研究进展 | 牛磺酸的健康潜力探讨

本文系Food Science and Human Wellness原创编译，欢迎分享，转载请授权。

牛磺酸是一种广泛存在于人体组织中的含硫非蛋白氨基酸，长期以来因其在能量饮料和功能食品中的应用而被公众熟知。然而，随着生命科学和代谢研究的不断深入，牛磺酸的生物学意义已远远超出“营养补充剂”的范畴，逐渐展现出其在维持机体稳态中的多重关键作用。研究表明，牛磺酸广泛参与线粒体功能调控、抗氧化防御、钙稳态维持以及免疫调节等生理过程。在心血管系统、神经系统和免疫系统中，牛磺酸均表现出显著的保护效应。近年来，牛磺酸在线粒体健康、抗疲劳、抗衰老以及代谢性疾病干预中的潜在价值，引发了研究者的广泛关注。尤其是其通过调控线粒体蛋白翻译和氧化应激水平，影响细胞能量代谢的机制，为理解多种慢性疾病的发生提供了新的视角。从“功能性营养成分”到“内源性调节分子”，牛磺酸正逐步走向基础研究与健康应用交叉的前沿领域。

研究进展

牛磺酸摄入及其血浆水平与痴呆发生风险的关系——基于马尔默饮食与癌症队列研究

摘要：临床前研究提示，牛磺酸可能具有神经保护作用。然而，其在人群中与痴呆风险的相关性仍不明确。本研究探讨了中年时期膳食牛磺酸摄入量、循环（血浆）牛磺酸浓度与晚年全因痴呆、阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）及血管性痴呆（vascular dementia，VaD）发生风险之间的关系。

本研究基于马尔默饮食与癌症研究（Malmö Diet and Cancer Study），纳入了1991—1996年期间完成基线调查的27 786 名参与者。膳食牛磺酸摄入量通过详细的饮食史评估，并进行了能量摄入校正；在其中3 693 名个体中测定了血浆牛磺酸浓度。痴呆诊断信息来源于瑞典国家患者登记系统，并由记忆门诊医师进行验证。采用Cox比例风险模型评估牛磺酸相关指标与痴呆风险之间的关联，并调整了包括APOE ε4基因型、生活方式因素及合并疾病在内的潜在混杂因素。在中位随访25 年期间，共有3 224 名参与者发生痴呆。

研究结果显示，膳食牛磺酸摄入量或血浆牛磺酸浓度与全因痴呆、阿尔茨海默病或血管性痴呆的发生风险之间均未发现显著关联。此外，循环牛磺酸浓度与膳食摄入量之间仅呈弱相关性，提示体内内源性牛磺酸合成与代谢可能起主要作用。

综上，本研究结果未能支持牛磺酸摄入在人体中对痴呆具有保护作用。未来仍需进一步研究，以评估其在特定病理状态下或高剂量补充条件下的潜在影响。

结论：本研究基于一个规模大、表型信息完备的瑞典前瞻性队列，系统评估了膳食牛磺酸摄入量及血浆牛磺酸水平与痴呆风险之间的关系。研究结果显示，在一般人群的常规膳食摄入范围内，牛磺酸摄入量或循环牛磺酸浓度与全因痴呆、阿尔茨海默病及血管性痴呆的发生风险均无显著关联。这一发现未能支持牛磺酸在人体中具有明确的痴呆保护作用。

尽管大量动物实验表明牛磺酸补充可减轻神经退行性病变，但将这些结果外推至人群研究仍面临挑战。本研究结果更倾向于支持既往临床研究中“牛磺酸对认知功能改善作用有限或不显著”的结论。研究还发现，血浆牛磺酸水平与膳食摄入之间仅呈弱相关，甚至存在轻度负相关趋势，提示循环牛磺酸水平可能更多受内源性合成与代谢调控，而非单纯由饮食决定，其作为膳食摄入或痴呆风险生物标志物的价值仍需谨慎评估。

此外，本研究结果在不同性别及APOE ε4基因型人群中均保持一致，表明遗传易感性或性别相关代谢差异并未显著影响牛磺酸与痴呆风险之间的关系。需要指出的是，动物实验中常采用远高于人类日常饮食可达水平的牛磺酸剂量，且不同物种间牛磺酸生物利用度存在显著差异，这可能是临床前研究与人群研究结论不一致的重要原因。

综上，本研究未发现支持膳食牛磺酸在普通人群中预防痴呆的证据，强调了对临床前研究结果进行大规模人群验证的重要性。未来研究可进一步关注高剂量补充、特定病理状态下的潜在作用，以及牛磺酸与其他膳食和代谢因素之间的交互效应，以更全面地阐明牛磺酸在脑衰老和认知健康中的真实作用。

Reference:

Zhang N Q, Borné Y, Hagberg E, et al., Taurine intake, plasma taurine concentration, and dementia risk: findings from the Malmö diet and cancer study[J]. Journal of Neurochemistry, 2025, 169(11): e70298. DOI:10.1111/jnc.70298.

牛磺酸在骨代谢中的作用

摘要：骨代谢是一个持续动态的过程，涉及骨组织的重塑与再建。其中，成骨细胞和破骨细胞是该过程中的关键参与者，分别促进骨形成和骨吸收。大量研究证据表明，牛磺酸作为一种含硫的非必需氨基酸，能够通过其抗炎和抗氧化特性，在骨代谢性疾病中调控骨形成、骨吸收及骨免疫反应。然而，牛磺酸调节骨代谢的潜在分子机制仍有待进一步阐明。

本综述重点探讨了牛磺酸在骨代谢性疾病中的潜在作用，尤其是在骨质疏松和类风湿性关节炎中的研究进展。同时，系统总结了牛磺酸对骨形成、骨吸收及骨免疫调控的相关机制，为其作为干预手段改善骨代谢性疾病的应用提供了理论依据。

结论：本文系统综述了牛磺酸在骨代谢调控中的重要作用，重点探讨了其在骨质疏松症和类风湿性关节炎（RA）干预中的潜在应用价值。研究表明，牛磺酸在维持骨形成与骨吸收动态平衡方面发挥着关键作用：一方面可促进成骨细胞的分化与功能成熟，另一方面可抑制破骨细胞活性，从而整体上改善骨代谢状态。此外，牛磺酸在骨免疫调控中的抗氧化和抗炎作用，为干预类风湿性关节炎的发生与进展提供了新的理论视角。值得注意的是，牛磺酸在RA动物模型中对骨丢失和软骨损伤具有显著保护作用，并可促进骨质疏松性骨折的愈合，提示其具有重要的潜在临床应用前景。

这些研究不仅加深了对牛磺酸在骨健康中作用机制的理解，也为开发新的骨代谢性疾病干预策略提供了科学依据。未来研究应进一步聚焦于牛磺酸调控成骨细胞相关信号通路的分子机制，尤其是其对Wnt/β-catenin及RANKL/OPG等关键信号通路的影响。同时，亟需开展大规模、多中心的临床试验，以系统评估牛磺酸在不同人群中的疗效与安全性，推动其向临床应用转化。

鉴于个体差异对干预效果的影响，未来的干预策略应更加个体化，包括基于患者遗传背景、营养状况和生活方式制定定制化的牛磺酸补充方案。结合遗传检测技术，有望预测个体对牛磺酸干预的反应性，从而优化干预方案。此外，深入探讨牛磺酸在骨质疏松和类风湿性关节炎预防中的作用，以及通过饮食和生活方式干预增强其内源性合成与利用效率，对于疾病的早期防控具有重要意义。这不仅有助于降低疾病负担和医疗成本，也将显著改善老年人群的生活质量。

与此同时，对牛磺酸在其他骨代谢性疾病中的作用机制及干预潜力开展进一步研究，将有助于拓展其在骨健康领域的应用范围。总体而言，这些研究有望推动创新性预防和干预策略的形成，为全球日益增长的骨代谢性疾病患者带来更加安全、有效的干预选择，并促进骨健康研究领域的持续发展。

Reference:

Chen X E, Yuan Y G, Zhou X C, et al., The role of taurine in bone metabolism[J]. iScience, 2025, 28(9): 113257. DOI:10.1016/j.isci.2025.113257.

人源牛磺酸转运体介导的牛磺酸摄取与抑制的分子基础

摘要：牛磺酸转运体（taurine transporter，TauT）是一种钠/氯离子依赖性的跨膜转运蛋白，通过介导牛磺酸摄取调控多种重要的生理与病理过程。TauT功能障碍与男性不育、视网膜疾病以及多种肿瘤的发生发展密切相关。然而，TauT的精细结构特征、牛磺酸转运的分子机制及其抑制作用的结构基础长期未被充分阐明。

本研究解析了11 种人源TauT的冷冻电镜结构，涵盖游离态、牛磺酸结合态、底物类似物（β-丙氨酸、胍基乙酸、γ-氨基丁酸）结合态以及多种抑制剂结合态，并捕获了TauT在不同功能构象下的状态。结合生化与功能实验，研究揭示了Leu134和Glu406是决定TauT在GABA转运体亚家族中底物特异性的关键残基。

结构分析显示，多种抑制剂（哌啶-4-磺酸、咪唑-4-乙酸、5-氨基戊酸、尼哌可酸和同牛磺酸）可将TauT稳定于向内开放构象，从而阻断底物转运；而胍基乙基磺酸则将TauT稳定于封闭（occluded）状态。上述结构结果系统阐明了不同抑制剂拮抗牛磺酸转运的分子机制。

总体而言，本研究全面揭示了TauT的底物识别、转运协调及抑制剂作用机制，为理解牛磺酸在神经保护、抗毒性和衰老相关疾病中的作用提供了重要结构基础，也为开发靶向TauT的高选择性抑制剂和潜在抗癌药物奠定了理论依据。

结论：人源牛磺酸转运体（TauT）通过钠/氯依赖性机制介导牛磺酸摄取，对维持人体生理功能及多种癌症进展具有重要作用。为解析TauT的分子机制，本研究利用dDAT表位转移策略，解析了TauT在游离态、底物结合态及底物类似物结合态下的11 种冷冻电镜结构，捕获了封闭态、向内开放态及中间构象，系统描绘了其转运周期中的构象变化。

结构分析显示，TauT中的TM1、TM3、TM6和TM8构成疏水性通道，底物可通过中央结合位点进入；TM1和TM6对底物识别及构象转换至关重要。牛磺酸及β-丙氨酸结合时，N端残基Arg41与TM6和TM8相互作用，封闭胞内门，稳定封闭构象，同时可观察到2 个钠离子和1 个氯离子。相比之下，胍基乙酸和GABA结合TauT时，形成中间构象，TM1a方向变化明显，Na2位点钠离子溶剂化。向内开放构象中，TM1a解旋，胞内门断裂，牛磺酸从结合口释放，证实TauT的转运依赖氯离子。研究还揭示Leu134与Glu406是TauT在GABA转运体亚家族中底物特异性的关键残基，结合口的可塑性可能决定底物大小适应性。

此外，TauT与多种小分子抑制剂（如P4S、5AVA、尼哌可酸、I4AA、GES、同牛磺酸）复合结构显示，这些分子均结合中央口袋，以不同构象阻断牛磺酸转运。部分抑制剂通过氨基或咪唑环与TauT形成额外相互作用，GES几乎完全重叠于封闭态牛磺酸位置，而其他抑制剂则稳定向内开放构象，提示多样化抑制机制。结构与功能分析结合说明，底物结合、特异性识别及抑制机制的细微差异可指导TauT靶向药物设计。

总体而言，本研究系统揭示了TauT的牛磺酸释放机制、底物特异性、抑制剂识别与阻断机制，为基于结构的药物设计提供了理论基础。研究结果进一步支持TauT作为抗癌及其他疾病潜在干预靶点的可行性，为开发选择性TauT抑制剂及其在癌症干预中的应用奠定了结构和机制依据。

Reference:

Du B W, Cheng L L, Xie J Y, et al., Molecular basis of human taurine transporter uptake and inhibition[J]. Nature Communications, 2025. DOI:10.1038/s41467-025-62857-w.

翻译/撰写：王小云（实习）

编辑：王佳红；责任编辑：孙勇

封面图片来源：图虫创意

为进一步促进动物源食品科学理论的完善与创新，加速科研成果向实际生产力的转化，助力产业实现高质量、可持续发展，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、中国食品杂志社与海南大学、海南热带海洋学院、江西农业大学共同举办的“2026年动物源食品科学与人类健康研讨会”，将于2026年11月14-15日（11月13日报到）在中国 海南 海口召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）