《细胞·代谢》:肾竟然还是个消炎器官

  在对抗病原体的激战中,免疫系统有时会火力过猛,释放过多的细胞因子,引发“细胞因子风暴”,导致组织损伤、代谢紊乱、厌食、恶病质,甚至死亡。

  如何在有效防御的同时,避免自我损伤,一直是医学界面临的难题。

  近期,发表在《细胞·代谢》上的一项研究对此有了新发现。我们体内其实就存在一个天然系统,能够在不削弱免疫战斗力的情况下,有效清理这些战争余烬,为免疫系统善后。

  美国索尔克生物研究所的 Janelle S. Ayres 团队发现,膳食补充必需氨基酸蛋氨酸,能通过激活肾脏中的特定信号通路,增强肾脏的滤过功能,从而促进促炎细胞因子通过尿液排出体外。这一过程显著降低了感染期间全身性细胞因子的负荷,有效缓解了免疫介导的病理损伤和死亡风险,且不影响机体对病原体的清除能力。

  这项工作不仅首次明确肾脏在系统性炎症调控中扮演一个关键角色,也为通过营养干预调节免疫病理、改善感染预后提供了全新的科学依据和治疗思路。

  当病原体入侵引发免疫系统大杀四方后,如何及时清扫战场、避免免疫反应误伤自身,成为决定宿主生死的关键。这套“善后”机制,正是现代免疫学研究的核心课题之一。

  为探寻这一答案,研究团队此次选择了感染假结核耶尔森菌的小鼠作为模型。这种肠道病原体不仅能突破肠道屏障,还会迅速扩散至全身,引发剧烈的系统性炎症、严重的体重减轻以及高达 80% 的致死率。

  研究者首先通过代谢组学分析发现,感染后小鼠血液中多种氨基酸水平发生变化,其中唯有蛋氨酸水平显著下降。

  为了解蛋氨酸到底有何特殊之处,研究者开始给小鼠投喂蛋氨酸。他们将小鼠分为三组,分别喂食标准饲料、蛋氨酸缺乏饲料和蛋氨酸富集饲料,持续两周后再进行感染。

  结果显示,与标准饮食组相比,蛋氨酸缺乏组小鼠死亡率更高,病情更重;而补充蛋氨酸则能显著保护小鼠,使其免于感染诱导的死亡、体重减轻、食欲减退和血脑屏障功能障碍。

  值得注意的是,在不同饮食组小鼠的肝脏、脾脏等主要感染器官中,细菌载量并无差异。另外,补充蛋氨酸并未阻止感染局部(如脾脏、肝脏)细胞因子的产生,但却显著降低了这些细胞因子在循环系统中的总体水平。

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  看来,蛋氨酸似乎就是那个负责为免疫系统打扫战场的关键角色。接下来就是找到蛋氨酸大展身手的场地。

  要说排泄代谢废物和体内毒素,肾脏那可是专业的。

  尿液的检查结果验证了研究者们的猜想。他们发现,蛋氨酸可以调动肾脏的参与。相比于对照组,采用蛋氨酸饮食的小鼠尿液中 TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎细胞因子的含量远远更高。

  从机制上看,蛋氨酸的保护作用依赖于其核心代谢产物S-腺苷甲硫氨酸(SAM)。蛋氨酸进入体内后,迅速转化为 SAM,SAM 作为关键信号分子,激活肾脏细胞中掌管生长和代谢的核心通路 mTORC1。

mTORC1 信号通路的激活,能够诱导肾脏发生生理性代偿生长,从而提升肾小球滤过率,将过量的、有害的促炎细胞因子从血液中“过滤”出去,通过尿液排出体外。如此一来,便可在不削弱抗病原体免疫力的前提下,有效避免免疫系统对宿主自身的“误伤”。

  如果在感染期间,补充蛋氨酸后使用药物雷帕霉素抑制 mTORC1,或者使用抑制剂阻断蛋氨酸向 SAM 转化,都会导致蛋氨酸的“泄洪”作用失效。另一方面,如果不额外给予蛋氨酸,而是直接补充 SAM,也能完整复现蛋氨酸饮食的所有保护效果,包括提高生存率、促进肾脏功能恢复、并加速细胞因子的尿液排泄。

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  总之,这项研究揭示了肾脏在感染免疫中一个全新的角色,它不仅是排泄代谢废物的器官,更是一个主动调节全身炎症水平、实施协同防御的关键调节器。

  值得注意的是,以往研究表明,在无应激的健康状态下,限制甲硫氨酸摄入可能对延长寿命有益;但本研究则提示,在严重的感染或炎症性疾病(如脓毒症、某些病毒感染)中,补充蛋氨酸或其代谢物 SAM 可能至关重要,或是一种辅助治疗策略,帮助患者平稳度过“细胞因子风暴”的危险期。

  研究存在一定局限,如实验仅在雄性小鼠中进行,其在人体及女性中的普适性有待验证;肾脏局部 SAM 的具体来源也有待进一步明确。

  参考文献:

  [1]Troha K, Kambhampati S, Insenga A, Metallo CM, Ayres JS. Dietary methionine mitigates immune-mediated damage by enhancing renal clearance of cytokines. Cell Metab. Published online January 22, 2026. doi:10.1016/j.cmet.2025.12.011