研究人员绘制了膳食营养素对疾病的影响

弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute)和伦敦国王学院(King's College London)的研究人员创造了一种工具来预测不同饮食对癌细胞和健康细胞的影响。

他们的工作可以帮助解开与不同类型营养素相关的微妙代谢变化，并提高我们对饮食与疾病之间联系的理解。

新陈代谢是指允许生物体利用其环境中的营养物质来发挥作用的一组过程。饮食中糖，脂肪和蛋白质的相对量决定了细胞可用的“燃料”，以及这些细胞如何处理营养。癌细胞与其他患病细胞一样，会改变其新陈代谢以支持生存和生长。

作为发表在iScience上的研究的一部分，伦敦国王学院宿主 - 微生物组相互作用中心的研究小组首先创建了小鼠所有代谢途径的综合地图。克里克团队随后收集了实验数据，通过测量喂食富含脂肪和糖的“健康”饮食或“不健康”饮食的小鼠肝脏和肝脏肿瘤中的基因表达水平，将其放入模型中。

他们发现与不健康饮食相关的新陈代谢的特定变化，这被认为可以促进癌变和健康组织中甘油和琥珀酸盐的产生。他们还观察到，在不健康饮食的情况下，健康和癌细胞之间的代谢差异最高，这表明肿瘤能够更好地利用不健康的饮食来促进生存和生长。

克里克高级实验室研究科学家Patricia Nunes说：“通过使用实验室的实验数据，该模型使我们能够开始了解由于饮食中的特定营养素而在组织中发生的复杂代谢变化。

克里克癌症代谢实验室负责人Dimitrios Anastasiou说：“我们知道不良饮食会对我们身体的新陈代谢造成严重破坏。它会导致肥胖并促进肝病，进而发展为肝癌。我们想了解我们饮食中的哪些营养素，以及哪些组合，导致了这些有害的结果。

然后，该团队以各种组合模拟了饮食成分变化的影响 - 从健康到不健康，从不健康到健康。他们观察到，尽管一些癌症特异性代谢功能在健康饮食中持续存在，但它们也可以逆转其中的许多功能，但前提是脂肪和碳水化合物都受到限制。

第一作者、伦敦克里克与国王学院博士生弗雷德里克·克拉森(Frederick Clasen)说：“这项工作的潜在应用是深远的。我们现在可以看到饮食中的哪些变化实际上会影响细胞的新陈代谢，哪些影响很小，因为细胞已经被编程为从周围环境中吸收缺失的营养。

伦敦国王学院牙科，口腔和颅面科学学院转化系统生物学组组长Saeed Shoaie说：“为了进一步提高我们模型预测的准确性，我们现在正在生成更复杂的新陈代谢模型，这些模型考虑了不同器官如何交换代谢物，以及肠道中的细菌如何影响组织可用的营养物质。

Anastasiou总结道：“我们的方法可以用来帮助指导饮食改变，补充不同疾病的治疗。但这种理解最有效的利用将通过帮助我们选择我们吃的食物来预防更多的疾病。

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