微量元素錳（manganese,mn）參與調節體內多種錳依賴性蛋白酶（如精氨酸酶、谷氨醯胺合成酶、丙酮酸羧化酶、錳超氧化物歧化酶、半乳糖基轉移酶等）的活性，在發育、代謝、抗氧化和免疫反應等生命過程中發揮重要作用。隨著經濟的發展和人們生活方式的改變，膳食果糖的攝入量呈現出明顯的增長趨勢。 大量臨床資料和動物實驗研究表明，果糖攝入過量與痛風、肥胖、非酒精性脂肪性肝病、2型糖尿病、高血壓等心血管疾病密切相關。 然而，過量攝入果糖對錳代謝的影響尚未見報道。 近日，海軍醫科大學基礎醫學院張衛平教授團隊在nature communications發表最新研究成果：fructose overconsumption impairs hepatic manganese homeostasis and ammonia disposal首次發現，過量攝入果糖會導致肝錳穩態失調和氨清除率降低。 
研究人員發現，高果糖飲食餵養的小鼠肝臟中錳含量明顯降低，而血液、腸道、腎臟等組織中的錳含量沒有明顯變化，鈣、鐵、銅、鋅等金屬元素的穩態不受影響。 進一步的研究發現，膳食果糖會導致膽汁中錳排洩增加，而不影響腸道錳的吸收。 相應地，高果糖飲食導致肝臟中錳依賴性精氨酸酶和錳超氧化物歧化酶（MN-SOD）活性顯著降低，而蛋白表達水平無顯著變化。 鑑於肝精氨酸酶是參與尿素迴圈和血氨清除的關鍵酶，研究人員使用四氯化碳誘導的肝損傷小鼠模型發現，高果糖飲食會進一步損害肝功能障礙小鼠的血氨清除率。 在機制方面，研究人員發現，果糖的攝入可以上調肝錳外排基因SLC30A10的mRNA表達，而不影響其他已知具有錳外排或攝取功能的轉運蛋白的mRNA表達水平。 A**介導的肝臟過表達SLC30A10可以模擬果糖對肝臟錳含量、精氨酸酶活性、錳超氧化物歧化酶活性和血氨處理能力的調節作用。 為了進一步闡明SLC30A10在果糖調控肝錳穩態中的重要作用，研究人員建立了肝臟特異性SLC30A10敲除小鼠，發現模型小鼠的血錳水平、肝錳含量和精氨酸酶活性大大增加，對膳食果糖失去了反應性，表明果糖調節肝錳穩態需要SLC30A10。 碳水化合物反應元件結合蛋白（CHREBP）是調控果糖代謝的關鍵轉錄因子，在調控從頭脂質合成和醣異生等生物過程中發揮重要作用。 為了調控果糖中SLC30A10表達的轉錄調控機制，研究人員使用肝臟特異性CHREBP基因敲除（CHLO）小鼠，發現CHREBP缺乏導致普通餵養小鼠肝臟中SLC30A10表達水平下調。肝錳含量和精氨酸酶活性顯著公升高，更有趣的是，果糖也消除了果糖對上述指標的調節作用，提示果糖需要CHREBP來調節肝臟SLC30A10表達和錳穩態。染色質免疫沉澱和螢光素酶報告基因分析結果表明，CHREBP可以與SLC30A10基因啟動子結合，增強其基因轉錄活性。 
本研究首次發現了調控肝臟錳代謝的CHREBP SLC30A10訊號通路，揭示了果糖代謝與錳代謝與血氨清除的內在關係，為理解果糖攝入過量的危害性提供了新的視角，為高氨的防治提供了新的思路。 海軍醫科大學講師史建輝、天津醫科大學陳玉霞副教授、博士生馮瑩瑩、碩士生楊曉航為該**的共同第一作者，海軍醫科大學張衛平教授為通訊作者。 原文鏈結：
開始計畫我的 2024 年