牛磺酸作为一种非蛋白氨基酸，在人体中扮演着多种重要角色。它不仅在细胞功能和神经保护中具有重要作用，还在心血管健康方面发挥着积极作用。牛磺酸的研究有望为改善人类健康提供新的途径，但仍需要进一步的研究来充分理解其作用机制和潜在的应用价值。牛磺酸的健康益处可能会在未来的研究中得到更多的验证，从而为预防和治疗各种疾病提供更多的选择。

牛磺酸，又称2-氨基乙磺酸或牛磺酸，是一种非蛋白氨基酸，广泛分布于各种动物组织，尤其是在大脑、心脏和骨骼肌中。此外，它也存在于一些食物中，如肉类、鱼类、乳制品以及能量饮料。

牛磺酸的命名、化学和生物化学

牛磺酸这一名称源自拉丁词"taurus"，意为公牛或牛。 实际上，牛磺酸最早是在1827年由德国科学家Leopold Gmelin和Friedrich Tiedemann从牛的胆汁中分离出来的。它在动物组织中的存在首先被发现，尤其是在大脑、心脏和骨骼肌中。后来，英国化学家Edmund Ronalds于1846年确认了人类胆汁中含有牛磺酸。牛磺酸在富含线粒体的氧化组织中浓度较高，在糖酵解组织中浓度较低。牛磺酸的结构相对简单，它属于β-氨基酸，分子式为C2H7NO3S，分子量为125.15。与其他氨基酸不同的是，牛磺酸没有手性中心，因此是光学不活性的。人体可以在肝脏中通过半胱胺亚硫酸途径合成牛磺酸。此外，一种替代途径是转硫化，其中同型半胱胺通过一系列酶的作用最终合成牛磺酸。

膳食中的牛磺酸

目前，牛磺酸尚未有确定的膳食参考摄入量（DRI）。然而，一般认为，典型的西方饮食为大多数人提供了足够的牛磺酸。特定人群，如素食者或纯素食者，可能摄入的牛磺酸较少，但尚缺乏充分的缺乏证据。典型的饮食中，牛磺酸的含量因个体饮食和特定食物选择而异。牛磺酸是天然存在于多种食物中，包括海藻、鱼、肉类和一些乳制品。典型饮食中，成年人每天的平均摄入量估计约为40至400毫克。

牛磺酸的膳食来源

牛磺酸在食物中的含量因来源而异。海洋食物中含有最高水平的牛磺酸，其中包括海藻和贝类。例如，太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）中牛磺酸占氨基酸总含量的约80%。

牡蛎

Foods that contain the highest levels of taurine come from the sea and include seaweed and shellfish; for instance, taurine represents ~80% of the total amino acid content of pacific oyster (Crassostrea gigas)

参考文献：Zhao, X.; Li, Q.; Meng, Q.; Yue, C.; Xu, C. Identification and expression of cysteine sulfinate decarboxylase, possible regulation of taurine biosynthesis in Crassostrea gigas in response to low salinity. Sci. Rep. 2017, 7, 5505.

牛磺酸膳食补充剂

牛磺酸补充剂以各种形式可获得，包括胶囊、片剂和能量饮料。建议的牛磺酸膳食补充剂剂量可能因具体产品和预定用途而有所不同。一般而言，大多数牛磺酸补充剂的剂量范围从每份500毫克到2000毫克不等。

牛磺酸～二甲基苯并蒽～乳腺癌

乳腺癌是女性中最常见的癌症。尽管在手术、放疗和化疗方面取得了近期的进展，但对于晚期或转移性乳腺癌仍然缺乏令人满意的治疗方法。因此，寻找更有效的治疗或疗法仍然是乳腺癌研究的主要焦点。

牛磺酸是一种β-氨基酸，由肝脏产生，分布在各种组织中并以高浓度存在，有助于维持中枢神经系统、视网膜神经元、心脏和骨骼肌的功能。 越来越多的证据表明，例如通过饮食摄入外源牛磺酸能帮助治疗神经退行性疾病、糖尿病、白内障和心血管疾病。此外，牛磺酸已被报道对体外和体内不同癌症具有抗肿瘤活性。研究发现，牛磺酸抑制了结肠癌细胞的增殖和转移，并减轻了肿瘤的生长和转移。同样，牛磺酸对肺癌也具有抗肿瘤活性。

值得注意的是，已经证实牛磺酸对乳腺癌的体外和体内治疗具有有效性。已经确立牛磺酸通过上调c-Jun N-末端激酶（JNK½）的表达来触发其细胞毒性，从而诱导人乳腺癌细胞凋亡。Choi等人证明，牛磺酸增加了组织金属蛋白酶抑制物（TIMPs）的表达，并阻断了血管内皮生长因子（VEGF）和基质金属蛋白酶（MMPs），从而抑制了MCF-7和MDA-MB-231细胞的迁移。涉及人乳腺癌细胞系和MDA-MB-231皮下异种移植小鼠的实验证明，牛磺酸对乳腺癌的抑制作用可以归因于线粒体中PUMA的表达增加。

此外，几起案例证明， 牛磺酸抑制了二甲基苯并蒽（DMBA）诱导的大鼠乳腺癌肿瘤发生和进展。将牛磺酸添加到饮用水中可以通过逆转由7,12-二甲基苯并[a]蒽（DMBA）引起的肝脏线粒体脂质过氧化（LPO）水平紊乱、非酶抗氧化剂、三羧酸循环酶和电子传递链（ETC）复合物的紊乱水平来减少乳腺癌肿瘤重量。 此外，牛磺酸还通过对一系列基因、蛋白质和酶系统的改变，如p53、半胱氨酸酶、增殖细胞核抗原（PCNA）、膜结合酶和药物代谢酶，发挥其抗乳腺癌的作用。因此，研究已经确立了牛磺酸对乳腺癌进展的抑制作用。但是，牛磺酸对乳腺癌转移的影响尚未有报道。

作为生物系统的组成部分，代谢组学已被应用于调查由内在和外部因素引起的生化反应，被广泛用于疾病诊断和疗效评估。癌症是一种代谢性疾病。肿瘤细胞可以高速吸收葡萄糖并产生乳酸，不论氧含量如何，这被称为“沃尔堡效应”。除了葡萄糖，癌细胞利用谷氨酰胺作为能量，并代谢成α-酮戊二酸，然后进入三羧酸循环。作为生物膜的组成部分，脂质有助于癌细胞的生长和肿瘤进展。此外，肿瘤的进展导致一系列活跃的代谢重编程，伴随着氨基酸和脂质代谢的相互作用。 通过应用代谢组学技术，可以鉴定血液、肿瘤和被肿瘤侵袭的器官中的潜在生物标志物。

Josep等人使用先进的1H核磁共振技术研究了乳腺癌患者血清代谢谱的改变，包括总胆固醇和运输蛋白（如中密度脂蛋白（IDL）和低密度脂蛋白（LDL））的增加。 研究结果显示，谷氨酰胺、尿素和琥珀酸代谢物在乳腺癌肿瘤组织中相对于正常相邻乳腺癌组织中上调。 牛磺酸通过调节氨基酸、葡萄糖和核酸的代谢起到抗乳腺癌的作用。然而，牛磺酸对乳腺癌肿瘤和肺部转移的代谢调节尚待建立。

牛磺酸～谷氨酸酶～肺癌

有研究指出谷氨酸酶的激活促进了肿瘤环境中谷氨酸转化为谷氨酸的过程，从而增加了肿瘤中的谷氨酸水平，并通过三羧酸循环进一步代谢成2-酮戊二酸，以合成三磷酸腺苷（ATP）。 牛磺酸可以通过抑制谷氨酶活性来降低肿瘤中的谷氨酸水平。然而，转移性肺组织中谷氨酸水平下降，与晚期肝癌的变化相一致。 对两种模型小鼠（4T1和MMTV-PyMT）肺组织代谢的先前研究表明，在严重的肺转移阶段，这两种模型均表现出谷氨酸下降的趋势，这可能是由于肺部转移期间一系列酶的活动受到干扰，如谷氨酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酰胺转运体等。牛磺酸可以通过调节这些酶的活性来调控谷氨酸代谢。 模型组中N-乙酰糖蛋白的水平低于对照组。这一结果与先前关于小鼠结直肠癌肺转移的研究结果不一致。这种不一致可能归因于不同的癌症类型。N-乙酰糖蛋白在白细胞识别中发挥重要作用，并反映了癌症患者的全身炎症状态。

牛磺酸的外源摄入增加了小鼠肿瘤和肺部中的N-乙酰糖蛋白水平，从而可能增加了小鼠的炎症水平。然而，不可否认的是，牛磺酸抑制了乳腺癌小鼠的肿瘤进展。 三甲胺氧化物（TMAO）是胆碱的肠道微生物依赖代谢物，它参与在缺氧环境中作为外部电子受体产生能量，并参与甲基化代谢与甜菜碱。 研究表明，机体中的TMAO水平与癌症风险呈正相关，如结直肠癌和原发性肝癌。牛磺酸给药组中的TMAO水平下降，表明通过牛磺酸降低TMAO水平来调节乳腺癌小鼠的甲基化代谢。

与肿瘤转移相关的分子生物学研究发现，基因突变、缺失和易位影响细胞中多种信号通路。这些信号通路影响肿瘤细胞的代谢，而代谢变化对于肿瘤细胞的转移是必要的。在本研究中，脂质、乳酸、胆碱、组氨酸、GPC/PC、葡萄糖、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、TMAO、N-乙酰糖蛋白、蛋氨酸和谷氨酸水平在肺转移时发生了改变，这可能被认为是4T1乳腺癌小鼠肺转移的潜在生物标志物。纠正华伯格效应代表了癌症治疗的新方法。肿瘤需要不断合成新蛋白质以满足其发展需求。癌细胞消耗精氨酸合成组氨酸。

发现牛磺酸可以逆转肺转移诱导的组氨酸水平升高，表明牛磺酸抑制了组氨酸产生肿瘤转移所需的蛋白质。模型组中肺组织中精氨酸水平下调，这与相同模型的结果一致。精氨酸在精氨酸酶（ARG）的作用下代谢成尿素和鸟氨酸，抑制抗肿瘤免疫反应，促进肿瘤的发生和转移。

牛磺酸具有免疫调节作用，可以增强肿瘤的免疫反应，这表明牛磺酸可能通过抑制ARG并维持肿瘤的免疫功能来发挥抗肺转移作用。 然而，牛磺酸对该模型中蛋白质功能的影响尚不清楚，需要在随后的实验中进一步探讨。

部分参考文献：

X. Hou, J. Hu, X. Zhao, Q. Wei, R. Zhao, M. Li, Q. Li

Taurine attenuates the hypotaurine-induced progression of CRC via ERK/RSK signaling

Front. Cell Dev. Biol., 9 (2021), Article 631163

S. Tu, X.L. Zhang, H.F. Wan, Y.Q. Xia, Z.Q. Liu, X.H. Yang, F.S. Wan

Effect of taurine on cell proliferation and apoptosis human lung cancer A549 cells

Oncol. Lett., 15 (2018), pp. 5473-5480

J. Wang, S. Zhang, Z. Li, J. Yang, C. Huang, R. Liang, Z. Liu, R. Zhou

(1)H NMR-based metabolomics of tumor tissue for the metabolic characterization of rat hepatocellular carcinoma formation and metastasis

Tumour Biol., 32 (2011), pp. 223-231

M. Lever, P.M. George, S. Slow, D. Bellamy, J.M. Young, M. Ho, C.J. McEntyre, J.L. Elmslie, W.Atkinson, S.L. Molyneux, R.W. Troughton, C.M. Frampton, A.M. Richards, S.T. Chambers

Betaine and trimethylamine-N-oxide as predictors of cardiovascular outcomes show different patterns in diabetes mellitus: an observational study

PLoS One, 9 (2014), Article e114969