轻微受伤、严重感染,甚至流感,都可能让身体走上截然不同的道路。有些人迅速康复,而另一些人则病重甚至死亡。科学家称这条路径为疾病轨迹,它受多种因素影响,包括年龄、性别、健康史和生物学。在索尔克研究所,Janelle Ayres博士多年来一直在研究为什么人们对疾病和伤害的反应如此不同。她的工作聚焦于如何引导身体远离疾病和死亡,走向康复和生存。

炎症通常是感染和损伤期间身体衰退的主要驱动力。它对保护至关重要,因为它能提醒免疫系统并将免疫细胞带到需要的地方。但当炎症过度时,它会损害组织并导致死亡。由于感染会引发特别有害的炎症,索尔克团队研究了感染的小鼠。他们发现,在动物饮食中添加氨基酸蛋氨酸可以保护它们免受与炎症相关的消瘦、血脑屏障问题和死亡。

这种益处通过一条意想不到的途径实现。蛋氨酸改善了肾脏过滤,表明肾脏在帮助身体从感染走向康复方面可能发挥着比先前认识到的更大的作用。研究结果发表在《细胞代谢》上,表明营养的微小变化可以强烈影响疾病结果。蛋氨酸补充剂可能对炎症性疾病、肾脏疾病、肾衰竭和接受透析的患者具有潜力,尽管还需要更多研究。

“我们的研究表明,包括饮食因素在内的微小生物学差异可以对疾病结果产生巨大影响,”资深作者Ayres说,她是索尔克研究所的教授和遗产主席,也是休斯医学研究所的研究员。“我们发现了一种肾脏驱动的限制炎症的机制,以及蛋氨酸补充剂在小鼠中的保护作用,这表明营养有可能作为一种基于机制的医学干预手段,指导和优化人们对致病伤害的反应路径。”

炎症是免疫系统对威胁的反应。这个威胁可能是体内的病原体,或者像刺一样简单的东西。免疫细胞向问题区域移动并帮助推动愈合。随着这些免疫细胞的到来,它们通过称为促炎细胞因子的蛋白质增加身体的警报信号。身体必须保持炎症的微妙平衡。炎症太少可能无法控制威胁,而太多则会损害健康组织。该领域的大部分研究都集中在免疫反应如何开启或关闭。

Ayres的团队正在研究一个不同的问题。他们不仅关注免疫开关,还研究身体如何通过控制促炎细胞因子的释放和积累来调节炎症强度。“促炎细胞因子最终在许多情况下导致疾病和死亡,”第一作者Katia Troha博士说,她是Ayres实验室的博士后研究员。“免疫系统必须平衡炎症,以攻击入侵者而不伤害体内的健康细胞。我们的工作是找到它用来做到这一点的机制,以便我们可以针对它们改善患者预后。”

为了研究身体如何管理细胞因子水平,研究人员使用了由病原体假结核耶尔森菌引起的系统性炎症的小鼠模型。他们观察到的第一个变化是感染小鼠的进食减少,这表明动物的新陈代谢发生了转变。为了更好地了解它们的营养状态,研究人员测量了血液中循环的氨基酸。氨基酸是蛋白质的构建块,支持全身的健康细胞功能。

感染的小鼠蛋氨酸水平较低,蛋氨酸是一种必需氨基酸。