為什麼咖啡因會控制體重?科學家離研製成功預防痴呆疫苗又近一步,一種新的自體免疫疾病被發現

賽醫學 發佈 2020-01-06T01:01:55+00:00

為什麼咖啡因會限制體重增加伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的科學家們給大鼠餵食高脂肪、高糖的食物。然後,他們讓一些大鼠食用馬黛茶中提取的咖啡因。攝入咖啡因提取物的大鼠比攝入脫咖啡因馬黛茶的大鼠體重減少16%,體脂減少22%。

為什麼咖啡因會限制體重增加

伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的科學家們給大鼠餵食高脂肪、高糖的食物。然後,他們讓一些大鼠食用馬黛茶中提取的咖啡因。攝入咖啡因提取物的大鼠比攝入脫咖啡因馬黛茶的大鼠體重減少16%,體脂減少22%。食用合成咖啡因或從咖啡中提取的咖啡因的大鼠也有類似的減肥效果。通過研究小鼠的細胞,科學家們發現咖啡因通過改變某些基因的表達來發揮作用。他們的研究結果發表在最近一期的《功能食品雜誌》上。

「考慮到這些發現,馬黛茶和咖啡因可以被認為是減肥劑。」咖啡因可以減少身體脂肪的積累。

研究小組用高脂肪、高糖的食物餵養了6組大鼠28天。此外,他們還添加了5組成分:合成咖啡因,含有咖啡因的馬黛茶,從馬黛茶中提取的咖啡因,從咖啡中提取的咖啡因和脫咖啡因的馬黛茶。咖啡因的攝入量相當於人們每天喝4杯咖啡的攝入量。

28天後,6組大鼠的瘦體重有顯著差異。與不含咖啡因的那組相比,從任何來源攝入咖啡因的那組大鼠增加的身體脂肪都更少。脂肪細胞中脂質的儲存、體重的增加和體脂的增加之間存在著密切的聯繫。

這些發現增加了人們對馬黛茶幫助對抗肥胖的潛力的認識。除此之外,草藥茶中的維生素、黃酮類化合物和酚類化合物也對健康有益。

馬黛茶,又稱巴拉圭茶,是一種由巴拉圭伊萊克斯聖希萊爾樹的葉子製成的飲料。它是南美的一種流行飲料,在巴西、智利、阿根廷、巴拉圭和烏拉圭等國家人均消費量可達3~10公斤。這種飲料已經成為紅茶和咖啡的流行替代品,因為它可以預防感染、肥胖、糖尿病和心血管疾病。

一份普通的馬黛茶含有65~130毫克的咖啡因。相比之下,一杯煮好的咖啡含有30~300毫克的咖啡因。

除了研究不同形式的咖啡因對大鼠的影響,研究人員還研究了其對細胞培養的影響。

他們將小鼠的脂肪細胞暴露在三種類型的咖啡因中:合成咖啡因、提取的咖啡咖啡因和提取的馬黛茶咖啡因。

這些測試顯示,無論何種類型的咖啡因,脂肪細胞中的脂質積累都減少了20% ~41%。

對脂質代謝和肥胖相關基因的檢測也發現,咖啡因降低了某些基因的表達。咖啡因降低了脂肪酸合成酶(FASN)和脂蛋白脂肪酶(LPL)基因的表達,FASN是一種幫助產生長鏈脂肪酸的酶,LPL是一種分解甘油三酯的關鍵酶。三種類型的咖啡因合成物、馬黛茶提取物和咖啡提取物都顯著降低了這兩種基因的表達。

細胞培養試驗顯示,FASN表達下降31%~39%,LPL表達下降51%~69%。

在大鼠中,馬黛茶中提取的咖啡因降低了脂肪組織中FASN表達39%,肝臟中FASN表達37%。

研究人員發現,FASN和其他兩種基因在大鼠肝臟中的下調降低了這些器官中甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇的產生。人體攝入和使用能量的不平衡會導致脂肪組織中儲存過多的甘油三酯。

世界衛生組織(WHO)將超重和肥胖定義為「可能損害健康的過度脂肪積累」。肥胖是世界範圍內一個主要的健康挑戰。它曾經局限於高收入國家,現在在中低收入國家也是一個日益嚴重的健康問題。每年至少有280萬人死於肥胖和超重。超重和肥胖是許多慢性健康狀況的主要危險因素,包括2型糖尿病、脂肪肝和心臟代謝疾病。

雖然生活方式改變、藥物和手術等干預措施可以幫助肥胖患者減輕體重,但保持體重仍然是一個重大挑戰。如採用「廣泛獲得」和「負擔得起」的戰略,迫切需要科學家在植物和草藥中尋找解決辦法。

科學家們離痴呆症疫苗更近了一步

儘管痴呆症疫苗的研製還有很長的路要走,但研究人員最近已經邁出了一些試探性的步伐。

最近在大鼠身上進行的一項研究的作者們希望,在未來幾年內,他們可以進行人體試驗。科學家們相信他們正在研製對抗痴呆症的疫苗。

在全球範圍內,痴呆症影響了大約5000萬人。由於痴呆症主要是老年疾病,因此隨著平均預期壽命的增加,這一數字可能會增加。事實上,一些科學家已經計算出,到2060年,美國老年痴呆症的負擔可能會翻倍。

阿爾茨海默病是最常見的痴呆症,其特徵是大腦發生變化。特別是澱粉樣蛋白的堆積,它是一種產生澱粉樣斑塊的蛋白質。類似地,另一種被稱為tau的蛋白質積累形成神經原纖維纏結。這些蛋白質一起導致認知能力下降和神經退化。目前還沒有治癒痴呆症的方法,治療方法也很有限。

多年來,一些有希望的候選藥物在人體試驗中被證明是不成功的。這項研究的作者認為,實驗藥物失敗的原因之一是治療「在病理過程中開始得太晚」。他們認為,一旦疾病機制全面啟動,大腦就很難恢復到健康狀態。考慮到這一點,科學家們正把精力集中在開發疫苗上,以便在症狀出現之前使用,阻止痴呆症的發生。這項最新研究發表在《阿爾茨海默病研究與治療》雜誌上。

來自加州大學歐文分校和加州亨廷頓分子醫學研究所的作者研究了一種聯合疫苗方法。科學家認為澱粉樣斑塊和神經原纖維纏結的結合可能會加速神經退行性變。

作者解釋說,這兩種截然不同的病理「可能相互作用,觸發阿爾茨海默病的輕度認知障礙。考慮到這一點,研究人員試圖同時針對兩種類型的蛋白質積累。他們希望通過同時達到這兩個目標,他們可能比一次只接近一個目標的藥物更成功。

一種新疫苗早期對小鼠的研究表明,AV-1959R和AV-1980R兩種疫苗分別對貝塔-澱粉樣蛋白和tau蛋白產生抗體應答。在新的研究中,作者研究了它們的聯合作用。科學家們用大鼠進行了研究,這些大鼠產生了tau蛋白和貝塔-澱粉樣蛋白的病理聚集。

他們開發了一種由AV-1959R和AV-1980R組成的疫苗。重要的是,科學家們將這些藥物與一種名為AdvaxCpG的佐劑一起使用,這種佐劑有助於在接受疫苗的動物體內產生更強的免疫反應。

這篇論文的另一位作者、來自南澳大利亞弗林德斯大學的尼古拉·彼得羅夫斯基教授設計了這種佐劑。正如預期的那樣,研究人員發現聯合治療誘導了tau和貝塔-澱粉樣蛋白抗體的產生。反過來,這些抗體降低了產生斑塊和纏結的不溶性tau蛋白和貝塔-澱粉樣蛋白的水平。

研究者們得出這樣的結論:「綜上所述,這些發現證明了進一步開發這種疫苗技術,最終在人類阿爾茨海默病中進行測試。」

科學家已經證明這類疫苗和佐劑對人體是安全的,他們希望這項研究能很快進入下一個階段。作者認為,在兩年內,他們可以將這種雙管齊下的疫苗投入臨床試驗。

研究人員發現了新的自體炎症狀態

研究人員發現了一種新的自體炎症,他們稱之為CRIA綜合徵。當身體的免疫反應變得異常活躍時,自身免疫性疾病就會發生。當這種情況發生時,它會轉而針對健康細胞,而不是僅僅對可能有害的物質(如病毒或危險的細菌)做出反應。

反覆發燒的原因不明和廣泛的炎症是這種情況的特徵。雖然它們並不普遍,但醫生經常發現自體炎症很難診斷。這是有問題的,因為這些情況會嚴重影響一個人的健康和生活質量。

到目前為止,研究人員只發現了少量的自體炎症。它們包括家族性地中海熱、冷凍蛋白相關的周期性發熱綜合徵、靜止性疾病和周期性發熱、口腔炎、咽炎和腺炎綜合徵(PFAPA)。

然而,最近,來自澳大利亞墨爾本大學和位於馬里蘭州貝塞斯達的美國國立衛生研究院(NIH)的一組專家發現了另一種自體炎症。研究人員將其命名為「抗分裂ripk1誘導的自身炎症(CRIA)綜合徵」。他們在《自然》雜誌的一篇研究論文中解釋了他們是如何發現這種疾病的,以及他們認為的治療方法。

當來自三個不同家族的成員尋求治療一種神秘的自體炎症性疾病時,研究人員的興趣被激發了,這種疾病的主要特徵是發熱和淋巴結腫大。這些人報告說,他們第一次出現這種症狀是在童年時期,儘管他們一直持續到成年。

為了找出這種未知的自體炎症的原因,研究人員觀察了個體的DNA。研究人員分析了CRIA綜合徵患者的DNA樣本中的外泌體,發現了這種疾病的根本原因。外顯子是編碼蛋白質的遺傳物質的一部分。通過觀察這些樣本,研究人員發現所有患有CRIA綜合徵的人都有一個突變的RIPK1基因。

該基因編碼同一名稱的特化蛋白(酶),在調節程序性細胞死亡(壞死)中起關鍵作用。

「細胞死亡通路已經形成了一系列內在的機制來調節炎症信號和細胞死亡,因為其他的選擇是非常危險的,」Najoua Lalaoui博士解釋道,他是參與這項研究的主要研究人員之一。「然而,在這種疾病中,RIPK1的突變克服了所有存在的正常檢查和平衡,導致了不受控制的細胞死亡和炎症」。

這一發現為理解新發現的自體炎症是如何發生的提供了關鍵。「我們對每個患者的整個外顯子組進行了測序,發現了這三個家族中RIPK1的完全相同的胺基酸的獨特突變。這是驚人的,就像閃電在同一地方擊中三次。這三種突變中的每一種都有相同的結果——它阻止了RIPK1的分裂——這表明了RIPK1的分裂對維持細胞的正常功能是多麼重要。」

研究者們正在尋找治療方法,儘管這種疾病是臨床階段的新來者,而且沒有明顯的治療方法,但發現它的專家認為,CRIA綜合徵的答案很可能在於它的病因。「

了解CRIA綜合徵引起炎症的分子機制為我們提供了一個機會,從而找到問題的根源,」該研究的聯合首席作者卡斯特納博士指出,他是炎症領域的主要專家之一。卡斯特納博士解釋說,他和同事們已經開始尋找治療這種疾病的可能方法。事實上,他們已經用抗炎藥物治療了一些患有CRIA綜合徵的人,比如高劑量的皮質類固醇和生物製劑。雖然有些人在治療後表現出明顯的改善,但其他人沒有改善或出現副作用。

但研究人員仍然相信,他們會找到一種合適的治療方法,適用於每一個受新發現影響的人。卡斯特納博士說:「RIPK1抑制劑可能正是醫生為這些病人開的處方。」CRIA綜合徵的發現也表明RIPK1可能在人類疾病的廣泛範圍內發揮作用,如結腸炎、關節炎和銀屑病。還有一個好消息,RIPK1抑制劑已經可供研究人員使用,因此正在進行的試驗可以進一步細化和完善治療方法。

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