Nature子刊没碳水也行，另一种重要细胞能量来源：RNA

我们的身体燃烧碳水化合物、蛋白质和脂肪作为燃料，现在，麻省理工学院布罗德研究所、哈佛大学和洛桑大学的研究人员发现了另一种重要的细胞能量来源。

　　

               

我们的身体燃烧碳水化合物、蛋白质和脂肪作为燃料，现在，麻省理工学院Broad研究所、哈佛大学和洛桑大学的研究人员发现了另一种重要的细胞能量来源:尿苷，RNA特有的化学组成部分。

他们的新发现表明，从健康的免疫细胞到癌细胞，当葡萄糖有限时，细胞可以像处理糖一样处理RNA中的尿苷，以维持生长。先前的研究表明，富含尿苷的饮食会导致老鼠肥胖和糖尿病前期，但科学家们不知道细胞是否或如何将RNA转化为三磷酸腺苷，三磷酸腺苷是细胞燃烧能量的分子。

在今天发表在《Nature Metabolism》杂志上的一项研究中，研究小组确定了细胞用来分解尿苷衍生糖的生化途径，然后将其燃烧为能量。研究人员表示，针对这一途径可能有助于治疗癌症和代谢紊乱，如糖尿病，并可能有助于调节免疫反应。

这一发现来自一个研究小组，其中包括瑞士洛桑大学助理教授Alexis Jourdain和Vamsi Mootha, 以及共同第一作者Mootha实验室的博士后Owen Skinner和Joan Blanco-Fernández (Jourdain实验室的博士生)。

“生物体中充满了RNA，通常以核糖体的形式存在，因此也充满了尿苷，”Jourdain说，当这项研究开始时，他是Mootha实验室的博士后。“你可以吃低碳水化合物饮食，但只要你的食物中含有RNA，你的身体就能够将RNA转化为糖。”

尿苷作为食物

作为Mootha实验室的一名研究人员，Jourdain想知道当营养有限时，细胞可能使用哪些基因和途径来维持生命。通过基因筛选，Jourdain和他的同事们发现两个基因UPP1和UPP2的表达在没有葡萄糖的培养基中显著地促进了细胞的生长。这些基因编码有助于分解尿苷的酶，当尿苷是它们唯一的食物来源时，表达UPP1和UPP2的细胞就会生长。

Jourdain想知道细胞是否也可以从RNA中获得尿苷，所以他将RNA加入到一盘无糖培养基中的癌细胞中。令他惊讶的是，这些细胞生长了，这表明它们能够处理尿苷，即使它是RNA的一部分。

“我记得我告诉我的朋友，我做了一个疯狂的实验，我试图用RNA喂养细胞，”Jourdain回忆道。“我不认为这会起作用——看到细胞生长时我非常惊讶。”

为了进一步探索这种途径在不同癌症类型中有多普遍，研究小组使用了PRISM，这是Broad研究所的一种技术，可以对数百种人类癌细胞系进行高通量筛选。他们与哈佛医学院的David Fisher团队一起发现尿苷的糖酵解在黑色素瘤中尤为突出，但也发生在其他癌症中。

科学家们还表明，这一过程发生在免疫细胞中，尿苷可能通过向细胞提供能量来帮助维持免疫反应。其他研究人员记录的基因表达模式表明，这种途径可能发生在血细胞、肺、大脑和肾脏中。

虽然RNA和尿苷的糖酵解很普遍，但它不受细胞的调节，这可能在代谢性疾病中具有重要意义。这种缺乏调节意味着细胞即使在不需要能量的情况下也会继续燃烧RNA或尿苷，这可以帮助解释为什么尿苷含量高的饮食与老鼠的肥胖、脂肪肝疾病和糖尿病前期有关。

利用尿苷的糖酵解

Jourdain看到了一系列利用这一途径用于治疗目的的方法。科学家们可以抑制癌症中的这一途径来饿死它们，或者在自身免疫性疾病中抑制过度活跃的免疫细胞的活动。相反，它们可以促进免疫细胞对抗病原体的途径。

Jourdain的实验室目前正致力于在动物模型中寻找该途径的抑制剂及其生理学。最终，他们还想研究富含rna的食物对人类肥胖的影响。

Jourdain说:“我们一直低估了我们从吃核苷酸中获得的能量。这确实是新陈代谢和营养领域的新参与者。”

麻省理工学院博德研究所和哈佛大学提供