生命科学与营养学领域的重大发现——类饥饿素

在生命科学与食品营养的交叉领域，一类天然活性成分——类饥饿素，正逐渐走进人们的视野。

上海舒泽生物科技研究所的两代科学家，历经20余年的接力研究，专注于口服促内源性生长激素释放的课题。研究发现，地球上的动物在饥饿状态下，会激活一系列保守的同源基因表达和信号通路，以此应对能量短缺带来的压力。人类与酵母菌大约在10亿年前拥有共同祖先，二者共享了约30%的基因。当面临能量短缺时，人类和酵母菌会通过激活保守的信号通路和同源基因表达来抵御压力，这些基因在漫长的演化过程中，功能始终保持着高度保守。

一、Snf1（酵母）与AMPK（人类）

以酵母的Snf1基因和人类的AMPK基因为例。在葡萄糖缺乏的情况下，酵母的Snf1基因会被激活，它能够促进分解代谢，比如促使糖原分解、脂肪酸氧化，同时抑制合成代谢。而人类的AMPK基因，在能量不足，也就是ATP水平较低时，会通过感知AMP/ATP比例的升高而被激活。激活后的AMPK会促进能量生成，像推动脂肪酸氧化、自噬等过程，并且抑制能量消耗过程，例如抑制蛋白质合成。

从基因角度来看，Snf1是AMPK在酵母中的直系同源基因，它们都属于丝氨酸/苏氨酸激酶，是同一蛋白家族的成员。

二、TOR（酵母）与mTOR（人类）

再看酵母的TOR基因和人类的mTOR基因。当营养充足时，酵母的TOR会被激活，进而促进细胞生长，其中就包括促进蛋白质合成。而在营养缺乏的情况下，TOR的活性受到抑制，此时会触发自噬和应激响应机制。

人类的mTOR则通过整合或分泌生长因子、营养和能量信号，来调控细胞代谢。在能量缺乏时，mTOR的活性会降低，从而诱导自噬，并抑制合成代谢。

TOR（雷帕霉素靶蛋白，Target of Rapamycin）在酵母和哺乳动物中高度保守，mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白，mammalian TOR）是其直系同源基因。

上海舒泽生物科技研究所的科研团队，通过对上述酵母同源性基因表达的蛋白质进行分离和纯化，然后再进一步酶水解发现了一类天然活性成分。这类成分具有与饥饿素（Ghrelin）类似的活性结构域，并且能够激活生长激素促分泌素受体（GHS - R）。楼秀余教授将其命名为“类饥饿素”。

三、饥饿素与类饥饿素

1999年，人们发现了饥饿素，它是一种能够激活GHS - R的内源性多肽激素。Ghrelin - GHS - R可以通过轴突末端刺激多种下丘脑肽能系统，其中一个重要作用就是促使脑垂体分泌生长激素。

类饥饿素（Ghrelin - like peptides）指的是一类与饥饿素（Ghrelin）在结构或功能上相似的肽类分子。它并非单一的化合物分子或多肽，而是酵母蛋白质经过特定氨基酸位点选择性酶解后，用层析柱分离得到的由26 - 35个氨基酸残基组成的复合多肽类物质。在这些肽类分子中，部分活性结构域具有激活GHS - R的作用，这类物质通常被称为饥饿素类似物（Ghrelin analogs），简称“类饥饿素”。

饥饿素是单一结构分子，一般通过化学合成制备；类饥饿素则是活性肽类物质，通过酵母精细发酵和特定蛋白质的氨基酸位点经过酶水解工艺制备而成。

饥饿素主要由胃分泌，它能够刺激食欲、促进食物摄入，在能量平衡和体重调节方面发挥着关键作用。类饥饿素具有与之类似的功能，可能是通过与饥饿素受体（GHSR，生长激素促分泌受体）结合来发挥作用的。

四、类饥饿素的特点

①结构相似性：类饥饿素在氨基酸序列或三维结构上与饥饿素相似。

②功能相似性：可能通过激活GHSR受体，刺激生长激素释放、增加食欲或调节代谢。

③来源多样性：类饥饿素存在于其他组织或生物体中，而不仅限于胃。

五、饥饿素的主要功能

①刺激食欲：饥饿素通过作用于下丘脑的食欲中枢，增加饥饿感。

②促进生长激素释放：通过与GHSR结合，刺激垂体释放生长激素。

③调节能量代谢：影响脂肪储存、糖代谢和能量消耗。

④胃肠道功能：调节胃酸分泌和胃肠蠕动。

六、类饥饿素的研究意义

①肥胖与代谢疾病：研究类饥饿素可能为肥胖、糖尿病等代谢疾病提供新的治疗靶点。

②神经科学：类饥饿素可能参与调节情绪、认知和行为。

③药物开发：基于类饥饿素的药物可能用于治疗食欲障碍或代谢紊乱。

七、相关分子研究

①Obestatin：由饥饿素前体基因编码的另一种肽，功能与饥饿素相反，可能抑制食欲。

②Motilin：结构与饥饿素相似，参与调节胃肠运动。

总的来说，类饥饿素作为一类与饥饿素功能或结构相似的分子，在食欲调节、能量代谢以及内分泌和神经功能等方面，发挥着重要作用，具备潜在的研究价值和临床应用前景。

（作者：上海舒泽生物科技研究所所长楼秀余）