近日，一篇发表在《科学》杂志上的题为“Taurine deficiency as a driver of aging”的研究论文发布了研究团队在蠕虫、小鼠和猴子身上进行的临床前研究结果，表明补充牛磺酸有益于寿命的延迟，对衰老特征产生了有益的影响，并在人类身上进行了相关验证。

牛磺酸是一种氨基酸，含有一个磺酸基和一种β胺基。牛磺酸在结构上和化学性质上，与我们所熟悉的构成蛋白质的氨基酸都有所不同。大多数植物中都几乎不含牛磺酸，而牛磺酸可占动物体重的 0.1%。

人类在胚胎发育的早期可以合成牛磺酸，但产量并不足以支持发育，因此依赖外源摄入，因此牛磺酸是人类发育早期的半必需营养素。在某些牛磺酸合成能力非常低下的物种中（比如猫），牛磺酸在整个生命周期中都是必需营养素；牛磺酸摄入不足，会迅速导致视网膜损伤、免疫问题和心肌病。

对人类而言，成年人额外补充牛磺酸的小型临床试验表明，牛磺酸对代谢性和炎症性疾病均有好处。然而，牛磺酸在大多数情况下的确切作用仍知之甚少。在本期的 Science 论文中，Singh 等人提供的证据表明，牛磺酸在老年动物模型中有助于维持健康。

Singh 等人证明，循环系统中牛磺酸水平的下降，是包括人类在内的多种物种衰老的一个显著特征。在人的一生中，循环牛磺酸的水平会下降大约 80%。进一步研究还发现，缺乏牛磺酸的主要转运体蛋白质的老年小鼠成年后，其寿命相比于野生小鼠显著缩短。

而从中年时期开始补充牛磺酸的话，野生型秀丽隐杆线虫 (线虫) 的中位寿命增加了 10%至23%，野生型小鼠的中位寿命增加了 10%至12%。在小鼠中，补充牛磺酸也导致小鼠在力量、协调性和记忆力等方面的改善，并使得多种与衰老相关的特征出现缓解（包括细胞衰老、线粒体和 DNA 损伤以及慢性炎症)。在中年的恒河猴中连续补充 6个月，也对实验猴的骨骼健康、代谢表型和免疫谱产生了积极影响。作者指出，肥胖和糖尿病患者体内的循环牛磺酸都会减少，而运动会使循环牛磺酸水平升高，这些证据也加强了牛磺酸与机体的整体健康的相关性。

牛磺酸如何促进健康和长寿?

研究表明补充牛磺酸可以延长小鼠寿命，但具体的作用机制尚不清楚。有人认为这可能与多种抗氧化剂和信号代谢产物的积累有关，因为牛磺酸是胆汁酸的关键成分，因此可能改变营养的吸收。此外，牛磺酸与线粒体转移 RNA (tRNA) 的结合可以提高线粒体翻译过程的保真度。另外，牛磺酸还是 γ-氨基丁酸 A 型(GABAA) 和/或甘氨酸受体的激动剂，因此也可能对神经系统产生影响。

▲ 牛磺酸的作用机制（图片来自 Science)

衰老过程中牛磺酸缺乏的原因是什么?

衰老相关的牛磺酸缺乏，可能是源于老年人的食物摄入减少或食物偏好的改变。不过，长期摄入纯素食物（其中的牛磺酸含量可以忽略的），仅会导致年轻健康个体的循环牛磺酸下降 ~ 20%，这表明 Singh 等人在老年人中观察到 的 ~ 80% 的循环牛磺酸下降，至少部分反映了内源性牛磺酸合成能力的丧失。 大多数牛磺酸被认为是在肝脏中合成的，来自 Fischer 344 大鼠的实验证据表明，随着年龄的增长大鼠肝脏中的牛磺酸合成会减少。然而，牛磺酸合成的最后一步，即将次牛磺酸转化为牛磺酸，最近被证明是由含黄素的单加氧酶1 (FMO1) 催化的。该酶在小鼠大鼠等啮齿动物的肝脏中表达，但在人类的肝脏中未见表达。这提示我们，其他组织中的牛磺酸合成或在组织之间共享中间体可能在人类中发挥了更大的作用。 牛磺酸相关的长寿保健还面临一个关键问题，它是导致热量限制 (已被证明可以延长寿命)，还是通过独立的机制起作用呢？Singh 等人发现，补充牛磺酸不会影响小鼠的食物摄入量，但会导致小鼠体重的小幅下降，这表明存在牛磺酸相关的卡路里存储减少。牛磺酸摄入导致小鼠的能量消耗变高，肠道蠕动加快，但尚不清楚是否会导致营养吸收的减少。肠道运动模式的变化非常有趣，因为牛磺酸与胆汁酸结合会形成胆汁盐，而有研究表明这种胆酸盐可以促进膳食脂质的吸收。因此，阐明控制牛磺酸对身体成分和营养吸收的影响，将是未来非常重要的研究课题。

牛磺酸被研究最多的作用机制之一是增加抗氧化能力。虽然氧化损伤与哺乳动物的寿命没有明确的联系，但已被证明在许多与年龄相关的病理过程中起作用。牛磺酸是一种较差的活性氧清除剂，不过牛磺酸的次氯酸氧化物 N-氯牛磺酸具有抗炎作用，可诱导小鼠和人体内抗氧化酶的表达。一个有趣的推论是，上调内源性牛磺酸合成会产生相反的结果——消耗低牛磺酸和半胱氨酸这两种抗氧化剂。牛磺酸也是生成硫化氢 (H2S) 的底物，而硫化氢可以清除活性氧和活性氮，并诱导其他抗氧化防御。Singh 等人发现，补充牛磺酸的小鼠的 DNA 氧化损伤减少，抗氧化应激能力增强。

牛磺酸也被整合到部分线粒体转移 RNA (tRNA) 中，在翻译过程中有助于维持密码子的特异性和翻译过程的保真性。Singh 等人证明，线粒体 tRNA 的牛磺酸含量会随着年龄的增长而下降，而通过补充牛磺酸可得到部分恢复。NADH 脱氢酶亚基 6 (ND6) 是一种依赖于牛磺酸修饰 tRNA 的线粒体蛋白，其数量也会随着年龄的增长而下降，并可随着补充的牛磺酸而增加。值得注意的是，牛磺酸-tRNA-衰老之间的因果关系仍有待检验。

补充牛磺酸有潜在的风险吗?

尽管在婴儿配方奶粉和能量饮料中都广泛存在牛磺酸添加剂，但很少有人提出相关风险。鉴于人体组织中已经存在毫摩尔浓度的牛磺酸，因此许多人默认牛磺酸具有良好的安全性。

然而，潜在的风险仍然需要加以考虑，因为目前还缺乏大规模的、长期的人体安全性试验。Singh 等人在研究中所使用的人体等效剂量非常高，因此补充牛磺酸是否会影响人类寿命也不得而知。

Singh 等人观察到，牛磺酸可以作为 γ-氨基丁酸 A 型 (GABAA) 和/或甘氨酸受体激动剂促进神经元抑制。不过，这一机制是否在牛磺酸对小鼠的焦虑和记忆的有益作用中发挥了作用，或者可能对神经系统有不好的影响，目前还不清楚。

也有证据表明，牛磺酸与生长和性激素途径之间存在潜在的相互作用。尽管 Singh 等人证实牛磺酸对骨骼健康有积极的作用，但也有人在小鼠中观察到牛磺酸添加剂对骨骼微观结构的负面影响。

最后，牛磺酸是肠道微生物的主要能量来源，可能会影响或受微生物群组成的影响。仅聚焦于增加饮食中的牛磺酸摄入量，可能会导致不好的营养搭配，因为富含植物的饮食也与人类的健康和长寿有关。因此，与其他饮食和营养干预措施一样，我们还需要谨慎对待以改善人类健康和寿命为目的的牛磺酸添加剂。

参考文献： 1. Parminder Singh, ..., Vijay K. Yadav. Taurine deficiency as a driver of aging. SCIENCE. 9 Jun 2023Vol 380, Issue 6649, DOI: 10.1126/science.abn9257

2. Joseph McGaunn, Joseph A. Baur. Taurine linked with healthy aging. SCIENCE. 8 Jun 2023. Vol 380, Issue 6649 pp. 1010-1011, DOI: 10.1126/science.adi3025

转自：BioMedAdv 2023-06-10

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