摘要：东京大学森田圭吾（ Keigo Morita ）和黑田慎也（ Shinya Kuroda ）领导的研究人员发现，肥胖会导致肝脏适应饥饿的功能暂时紊乱。尽管存在这种功能障碍，但肝脏分子网络的底层结构仍然完好无损。

东京大学的科学家发现，肥胖会扰乱饥饿期间肝脏代谢的时间，而不会影响网络的结构，这为我们的身体如何在极端条件下管理能量提供了新的见解。

肥胖会导致肝脏调节适应饥饿的分子网络暂时中断，但不会引起永久性的结构变化。

东京大学森田圭吾（ Keigo Morita ）和黑田慎也（ Shinya Kuroda ）领导的研究人员发现，肥胖会导致肝脏适应饥饿的功能暂时紊乱。尽管存在这种功能障碍，但肝脏分子网络的底层结构仍然完好无损。

这是一个重大突破，因为将基于时间的分析纳入生物学一直是一个复杂的挑战，并且从大规模数据中获得系统的见解已被证明是困难的。

这一发现为研究更广泛的代谢过程（包括食物摄入和疾病进展）开辟了新的途径。该研究发表在《科学信号》（Science Signaling）杂志上。

为了生存，生物体必须不断从食物中获取能量，并将其分配到全身，以维持一种稳定的内部状态，即体内平衡。饥饿是对这种平衡最严峻的挑战之一。作为代谢中心的肝脏，不仅必须协调哪些分子被激活，还必须精确地控制它们发挥作用的时间。

科学家们在肝脏中构建了饥饿反应跨基因组网络，并对该网络进行了结构和时间分析。他们发现，饥饿反应跨基因组网络在结构上稳健，但在时间上易受肥胖影响。图片来源：Morita et al 2025

“细胞内的分子形成一个庞大的网络，”首席研究员黑田指出：“其中包含调节多种代谢反应的少量分子，这些分子被称为枢纽分子。然而，由于缺乏饥饿期间全面的时间序列数据，对肝脏中分子的时间协调性一直难以系统地了解。”

为了更好地理解这一过程，研究人员分析了健康和肥胖小鼠的肝功能。他们发现，枢纽分子的组成存在明显差异。在健康小鼠中，ATP 和 AMP（能量调节的关键分子）存在，而在肥胖小鼠中，这些分子缺失。

虽然这种差异可能表明分子网络的结构受到了破坏，但进一步的研究表明，网络结构仍然完好无损。相反，破坏出现在肝脏代谢反应的时间和协调性上。

研究结果概述。图片来源：Morita et al 2025

“我们全面测量了各种分子的时间进程，”黑田说道：“发现健康肝脏中枢分子对饥饿的反应比其他分子更快。这表明在饥饿状态下，健康肝脏中的分子网络具有良好的时间顺序控制。而肥胖小鼠的肝脏中，这种协调性消失了。”

换句话说，即使在饥饿状态下，分子网络的结构仍然保持稳健，但在一段时间内，它却容易受到肥胖的影响。促成这一发现的方法，结合了细胞内分子网络的结构和时间分析，可以应用于其他包含多个“组”（例如基因组或微生物组）数据集的研究，从而为进一步的研究开辟了道路。黑田介绍了他们的下一个项目。

将野生型和肥胖小鼠分别饥饿0、2、4、6、8、12、16和24小时，采集肝脏和血浆，然后进行多组学测量(1)。在野生型和肥胖小鼠中鉴定出对饥饿有显著反应的分子，并将其分为四类：普遍反应、野生型特异性反应、肥胖型特异性反应和反向反应(2)。研究团队利用数据库识别了显著反应分子与代谢反应之间的调控关系(3)。图片来源：Morita et al 2025

我们的方法成功地描述了适应饥饿这一复杂生物现象的全局格局。我们希望将我们对饥饿期间代谢网络的洞察推广到食物摄入或疾病进展期间的代谢网络。

参考文献：“健康和肥胖小鼠肝脏中饥饿反应代谢网络的结构稳健性和时间脆弱性”作者：Keigo Morita、Atsushi Hatano、Toshiya Kokaji、Hikaru Sugimoto、Takaho Tsuchiya、Haruka Ozaki、Riku Egami、Dongzi Li、Akira Terakawa、Satoshi Ohno、Hiroshi Inoue、Yuka Inaba、Yutaka Suzuki、Masaki Matsumoto， Masatomo Takahashi、Yoshihiro Izumi、Takeshi Bamba、Akiyoshi Hirayama、Tomoyoshi Soga 和 Shinya Kuroda，2025 年 4 月 22 日，《科学信号》。DOI：10.1126/scisignal.ads2547

来源：康嘉年華一点号