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奶茶正绕过代谢,重创肾脏!清华大学:果糖不必先经传统代谢,就能直接损害线粒体功能,伤及肾小球,造成肾损伤

2026-09-18 623

奶茶、果茶、汽水这些“小甜水”,一直深受年轻人喜欢。但这让人上头的甜背后,除了蔗糖,往往还少不了果葡糖浆等含果糖的甜味来源。 说起果糖,大家其实已经不陌生了。果糖摄入过多,肥胖、脂肪肝、血糖血脂异常这些问题可能就摆脱不了了。 不过,以前谈到果糖为什么会伤身,人们更多关注的是它进入体内后经过代谢,会带来哪些变化。 但近期来自南京大学、清华大学等机构的研究团队发表于Signal Transduction and Targeted Therapy的一项研究却发现, 过量果糖不必先经过传统代谢,就能结合肾脏足细胞线粒体「入口」TOM复合物中的TOM22蛋白,阻碍线粒体所需蛋白运入,导致线粒体供能受损,从而伤肾;而破坏果糖与TOM22的结合位点(K105),能恢复线粒体功能并减轻肾损伤 。 Doi:10.1038/s41392-026-02896-x 肾小球足细胞位于肾小球滤过屏障的重要位置,它们伸出一个个细小的足突,共同维持肾脏正常的过滤功能。 与此同时,足细胞对能量的需求并不低,细胞内的线粒体需要持续提供ATP。因此,一旦线粒体出了问题,足细胞往往很难独善其身。既往观点主要认为,过量果糖进入代谢通路以后,其代谢产物会逐渐扰乱线粒体功能。 但如果是还没来得及代谢的果糖分子自身,会不会直接作用于线粒体呢? 研究团队设计了一种能够追踪果糖结合蛋白的果糖探针,随后在足细胞中筛查与果糖直接发生相互作用的蛋白。最终, TOM22 这一蛋白脱颖而出。 果糖能够直接与TOM22结合 ,但其他糖类(比如葡萄糖、核糖)都没有表现出与TOM22的特异性结合 。 果糖可以直接结合线粒体外膜蛋白TOM22 简单来说,线粒体是一个有严格门禁的「小型工厂」。虽然线粒体有自己的DNA,但它需要的大部分蛋白其实由细胞核编码,先在细胞质里合成,随后再运输进线粒体。 而 TOM复合体,就是这些蛋白进入线粒体时重要的「大门」之一 。TOM22位于这个运输系统中的关键位置,参与识别、转运以及后续蛋白交接。 研究者进一步利用冷冻电镜观察TOM复合体后发现,果糖会结合在TOM22与TOM40附近的区域。不过,果糖并不是把整个TOM复合体「拆掉」。它造成的结构变化看起来并不大,却刚好影响了关键位置。果糖进入结合区域后,改变了TOM22与TOM40之间原本稳定的相互作用,同时引起附近结构发生变化。 随后,他们锁定了TOM22的K105位点。要是把K105换成另一个氨基酸后,TOM22就几乎失去了与果糖结合的能力。 换句话说, 果糖并不是泛泛地影响线粒体,而是找到了线粒体蛋白运输机器上的一个具体落脚点 。 果糖结合于TOM复合体的关键区域 TOM复合体负责把大量细胞质合成的蛋白送进线粒体。果糖结合TOM22以后,这套运输系统开始出现异常。 研究者对果糖处理后的足细胞进行了线粒体蛋白组分析,发现多种线粒体蛋白持续下降。其中一个特别突出的群体,是线粒体核糖体亚基。 通俗点说, 线粒体核糖体好比线粒体内部的「蛋白生产机器」 。它负责翻译线粒体DNA编码的蛋白,而这些蛋白又是呼吸链和氧化磷酸化系统的重要组成部分。 实验中,果糖不仅减少了多种线粒体核糖体亚基,线粒体内部的新生蛋白合成也随之下降。 更进一步的运输实验显示,果糖能够阻碍核糖体蛋白MRPL37进入线粒体。但如果将TOM22的K105位点换掉,让果糖无法正常结合TOM22后,这种运输障碍也会明显消失。 这也意味着 , 果糖可能先在TOM22这里「卡住入口」,随后让部分线粒体核糖体蛋白进不去,最终影响线粒体内部正常的蛋白合成 。 蛋白生产跟不上,线粒体的能量系统自然也会受到影响。 具体而言,在正常表达TOM22的足细胞中加入果糖后,线粒体很快出现了一系列异常变化。活性氧(ROS)水平升高,线粒体膜电位下降,基础呼吸、ATP生成,以及最大呼吸能力也明显减弱了。 那果糖究竟是怎么一步步把线粒体「拖累」的? 研究者进一步把TOM22的K105位点进行了改变。结果,改掉这个位点后,果糖对线粒体呼吸和ATP生成的影响明显减弱,ROS水平和膜电位也基本恢复了。 从机制上来看,果糖并非只是让线粒体「状态变差」,其可以直接与TOM22结合,进而影响TOM复合体的蛋白运输功能。这样一来,原本需要进入线粒体的部分线粒体核糖体相关蛋白就难以顺利到位,线粒体内部的蛋白翻译随之下降,最终影响了氧化磷酸化过程和ATP生成。 阻断果糖与TOM22结合后,线粒体功能明显改善 接下来,研究者又在小鼠身上进行了验证。他们构建了肾小球特异性的Tom22 K105A突变小鼠。这个突变能改变果糖与Tom22结合所需要的关键位点。他们让普通小鼠和K105A突变小鼠分别接受12周的普通饮食或高果糖饮食。 结果显示, 高果糖饮食让普通小鼠出现明显的肾小球系膜扩张,足细胞足突也出现融合

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