Science：为什么多吃鱼能让大脑更聪明？

2023-03-12 07:03

“多吃点鱼，聪明！”相信每个人小时候都会在饭桌上听到家里长辈这样说，但问起原因，长辈们并不了解。那多吃鱼会让大脑变得更聪明是否存在科学依据呢？

由来自浙江大学和山东大学的研究成员组成的研究团队，通过3年联合攻关，最终向大家呈现了鱼类中一种不饱和脂肪酸的益脑机制。最终研究成果以“Unsaturated bond recognition leads to biased signal in a fatty acid receptor”为题，发表在了Science上。

图1 研究成果（图源：[1]）

在我们的生长发育过程中，需要大量的营养物质，Omega-3脂肪酸是一类人体无法合成但对身体有益的营养物质，临床研究表明服用该类脂肪酸能健脑强闹、调节血压、减少炎症甚至降脂等健康功效。鱼类中富含丰富的Omega-3脂肪酸，因此或许这就是吃鱼益脑的原因。

研究团队利用3年的时间，成功从原子分辨率水平解析了4种不同类型的脂肪酸和人工合成激动剂TUG891分别刺激Omega-3鱼油受体形成信号转导复合物的精细三维结构，详细阐述了Omega-3鱼油受体识别不同双键修饰的不饱合脂肪酸的模式，进而揭示了不同脂肪酸引发Omega-3鱼油受体产生下游特定信号谱图的机制。

Omega-3脂肪酸是一种多不饱合脂肪酸，包括二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸等小分子。由于其有很多有益作用，科学家们一直在研究它的结构功能和作用机理。既往研究表明，Omega-3脂肪酸要想在人体中发挥有益作用，需要借助Omega-3鱼油受体。Omega-3鱼油受体（GPR120，FFAR4）隶属于膜蛋白家族G蛋白偶联受体（GPCR）家族，在促进胰岛素敏化、刺激GLP-1分泌和控制脂肪生成等方面发挥重要作用，其可以识别Omega-3脂肪酸在内的多种饱合与不饱合长链脂肪酸。使用合成GPR120激动剂和GPR120缺陷小鼠模型的进一步研究，支持GPR120治疗代谢性疾病的治疗潜力。

不同的脂肪酸激活Omega-3鱼油受体的效果是不同的，只有某些不饱合脂肪酸对人体有益。在该项研究中，研究人员以Omega-3鱼油受体识别不同双键修饰的不饱和脂肪酸，及其与Omega-3鱼油受体偏向性信号的联系，作为切入点展开研究。

通过良渚实验室的冷冻电镜设施，研究人员成功从原子分辨率水平解析了4种不同类型的脂肪酸和人工合成激动剂TUG891分别刺激Omega-3鱼油受体形成信号转导复合物的精细三维结构，发现不同双键修饰的不饱和脂肪酸都能激活Omega-3鱼油受体。选择性激活GPR120具有治疗许多疾病的潜力，包括2型糖尿病、骨质疏松症、肥胖症等等。

研究人员表示，Omega-3鱼油受体响应不同配体的信号刺激时，可以介导多种下游效应G蛋白的信号通路，而不同G蛋白在介导受体下游的不同功能中起着关键作用。同时发现，不同的不饱合脂肪酸有不同的双键排布组合，与Omega-3鱼油受体中芳基氨基酸的特定组合产生π:π相互作用，或者与其他氨基酸产生特定疏水作用，这对确定下游信号传导谱图方面至关重要。通过功能性试验，研究人员解释了Omega-3脂肪酸之所以对人体能产生诸多益处，是因为其在激活Omega-3鱼油受体后，增加了一条偶联Gs蛋白指令，从而有益于人体代谢。

总之，这项研究阐述了Omega-3鱼油受体识别不同双键修饰的不饱合脂肪酸的模式，进而揭示了不同脂肪酸引发Omega-3鱼油受体下游特定信号谱图的机制。基于该项研究的展开，研究人员推测不饱和脂肪酸可能通过对GPR120的特定芳香族残基的作用来促进其有益作用，这可以用于开发选择性GPR120激动剂。

参考资料：Mao C, Xiao P, Tao XN, et al. Unsaturated bond recognition leads to biased signal in a fatty acid receptor. Science. 2023 Mar 2:eadd6220. doi: 10.1126/science.add6220. Epub ahead of print. PMID: 36862765.

来源：生物探索

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