远离代谢症候群,控制粒线体中的镁数量是关键?

镁是人体内矿物质含量第四丰富的阳离子,对于保持健康起著许多关键作用,但最近德州大学圣安东尼奥健康科学中心(UT Health San Antonio)研究人员发现过多的镁可能对粒线体(mitochondria)产生的影响,这项发现最终或将引领长期不当饮食造成的肥胖与代谢症候群(metabolic syndrome)新治疗方向。
三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)是细胞正常运作必备的能量,其中约 90% ATP 都是由粒线体产生,这也让粒线体成为细胞代谢的重要枢纽。粒线体功能异常已被发现与肥胖、糖尿病、心血管疾病等代谢症候群相关,目前已知在多细胞生物体中,粒线体中钙离子(Ca2+)可调节细胞功能,而镁离子(Mg2+)对能量的影响仍有许多未知。
《Cell Reports》新研究中,德州大学团队设计了一种小鼠模型,长期提供富含卡路里、含糖和脂肪的西方饮食模拟不当饮食诱导的代谢症候群变化,探索镁对新陈代谢产生的影响。结果显示,德州大学团队发现过多的镁离子就像刹车一样,会减缓粒线体中能量的产生,删除促进镁转运到粒线体的 MRS2 基因能提高粒线体中糖和脂肪的代谢效率,让小鼠更为瘦削、健康。
除了造成代谢症候群,长期高糖、高脂肪的西方饮食也会提升肝脏脂肪变性、微血管稀疏(Microvascular rarefaction)和自发性肿瘤(spontaneous tumor)的风险,然而在实验小鼠模型中,研究人员在肝脏中并未找到脂肪肝的证据,显示降低 MRS2 减少肝脏中的脂肪堆积,减轻长期饮食压力带来的负面影响。
研究团队已经开发合成一种名为 CPACC 的小分子药物,能透过限制镁转移到粒线体的数量来产生相同作用,团队已提交专利申请并计画在未来持续进行研究。研究人员认为,这种新药物将有望减少心脏病和中风等心脏代谢疾病发作风险,降低往往紧随在脂肪肝后发生的肝癌发病率,预期将产生巨大的影响。
参考资料:1. Cell Reports, 2023,https://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(23)00166-3.pdf2. https://news.uthscsa.edu/novel-drug-makes-mice-slim-even-on-sugary-fatty-diet-3/

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