一会吃点什么？嗦粉、撸串还是打边炉，或者来份小炒配米饭？

饱餐一顿后，你的大脑满足了，消化系统则全面开工：将食物中的蛋白质、碳水化合物、脂肪乃至微量元素，逐步拆解为更小的“零件”，如氨基酸、葡萄糖等有用的小分子物质，然后送入我们的血液中。代谢系统负责调度所有摄入的资源，将它们分发转化为身体所需的能量、细胞生长和修复所需的材料以及各种功能性信号分子，用于维持生命所需的一切活动。

可想而知，当你长期摄入某些成分过多或过少，比如长期采取高脂、高糖饮食，或者长期缺铁、缺维生素，都会导致代谢失衡，引发痛风、心血管疾病、糖尿病等代谢性疾病，或出现贫血、疲劳、免疫力下降等代谢紊乱的症状。这也是为何年轻人吃得越”快乐“，越不敢看那一片飘红的体检报告。

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从某种程度上，你吃进去的不仅仅是食物本身，更是“稳定的代谢”。尽管描述起来很简单，但代谢过程其实精细且复杂，涉及大量的化学反应。而许多减重方法的本质，正是通过控制饮食来操控一部分代谢路径，改变原有的能量调度模式，或者让身体不得不消耗更多能量，从而达到相对高效减脂的目的。比如，生酮饮食就是通过限制碳水化合物摄入，强迫肝脏燃烧脂肪产酮并提供能量；间歇性禁食则通过改善胰岛素敏感性、激活细胞自噬以及激素调节来优化代谢效率。

但研究人员也在思考一个更极端的问题：如果精准“去除”某一种特定的小分子，而非调整营养素摄入比例，身体会发生怎样的变化？

今年 5 月发表在《自然》（Nature）上的一项研究显示：仅需完全”剔除“半胱氨酸（Cysteine，缩写为 Cys），就可以让小鼠在短短 7 天内减掉 30%的体重。这个结果出人意料地剧烈——去除了一种小小的氨基酸分子，却仿佛拔掉了一根关键的螺丝，让精密运转的代谢系统大幅动荡起来。

活泼的氨基酸

半胱氨酸听上去可能有些陌生，但它其实是人体 20 种基本氨基酸中的一种非必需氨基酸，即在人体内能由简单的前体合成，而不是必须从食物中获取。而除生物体自身合成这个来源外，半胱氨酸也广泛存在于家禽、牛肉、蛋类、谷物等高蛋白食物中。

与其他 19 种基本氨基酸相比，半胱氨酸有一个特别的结构——巯基，它是一个非常“活泼”的侧链，很容易在氧化条件下形成二硫键，在蛋白质折叠和功能保持上发挥了重要的作用。与此同时，该侧链也极易于发生氧化还原反应，这让半胱氨酸得以参与合成细胞内的抗氧化剂——谷胱甘肽（GSH），成为细胞抗氧化系统的重要成员。

不过引起研究共同通讯作者、美国纽约大学格罗斯曼医学院（NYU Grossman School of Medicine）生物化学和分子药理学教授叶夫根尼·努德勒（Evgeny Nudler）注意的，并非半胱氨酸这些早已为人熟知的功能，而是近年来，一种名为含硫氨基酸限制（SAAR）饮食（即限制蛋氨酸和半胱氨酸的饮食）的方法备受关注，因为它被发现能延长啮齿动物和线虫的寿命，并预防代谢性疾病。但此前研究人员一直并不清楚 SAAR 的益处主要由其中哪种氨基酸的限制驱动。

无法用少食解释的减重

在两种氨基酸中，蛋氨酸（Methionine，Met）是一种必需氨基酸，它通过饮食限制即可实现，但限制非必需氨基酸就略显麻烦——研究者需要动用基因工程技术敲除小鼠的 Cse 基因，从而限制其体内半胱氨酸的合成，这样小鼠摄入半胱氨酸也只能依靠饮食。

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研究人员在未敲除 Cse 基因的对照组小鼠和敲除 Cse 基因的实验组小鼠的饮食中，分别去除了 9 种必需氨基酸（包括蛋氨酸）中的一种或半胱氨酸，并观察它们的体重减轻情况。结果发现，去除半胱氨酸导致的体重减轻最为严重。

由于限制摄入基本氨基酸会引起厌食行为，研究人员特意监测了同样限制半胱氨酸饮食的对照组小鼠的食物摄入量。他们发现，缺乏半胱氨酸导致的厌食行为会造成对照组小鼠体重减轻约 15%~16%，但无半胱氨酸饮食的实验组小鼠体重在一周内减轻了 31.5%。这说明，实验组小鼠至少 15%的体重减轻，并不是来自食物摄入量减少，半胱氨酸的限制的确是影响减重的关键变量。

与之相对的是，9 种必需氨基酸的饮食限制中，仅有异亮氨酸和缬氨酸存在类似的、无法用食物摄入量减少来解释的体重减轻（8%和6%），而除此之外，其他必需氨基酸限制造成的体重减轻全部都可以归因于厌食行为。这也说明，SAAR 的益处，可能主要是由半胱氨酸限制驱动，而非蛋氨酸。

除此之外，研究人员还“残忍玩弄”了小鼠一番。他们将无半胱氨酸饮食的小鼠恢复为标准饮食，发现小鼠在2天内恢复约2/3的体重，4天内完全恢复。这之后再恢复无半胱氨酸饮食，小鼠的体重又会以相似速度下降，而再恢复标准饮食后，小鼠的体重会再次逆转恢复。这种现象似乎表明，半胱氨酸限制引起的体重下降高度可逆，且没有明显的有害影响。

遏制代谢枢纽

但如果只是因为食物摄入减少，那些体重为何会“消失”？为了理清半胱氨酸上演的这场“代谢魔术”，研究人员开始用代谢笼监测小鼠的能量消耗。

在限制半胱氨酸的实验组小鼠中，研究人员观察到呼吸交换比（RER）的下降，这表明小鼠的主要能量来源不再是碳水化合物，而转变为燃烧脂肪。与此同时，DEXA 扫描显示，小鼠的白色脂肪组织显著减少，一部分白色脂肪还会转化为类似棕色脂肪的组织，这个过程很像是把一座脂肪“仓库”转化成了脂肪“燃烧炉”。

通过对小鼠的肝脏（Cse 基因表达水平最高）、肌肉（组织丰富）以及脂肪组织（受半胱氨酸限制影响最大的组织）进行批量 RNA 测序分析，研究人员揭开了这一现象背后的分子机制：半胱氨酸的缺乏，会激活综合应激反应（ISR）和氧化应激反应（OSR），二者彼此促进，最终导致了小鼠厌食，加速脂肪分解的同时，也抑制了脂肪的生成；同时，细胞能量代谢的”核心枢纽“，负责将糖、脂肪和氨基酸转化为能量的辅酶 A 水平也有所降低，这也导致了代谢效率的低下。

半胱氨酸与维生素 B5 一起参与合成了辅酶 A，而辅酶 A 一直被认为非常稳定，即使用缺乏维生素 B5 的食物喂养小鼠两个月，其体内的辅酶 A 水平也不会显著下降。但这项研究的发现表明，半胱氨酸的缺乏会致使辅酶 A 消耗，进而导致小鼠细胞无法有效将食物转化为能量，被迫快速燃烧体内储存的脂肪，以满足机体的能量需求。总体而言，在减重上，限制半胱氨酸比限制其他任何必需氨基酸都更有效，这可能会为未来针对一系列代谢性疾病和肥胖危机提供治疗策略。

不过研究作者强调，目前的发现并不能针对人类立即提出一种新的减肥方法。几乎所有食物中都含有半胱氨酸，若想实现真正不含半胱氨酸的饮食，可能需要服用一种特殊配置的药剂。但半胱氨酸参与着多种细胞通路，若使用药物抑制，可能会造成更多不良影响。“我们希望将来能控制这一过程中的某些部分，在不完全去除半胱氨酸的情况下，诱导人类达到类似的减肥效果。”纽约大学细胞生物学教授丹·李特曼（Dan L. Littman）补充道。

参考文献

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-025-08996-y

[2]https://www.nature.com/articles/d41586-025-01597-9

[3]https://scitechdaily.com/30-weight-loss-in-a-week-the-metabolic-kill-switch-scientists-just-discovered/

[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Essential_amino_acid

[5]https://www.kepu.net.cn/zt/proteinstructure/page/rtajs.html

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来源丨环球科学（id:huanqiukexue）

作者丨不周

责编丨一诺

审校丨徐来、张林林

Tags：健康饮食脂肪代谢燃脂