肺部血管与身体其他部位的血管不同。这种差异在肺动脉高压中表现得很明显，肺动脉高压中只有肺部血管逐渐变硬，导致慢性肺病、心力衰竭和亡。这种器官特异性血管变硬的根本原因一直是个谜，直到匹兹堡大学研究员Stephen Chan及其同事对肺动脉高压患者的这些血管细胞有了惊人的发现——它们很饿。

陈是匹兹堡大学血管医学 Vitalant 兼心脏病学系医学教授，他的团队与法国蔚蓝海岸大学的 Thomas Bertero 团队合作。他们发现，高血压肺血管细胞对两种氨基酸(谷氨酰胺和丝氨酸)有着极大的需求，而且 — — 就像任何不均衡饮食一样 — — 会产生后果。谷氨酰胺和丝氨酸的代谢是肺动脉高压疾病进展的关键驱动因素。

该研究结果于 5 月 2 日发表在《细胞代谢》杂志上。

氨基酸是蛋白质的组成部分，有助于构建细胞结构、发挥生物功能以及调节组织和器官功能。当高血压肺血管代谢谷氨酰胺和丝氨酸时，它们会产生两种新的氨基酸，即脯氨酸和甘氨酸。脯氨酸和甘氨酸是胶原蛋白的主要组成部分，胶原蛋白占人体总蛋白质的 30%，为我们的皮肤、肌肉、骨骼和结缔组织提供结构框架。对谷氨酰胺和丝氨酸的渴望以及由此导致的高血压肺血管细胞中脯氨酸和甘氨酸水平升高会导致胶原蛋白的过量生产，从而导致血管僵硬和功能受损——这是肺动脉高压的标志性特征。

研究人员利用啮齿类动物模型研究该疾病，发现限制细胞摄取谷氨酰胺和丝氨酸的药物可使高血压肺血管失去对谷氨酰胺和丝氨酸的渴求。反过来，细胞谷氨酰胺和丝氨酸代谢的缺乏会阻止胶原蛋白构建块的过量产生和胶原蛋白的产生。由于氨基酸最常通过饮食吸收，研究小组还发现，减少富含谷氨酰胺和丝氨酸的食物摄入量有助于减少胶原蛋白的过量产生。

“我们首次发现通过饮食控制可以有效治疗这种疾病，”陈教授说道，他同时还是匹兹堡大学医学院和 UPMC 血管医学研究所和肺血管生物学和医学中心的主任。

对于肺动脉高压患者，避免食用富含丝氨酸和谷氨酰胺的食物，或食用缺乏这些氨基酸的食物，可能会增强当前药物的疗效。“这为我们治疗这种疾病开辟了一条新途径，因为现在，除了依赖药物和移植，可能还有有效的生活方式干预措施，”Chan 说。

陈的团队还利用这些细胞的食欲特征，使用正电子发射断层扫描 (PET) 技术和谷氨酰胺成像示踪剂，创建了一种新的肺动脉高压诊断测试。成像示踪剂就像一个 GPS 监视器，可以跟踪谷氨酰胺在体内的去向。因此，渴望氨基酸的细胞会在 PET 扫描中发光，而这种光的强度会显示细胞对谷氨酰胺的渴求程度以及这些细胞在体内的位置。这种筛查将使疾病的早期诊断和生活方式及药物干预的实施成为可能，并允许医生检查药物在减缓疾病进展方面的功效。