為細胞激素的信號蛋白，在腸道修復和幹細胞再生中扮演重要角色。
直到現在，科學家們並不知道CD8 T細胞能以支持腸道幹細胞的方式產生IL-22。
「這裡真正令人興奮的是，餵食小鼠富含半胱胺酸的飲食，會導致我們通常不認為會產生IL-22並調節腸道幹性的一種免疫細胞群體的擴大，」Yilmaz說。「在富含半胱胺酸的飲食中，產生IL-22的細胞庫會增加，特別是CD8 T細胞部分。」
免疫細胞處於快速癒合的位置
研究人員發現，這些活化的T細胞聚集在小腸內壁，使其處於一個理想的位置，能在損傷發生時迅速作出反應。這種效果主要局限於小腸，因為那是大部分膳食蛋白質被吸收的地方。
在這項研究中，攝取富含半胱胺酸飲食的小鼠，在放射治療引起的腸道損傷後恢復情況有所改善。研究團隊還報告說，未發表的實驗發現，在接受化學治療藥物5-氟尿嘧啶（常被用於治療結腸癌和胰腺癌，但也會損傷腸道內壁）治療後，也出現了類似的再生益處。
半胱胺酸天然存在於許多高蛋白質食物中，包括肉類、乳製品、豆類和堅果。人體也能透過肝臟將另一種胺基酸甲硫胺酸（methionine）轉化為半胱胺酸，從而自行產生。
然而，研究人員表示，飲食中的半胱胺酸對腸道的影響似乎更強，因為它在被輸送到全身之前就直接到達腸道。
「透過我們的高半胱胺酸飲食，腸道是第一個接觸到大量半胱胺酸的地方，」Chi說。
半胱胺酸長期以來因其抗氧化特性而聞名，但這是首次有研究表明它可以直接刺激腸道幹細胞再生。
MIT團隊目前正在探索半胱胺酸是否也能支持其他組織的再生。一項正在進行的計畫正在研究這種胺基酸是否能刺激毛囊修復和再生。
研究人員也持續調查其他顯示出影響幹細胞行為跡象的胺基酸的效果。
「我認為我們將會揭示多種新機制，說明這些胺基酸如何調節小腸和結腸的細胞命運決定和腸道健康，」Yilmaz說。
這項研究的部分經費來自美國國家衛生研究院、V基金會、Kathy and Curt Marble癌症研究獎、科赫研究所-達納法伯/哈佛癌症中心橋樑計畫、美國老化研究聯合會、MIT幹細胞計畫，以及來自國家癌症研究所的科赫研究所支持（核心）補助金。