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人体的蛋白质由20种氨基酸组成，其中9种为必需氨基酸——异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸和组氨酸。这些氨基酸无法由人体自行合成（婴幼儿时期无法合成组氨酸，成年人可部分合成），必须通过膳食摄取。
5月21日，Nature杂志在线发表的一项突破性研究显示：经过基因编辑无法合成半胱氨酸的小鼠，在饲喂无半胱氨酸饮食一周后，体重显著下降30%。该研究揭示，半胱氨酸耗竭通过破坏哺乳动物细胞将食物转化为能量的核心代谢通路，迫使机体启动低效的脂肪动员机制以应对能量危机。
这项由纽约大学格罗斯曼医学院团队主导的研究，系统阐明了细胞代谢碳水化合物与脂肪的动态过程，以及半胱氨酸缺失对组织代谢的重编程作用。实验证实，半胱氨酸水平下降引发关键代谢辅因子——辅酶A（CoA）的急剧减少，导致碳水化合物和脂肪的产能效率显著降低。
来源：Nature
尽管CoA参与100余种中间代谢反应，并作为4%人体酶的必需辅因子，但其功能研究长期受限于动物模型短缺——因CoA合成缺陷的幼鼠通常在出生三周内死亡。本研究通过条件性基因编辑技术，首次完整描绘了CoA在成年哺乳动物代谢网络中的核心调控作用。
研究人员比较了限制单个必需氨基酸（EAA）和限制半胱氨酸对小鼠体重的影响。他们将通过基因编辑移除了胱硫醚γ-裂解酶的小鼠的体重减轻情况，与仍具有该酶的小鼠进行了对比。
图1. 半胱氨酸缺乏导致体重快速下降
结果发现，缺乏胱硫醚γ-裂解酶的小鼠在不含半胱氨酸的饮食中体重下降最为显著，减少了30%，而其他饮食组的小鼠体重则没有下降。相比之下，体内仍有该酶的小鼠在不含半胱氨酸的饮食中体重并未减轻。
此外，只有在饮食中缺乏半胱氨酸和蛋氨酸且限制热量摄入的情况下，体内仍存有该酶的老鼠才能减重，减重幅度约为25%。
此外，研究人员发现，限制半胱氨酸激活了整合应激反应（ISR）和氧化应激反应（OSR），这导致GDF15和FGF21的表达增加。限制半胱氨酸导致组织CoA水平降低，导致线粒体功能降低和代谢重编程。这些改变导致能量效率低下的无氧糖酵解和三羧酸循环缺陷，并持续排泄丙酮酸、尿酸、草酸、α-酮戊二酸、富含氮化合物和氨基酸。
图2. 半胱氨酸缺乏通过消耗CoA导致代谢效率低下
“小鼠在热量限制下维持体温的能力优于人类，因此能更快燃烧脂肪。不过，宾夕法尼亚大学的一项短期人体试验表明，低甲硫氨酸/半胱氨酸饮食对超重人群无负面影响，且确实能导致体重减轻。”论文共同通讯作者Evgeny Nudler博士指出，“下一步需更多人体试验评估此类饮食的有效性与安全性。”
尽管半胱氨酸在减重中的作用具有科学合理性，但该发现目前尚无法直接帮助人类减重。新西兰奥塔哥大学内分泌学家Jim Mann持谨慎态度：“新的减重或体重维持方法层出不穷。我们需要非常、非常谨慎地确认一种新饮食方式并非昙花一现，而是真正有效。”
最后，研究团队表示，在饮食来限制半胱氨酸并不容易，因为半胱氨酸存在于大多数高蛋白食物中。但低半胱氨酸含量（减少红肉摄入量）且富含水果和某些蔬菜的饮食方式是可行的，而且也能带来同样的健康益处。开发药物方法来选择性地降低肝脏等关键器官中的半胱氨酸水平，可能会提供一种有针对性的疗法，从而更有效地减少脂肪、降低体重。
参考资料：
[1]Alan Varghese et al. Unravelling cysteine-deficiency-associated rapid weight loss. Nature（2025）
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08996-y
[2]https://www.nature.com/articles/d41586-025-01597-9
[3]https://medicalxpress.com/news/2025-05-newfound-mechanism-rewires-cellular-energy.html
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