上海
题图 | Unsplash
撰文 | 宋文法
氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位，也是人体组织的重要构成部分。氨基酸水平在人体各组织中并非恒定，其在病理状态下会发生显著变化，饮食摄入也会改变其水平。既往研究显示，氨基酸波动可以调控细胞代谢和信号转导，然而，尚不清楚氨基酸波动能否直接调控宿主基因翻译，并影响病理结局。
精氨酸，是一种条件必需氨基酸，人体可自行合成，也可从食物中摄取，广泛存在于肉类、鱼类、豆类和坚果中。
近日，美国洛克菲勒大学研究团队在国际顶级学术期刊"Cell"上发表了一篇题为" Dietary arginine drives codon-dependent MHC class I translation and improves immunity in colon tumorigenesis and respiratory viral infection "的研究论文。
研究显示，饮食补充精氨酸，能通过影响蛋白质翻译过程，调控MHC-I类分子的表达，从而增强机体抗肿瘤和抗病毒免疫力，为饮食干预调控免疫反应提供了科学依据。
图源：参考文献
在这项研究中，研究团队发现，在癌症和呼吸道病毒感染两大疾病模型中，肿瘤微环境和病毒感染部位精氨酸水平会急剧下降。
进一步分析发现，在病灶部位，髓系细胞会大量分泌精氨酸酶，持续分解细胞外的精氨酸，导致其水平下降。当精氨酸匮乏时，会导致细胞内的精氨酸tRNA（转运RNA）迅速耗竭，使核糖体在翻译MHC-I类分子mRNA时，在精氨酸密码子处发生翻译暂停，从而显著抑制MHC-I类蛋白的合成。
功能上，MHC-I表达下调降低了细胞的抗原呈递效率，导致CD8+ T细胞识别和杀伤能力减弱，从而造成免疫逃逸。
在多种肿瘤细胞模型中证实，限制精氨酸仅2小时，就会使多种癌细胞的MHC-I蛋白水平下降50%以上，补充精氨酸后数小时即可恢复。
在结肠癌小鼠模型中，喂食高精氨酸饮食，可显著减少结肠肿瘤数量，缩小肿瘤面积，并增加肿瘤组织中CD8+ T细胞。相反，低精氨酸饮食则促进肿瘤生长。而在MHC-I功能缺失小鼠中，补充精氨酸则完全失去抗肿瘤作用，这直接证明，该效应完全依赖于MHC-I抗原呈递通路。
在甲型流感和SARS-CoV-2小鼠模型中，高精氨酸饮食可缓解疾病期间体重下降、降低肺部病毒载量、降低死亡率，而低精氨酸饮食则加重病情。即使感染1天后补充精氨酸，仍可显著降低死亡率。
此外，通过基因敲除髓系细胞的精氨酸酶，也可增强小鼠模型抗肿瘤和抗病毒免疫力。
图源：参考文献
从机制上讲，精氨酸缺乏会导致特定精氨酸tRNA减少，抑制MHC-I类蛋白合成，导致抗原呈递受损、CD8+ T细胞识别和杀伤能力减弱，最终导致免疫逃逸和疾病恶化。
最后，研究团队还分析了人类患者数据，在人结直肠癌患者肿瘤组织中，精氨酸水平与MHC-I蛋白水平呈正相关。
研究人员表示，精氨酸的代谢非常复杂，这项研究并非建议公众盲目补充精氨酸，重要的是为未来开发基于精氨酸的免疫增强手段奠定了理论基础。
综上，这项研究揭示了一条从饮食到基因翻译再到免疫的直接通路，提示补充精氨酸可能成为一种增强抗肿瘤和抗病毒免疫的辅助策略。
参考文献：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.07.020
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