天气一热,冰奶茶又成了无数打工人的“解暑快乐水”。每次只要动了喝一口的念头,手指已经鬼使神差地点开了外卖软件,拦都拦不住。奶茶拥趸们还会搬出一套自洽的哲学:“生活已然这么苦,不喝奶茶心里堵。”
事实上,奶茶的甜很大程度上归功于果糖。而且,其中大量的果糖在低温下会表现得格外清甜。
然而,来自美国和韩国的研究团队发表于Experimental & Molecular Medicine的一项研究却给这杯快乐水泼了一盆冷水。
研究团队发现,膳食果糖会抑制肝脏中的SIRT3-IDH2轴,破坏线粒体功能、削弱抗氧化防御和解毒能力,从而加剧DNA损伤并促进结肠癌的发生。

DOI:10.1038/s12276-025-01584-0
研究团队首先将21只4周龄C57BL/6N小鼠随机分为两组,分别给予普通饮水(对照组)或34%果糖水干预,持续喂养了4周。之后通过肝脏转录组和蛋白质组学分析,系统筛选参与果糖相关致癌通路的关键分子。
他们发现,果糖干预组小鼠肝脏中的芳香烃受体(AhR)信号通路明显受到抑制。AhR的主要作用之一是启动解毒酶基因的表达,包括I相代谢酶CYP1A1、CYP1A2和II相结合酶UGT1A1、GSTA1等。
这些酶负责将外来有害物质代谢并排出体外,是机体重要的防御屏障。但果糖的介入却削弱了这一环节,肝脏的解毒能力也随之下降。
那么,果糖究竟是怎么抑制AhR信号通路的呢?
进一步的分析揭示,用果糖处理肝细胞后,细胞内的过氧化氢水平显著上升。但即便不加果糖,只用过氧化氢处理细胞,就足以让AhR通路关键基因的表达下调。反之,如果先用抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸清除活性氧后,AhR信号相关基因的表达就又恢复了。
换句话说,果糖通过诱导氧化应激,间接抑制了这条解毒通路。

高果糖摄入诱导肝细胞活性氧大量蓄积,抑制肝脏AhR解毒信号通路
但这仅仅是个开始。接下来,研究者通过转录组和蛋白质组的测序结果锁定了SIRT3-IDH2-GSH轴。
简单来说,SIRT3是一种主要存在于线粒体中的去乙酰化酶。它的工作之一是对某些蛋白质进行“修饰”,而它的一个重要底物,就是IDH2。正常状态下,SIRT3会去除IDH2蛋白上的乙酰基,帮助IDH2保持活性状态。
激活的IDH2负责将氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP⁺)这一重要辅酶还原为还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)。
NADPH可以说是细胞内最关键的“还原力”来源之一,决定了还原型谷胱甘肽(GSH)的库存水平。而GSH能够与PhIP这类在高温烹饪肉类中产生的致癌物结合,帮助它们顺利排出体外。
然而,果糖的出现打断了这一链条。在果糖处理的肝细胞中,SIRT3蛋白水平下降,IDH2没被充分去乙酰化,其乙酰化程度升高,NADPH生成水平随之下降。
所以,SIRT3-IDH2-GSH这条轴如果运转顺畅,肝细胞还是具备有效的解毒能力的;一旦其中某个环节被果糖干扰,清除致癌物的防线就会出现漏洞。

高果糖摄入下调肝脏SIRT3表达,抑制IDH2活性和功能,破坏线粒体 NADPH/GSH 抗氧化系统
为了进一步验证IDH2在这条通路中的关键作用,研究团队又对IDH2敲除小鼠展开了一系列实验。他们给这些小鼠口服了两次PhIP,随后又用低剂量的葡聚糖硫酸钠(DSS)轻度刺激了肠道,诱导了轻微肠道炎症,并持续观察了7周。
结果发现,这些小鼠的结肠中出现了更多孤立淋巴滤泡(ILF)。同时,γH2AX这一判断DNA是否发生双链断裂的敏感指标,以及增殖细胞核抗原(PCNA),都始终处于较高水平。
这说明,此时肠道组织正处在一个DNA损伤持续累积、异常增殖又不断加剧的高压状态。
从分子层面来说,一些促进炎症和细胞增殖的因子(如RICTOR、TNF、IFNG等),表现得相当活跃;而另一些本应发挥肿瘤抑制和代谢调节作用的因子(如SIRT1和PPARGC1A),却受到了显著抑制。
此消彼长之下,一个有利于异常增生和组织恶变的内在环境,就这样形成了。可以说,IDH2的缺失,无意中为癌变的发生铺了路。

IDH2基因缺失协同PhIP,全面激活结肠DNA损伤应答与修复通路
总体而言,上述研究揭示了,膳食果糖诱导肝脏氧化应激,抑制SIRT3-IDH2轴,破坏了线粒体功能,且削弱了肝细胞的正常解毒能力,使得DNA损伤持续累积,最终为结肠癌的发生创造了条件。
注:上述研究主要基于小鼠模型,在人类中的普适性仍需进一步验证。
[1]Pan, J.H., Aykin-Burns, N., Krager, K.J. et al. SIRT3–IDH2 axis is a target of dietary fructose: implication of IDH2 as a key player in dietary carcinogen toxicity in mice colon. Exp Mol Med 57, 2643–2656 (2025). https://doi.org/10.1038/s12276-025-01584-0