絲氨酸傳統(tǒng)上被認(rèn)為是一種非必需氨基酸，在各種生物過程中起著至關(guān)重要的作用，包括核苷酸和脂質(zhì)代謝以及產(chǎn)生一碳單位以維持生理功能。最近，人們發(fā)現(xiàn)，用作營養(yǎng)補(bǔ)充劑的絲氨酸具有許多其他生理功能，可以控制病理或壓力情況下的代謝穩(wěn)態(tài)和健康。例如，在氧化應(yīng)激或細(xì)菌感染下，內(nèi)源性絲氨酸不足以滿足活細(xì)胞的需求；因此，補(bǔ)充外源絲氨酸補(bǔ)可能對緩解應(yīng)激反應(yīng)至關(guān)重要。許多研究報道，外源絲氨酸和內(nèi)源性從頭SSP在調(diào)節(jié)哺乳動物代謝穩(wěn)態(tài)和健康方面起著至關(guān)重要的作用。

SSP作為疾病的信號引起了越來越多的關(guān)注，因為SSP的關(guān)鍵靶標(biāo)（例如關(guān)鍵酶和腫瘤因子）在腫瘤中顯著上調(diào)。越來越多的證據(jù)表明，SSP的異常表達(dá)導(dǎo)致絲氨酸的內(nèi)源性合成不足，這與糖尿病、脂肪肝和免疫系統(tǒng)疾病等各種疾病的發(fā)病機(jī)理有關(guān)。最近的研究證實，絲氨酸作為一種營養(yǎng)補(bǔ)充劑，可以改善腸道免疫和抗氧化功能，在體外和體內(nèi)調(diào)節(jié)腸道菌群，并在體外促進(jìn)幼小動物（如哺乳和斷奶仔豬）的生長發(fā)育。然而，它作為營養(yǎng)和信號調(diào)節(jié)因子在維持整體代謝穩(wěn)態(tài)中的作用仍不清楚。

因此，在本綜述中，我們闡明和總結(jié)了絲氨酸代謝（主要是SSP）在代謝控制中的調(diào)節(jié)機(jī)制，并討論了絲氨酸補(bǔ)充或限制與氧化應(yīng)激、免疫反應(yīng)、脂質(zhì)代謝、腸道微生物以及神經(jīng)系統(tǒng)之間關(guān)系的最新進(jìn)展。另外，我們提出了絲氨酸代謝維持代謝穩(wěn)態(tài)和治療人類疾病的可能框架。

絲氨酸來源于營養(yǎng)物質(zhì)的代謝，包括蛋白質(zhì)和磷脂。絲氨酸可以由甘氨酸內(nèi)生合成，甘氨酸通過絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶（SHMT）獲得一個羥甲基，從而產(chǎn)生絲氨酸。然而，SSP仍然是體內(nèi)絲氨酸的主要來源，因為其他來源不足以滿足身體需求。一般來說，葡萄糖是絲氨酸合成的主要碳源，而在禁食條件下，由糖異生產(chǎn)生的丙酮酸是合成絲氨酸的主要碳源。SSP開始于糖酵解或糖異生中間體3-磷酸甘油酸（3PG），其通過三個步驟轉(zhuǎn)化為絲氨酸（框1）。SSP的三種關(guān)鍵酶：磷酸甘油酸脫氫酶（PHGDH）、磷酸絲氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（PSAT）1和磷酸絲氨酸磷酸酶（PSPH）的異常調(diào)節(jié)會導(dǎo)致系統(tǒng)性絲氨酸缺乏或過量，從而導(dǎo)致發(fā)育性疾病，包括青光眼、脂肪肝和阿爾茨海默病。絲氨酸的細(xì)胞內(nèi)合成和外源供應(yīng)主要依賴于三種細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（ASCT1/2、SAT1/2和ASC-1），這三個系統(tǒng)都通過協(xié)助絲氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)參與各種代謝活動。

絲氨酸合成途徑(SSP)通過糖異生中間體3-磷酸甘油酸(3PG)分三步生成絲氨酸(圖I)。首先，3PG通過磷酸甘油酸脫氫酶(PHGDH)轉(zhuǎn)化為3-磷酸羥基丙酮酸(3PHP)。磷酸絲氨酸轉(zhuǎn)氨酶1 (PSAT1)催化3PHP轉(zhuǎn)化為3-磷酸絲氨酸(3PSer)。最后，3PSer被磷酸絲氨酸磷酸酶(phosphoserine phosphatase, PSPH)催化生成絲氨酸。絲氨酸是丙酮酸激酶M2異構(gòu)體(PKM2)的激活劑，絲氨酸缺乏時PKM2活性降低，導(dǎo)致3PG流向SSP。此外，2PG是PHGDH的激活劑，通過負(fù)反饋調(diào)節(jié)SSP。

絲氨酸作為主要的一碳供體，是絲氨酸、甘氨酸和一碳途徑(SGOCP)的核心氨基酸。葉酸循環(huán)與蛋氨酸循環(huán)耦合形成雙環(huán)SGOCP通路。SGOCP的功能取決于葉酸在各種代謝途徑中接收、攜帶和轉(zhuǎn)移一碳單位的能力。SGOCP支持核苷酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的生物合成以促進(jìn)細(xì)胞增殖，并幫助tRNA甲酰化促進(jìn)線粒體編碼蛋白的翻譯。SGOCP還調(diào)節(jié)NADP⁺/NADPH比值和谷胱甘肽(GSH)合成以維持細(xì)胞氧化還原平衡。SGOCP的另一個主要組成部分是蛋氨酸循環(huán)，其中最重要的分子是S-腺苷蛋氨酸(SAM)。SAM是一種重要的甲基供體，為組蛋白/DNA甲基化提供甲基。

SSP是一個高度調(diào)控的途徑，對多種代謝應(yīng)激源作出反應(yīng)。至少有兩種調(diào)節(jié)絲氨酸合成速率的方法。第一種是反饋調(diào)節(jié)途徑，依賴于丙酮酸激酶M2異構(gòu)體(PKM2)和磷酸甘油突變酶(PGAM)1來影響糖酵解的流動和絲氨酸前體3PG的利用。二是通過調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子和腫瘤抑制因子，改變SSP中關(guān)鍵酶的活性和表達(dá)(圖1)。

丙酮酸激酶同工酶的組成變化調(diào)節(jié)糖酵解產(chǎn)物進(jìn)入SSP。PKM2以四聚體和二聚體的形式存在，并且二聚體對其底物的親和力低于四聚體。PKM2的催化活性可以被變構(gòu)調(diào)節(jié)，這影響了糖酵解通量向Krebs循環(huán)或糖酵解的其他分支的分布。除了1，6-二磷酸果糖（FBP）外，絲氨酸是PKM2的唯一已知激活劑。當(dāng)絲氨酸水平足夠時，PKM2被完全激活，并通過促進(jìn)糖酵解最大限度地利用葡萄糖。當(dāng)絲氨酸水平降低時，PKM2優(yōu)先表達(dá)的細(xì)胞中丙酮酸激酶活性降低，導(dǎo)致更多的3PG分子積累，這些分子進(jìn)入SSP以支持細(xì)胞增殖。隨著絲氨酸水平恢復(fù)正常，絲氨酸依賴性PKM2激活可以通過反饋回路促進(jìn)糖酵解。

PGAM1通過控制細(xì)胞中2PG和3PG的水平參與糖酵解和SSP。PGAM1的下調(diào)導(dǎo)致3PG的過度積累，3PG競爭性地抑制6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶（6PGD）的活性位點(diǎn)，抑制糖酵解并影響癌癥細(xì)胞中絲氨酸的合成。此外，生理濃度的2PG可以增強(qiáng)PHGDH的活性。PGAM1通過維持正常水平的2PG來維持PHGDH活性，從而促進(jìn)3PG從糖酵解進(jìn)入SSP。

三種SSP酶的表達(dá)和活性受各種轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)，其中最關(guān)鍵的是轉(zhuǎn)錄因子4（ATF4）。一般性調(diào)控阻遏蛋白激酶2（GCN2）通過在絲氨酸剝奪條件下與脫酰tRNA結(jié)合而被激活。活化的GCN2通過未折疊蛋白反應(yīng)（UPR）途徑磷酸化真核起始因子2α（eIF2α）α亞基上的絲氨酸，從而上調(diào)ATF4的翻譯，促進(jìn)絲氨酸生物合成途徑。

在正常條件下，細(xì)胞內(nèi)核轉(zhuǎn)錄因子紅系2相關(guān)因子2（Nrf2）的水平太低，不影響ATF4的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。相反，在應(yīng)激條件下，持續(xù)活性的磷酸肌醇3-激酶（PI3K）-Akt信號通路可以導(dǎo)致Nrf2的核積累。當(dāng)Nrf2在細(xì)胞核中達(dá)到一定濃度時，ATF4 mRNA表達(dá)上調(diào)，ATF4與PHGDH、PSAT1和線粒體絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶2（SHMT2）基因啟動子結(jié)合以支持SSP。

雷帕霉素復(fù)合物1（mTORC1）途徑的機(jī)制靶標(biāo)通過ATF4調(diào)節(jié)絲氨酸合成途徑基因的表達(dá)。蛋白激酶C（PKC）λ/ι缺乏上調(diào)mTORC1/ATF4和PHGDH的基因表達(dá)，以激活SSP和SGOCP途徑。相反，肝激酶（LK）B1的缺失激活mTORC1，并上調(diào)幾種關(guān)鍵酶，如PSAT1、PSPH、SHMT1和SHMT2，以加速絲氨酸代謝。

c-Myc癌基因（以下稱為Myc）通過兩個反饋回路促進(jìn)SSP。首先，Myc通過激活GCN2上調(diào)ATF4的表達(dá)。ATF4與多個Myc靶基因的啟動子區(qū)結(jié)合，從而調(diào)節(jié)Myc基因的轉(zhuǎn)錄。Myc結(jié)合位點(diǎn)Ebox存在于PHGDH、PSAT1和PSPH基因座中，Myc通過以ATF4依賴的方式在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)關(guān)鍵酶的表達(dá)來促進(jìn)SSP。其次，Myc上調(diào)三種異構(gòu)核核糖核蛋白（hnRNP）的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，這三種蛋白促進(jìn)PKM-pre-mRNA的選擇性剪接以產(chǎn)生PKM2。

此外，組蛋白H3賴氨酸9（H3K9）甲基轉(zhuǎn)移酶G9A以ATF4依賴的方式維持染色質(zhì)與H3K9單甲基化標(biāo)記的活性狀態(tài)，并促進(jìn)關(guān)鍵SSP酶的轉(zhuǎn)錄激活。同時，在絲氨酸缺乏的條件下，甲基修飾酶賴氨酸特異性脫甲基酶（KDM）4C與ATF4啟動子結(jié)合，并通過去除抑制性H3K9me3三甲基化來激活A(yù)TF4表觀遺傳學(xué)活性狀態(tài)。KDM4C還通過表觀遺傳學(xué)修飾直接增加關(guān)鍵SSP酶的活性。

與SSP和SGOCP在惡性腫瘤中的積極作用一致，一些腫瘤抑制劑可能促進(jìn)絲氨酸代謝途徑的變化。PKCζ不僅抑制PHGDH和PGAT1的轉(zhuǎn)錄，而且通過磷酸化PHGDH的關(guān)鍵殘基Thr57和Thr78來抑制酶活性。與這些發(fā)現(xiàn)一致，PHGDH的表達(dá)與人類結(jié)直腸癌（CRC）組織中PKCζ的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。

絲氨酸缺乏期間p53–p21軸的激活誘導(dǎo)細(xì)胞生長停滯，并將絲氨酸轉(zhuǎn)化為GSH而不是核苷酸，從而最大限度地提高細(xì)胞的抗氧化能力并促進(jìn)細(xì)胞存活。p53缺乏的細(xì)胞不能對絲氨酸剝奪做出反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡。此外，p53在正常和應(yīng)激條件下都增加了人谷氨酰胺酶（GLS）-2的表達(dá)，并且活化的GLS-2編碼線粒體谷氨酰胺酶，該酶將谷氨酰胺水解為谷氨酸以驅(qū)動SSP。

p53家族成員p73不直接影響絲氨酸生物合成酶，而是通過在谷氨酰胺裂解過程中控制關(guān)鍵酶GLS-2來調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)絲氨酸水平。絲氨酸生物合成與谷氨酰胺分解相互影響。首先，谷氨酰胺被轉(zhuǎn)化為谷氨酸。谷氨酸為3-磷酸羥基丙酮酸鹽（3PHP）提供氨基，生成3-磷酸絲氨酸（3PSer），最終作為底物進(jìn)入SSP，促進(jìn)絲氨酸合成。

絲氨酸不僅是生物大分子的結(jié)構(gòu)元件，而且是重要的細(xì)胞信號分子。生物體通過感應(yīng)絲氨酸水平的變化來應(yīng)對環(huán)境壓力和病原體入侵。最近的研究表明，絲氨酸在氧化應(yīng)激、免疫、脂質(zhì)代謝、腸道生態(tài)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病中發(fā)揮著重要作用（圖2）。

絲氨酸通過谷胱甘肽和葉酸依賴的NADPH合成維持氧化還原平衡。為了應(yīng)對氧化應(yīng)激，絲氨酸依賴的一碳代謝從甲基化轉(zhuǎn)變?yōu)榉戳蚧?，這導(dǎo)致絲氨酸與同型半胱氨酸縮合生成半胱氨酸，從而增加GSH的合成。先前的一項研究報道，補(bǔ)充L-絲氨酸可以保護(hù)SH-SY5Y人類神經(jīng)母細(xì)胞瘤免受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）應(yīng)激和神經(jīng)毒性。L-絲氨酸還通過上調(diào)蛋白質(zhì)二硫化物異構(gòu)酶促進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激的恢復(fù)，該異構(gòu)酶參與錯誤折疊蛋白質(zhì)的重折疊。一些研究表明，母體絲氨酸缺乏會使后代更容易受到氧化應(yīng)激的影響，可能是通過Akt/AMP活化激酶（AMPK）/sirtuin（SIRT）1途徑。飲食中補(bǔ)充絲氨酸通過調(diào)節(jié)抗氧化成分的活性或表達(dá)，如超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）1/4，有效增強(qiáng)懷孕母豬或斷奶仔豬的抗氧化防御系統(tǒng)。其他研究觀察到，在用ROS誘導(dǎo)劑處理的小鼠海馬神經(jīng)元HT22細(xì)胞中，ER應(yīng)激、線粒體損傷和凋亡顯著升高，而L-絲氨酸處理通過促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)GSH的合成和維持線粒體融合-分裂平衡來保護(hù)HT22細(xì)胞免受氧化損傷。

肝臟和腸道是最容易受到各種內(nèi)源性或外源性應(yīng)激源引起的氧化損傷的組織。一項研究建立了腸上皮細(xì)胞（IPEC-J2）氧化損傷模型，發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性絲氨酸缺乏加重了氧化應(yīng)激反應(yīng)和線粒體功能障礙。反過來，外源性絲氨酸補(bǔ)充可以通過激活mTOR和NRF2信號通路來促進(jìn)甲硫氨酸循環(huán)和GSH合成，從而緩解氧化應(yīng)激并促進(jìn)細(xì)胞增殖。研究人員發(fā)現(xiàn)，CircMYH9通過加速絲氨酸/甘氨酸代謝、上調(diào)NAD⁺/NADH比率、促進(jìn)谷胱甘肽的產(chǎn)生以及以p53依賴的方式抑制活性氧（ROS）的產(chǎn)生來促進(jìn)CRC?？傊?，這些研究提供了氧化應(yīng)激和絲氨酸水平之間的直接聯(lián)系，從而揭示了絲氨酸作為營養(yǎng)補(bǔ)充劑在緩解氧化應(yīng)激和提高抗氧化能力方面的重要作用。

絲氨酸是一種重要的免疫代謝產(chǎn)物。在病理條件下，絲氨酸通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞（包括T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞）的功能，以及免疫活性物質(zhì)和炎癥細(xì)胞因子包括白細(xì)胞介素（IL）和干擾素（IFN）的產(chǎn)生，進(jìn)而影響免疫。一些研究表明，SSP可用于巨噬細(xì)胞中谷胱甘肽的合成，并且是脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的IL-1β mRNA表達(dá)所必需的。其他研究觀察到絲氨酸代謝缺乏通過降低H3K27三甲基化的啟動子豐度來增加IGF1的表達(dá)。IGF1增強(qiáng)IFN-γ激活的巨噬細(xì)胞的極化，但抑制IL-4激活的巨噬細(xì)胞極化。最近的一份報告證明了絲氨酸生物合成基因PHGDH和關(guān)鍵代謝產(chǎn)物SAM在先天抗病毒免疫中的作用。病毒感染或絲氨酸缺乏通過抑制SAM依賴性H3K27me3啟動子位點(diǎn)的富集，增加了液泡ATP酶ATP6V0d2的表達(dá)。細(xì)胞內(nèi)ATP6V0d2的高表達(dá)可以減輕Yes相關(guān)蛋白介導(dǎo)的對TANK結(jié)合激酶（TBK）1/IFN調(diào)節(jié)因子（IRF）3軸的抑制。因此，絲氨酸在巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的免疫疾病和病毒感染的治療中發(fā)揮著重要作用。

最近的一項研究表明，PSAT1基因的缺失結(jié)合外源性絲氨酸剝奪可以誘導(dǎo)CRC細(xì)胞中的核苷酸合成，并最大限度地抑制CRC細(xì)胞增殖，增強(qiáng)5-氟尿嘧啶（5-FU）的抗腫瘤活性。Pranzini等人發(fā)現(xiàn)SHMT2介導(dǎo)的線粒體絲氨酸代謝是克服CRC細(xì)胞中5-FU耐藥性的關(guān)鍵。絲氨酸線粒體通過支持嘌呤生物合成和增強(qiáng)DNA損傷修復(fù)來減輕藥物毒性。綜上所述，這些發(fā)現(xiàn)表明，抑制絲氨酸依賴的從頭合成途徑中關(guān)鍵酶的活性或表達(dá)可能為治療腸道癌癥提供一種新的策略。

絲氨酸通過改變腸道菌群定植，促進(jìn)微生物代謝重編程來調(diào)節(jié)腸道菌群平衡。一項研究發(fā)現(xiàn)，膳食中添加絲氨酸可增強(qiáng)秀麗隱桿線蟲的5-氟2-脫氧尿苷(FUdR)毒性。絲氨酸通過改變大腸桿菌的一碳代謝來減少宿主的核苷酸供應(yīng)，從而加劇DNA毒性并導(dǎo)致細(xì)胞死亡。絲氨酸和微生物的相互作用會影響藥物在宿主體內(nèi)的反應(yīng)，但不會改變藥物或宿主的生物學(xué)特性。Wang等人還發(fā)現(xiàn)，在D-半乳糖處理的衰老小鼠模型中，絲氨酸缺乏破壞了微生物-腸-腦軸和AMPK/NF-κB p65信號通路，導(dǎo)致腸道菌群多樣性和有益菌比例顯著下降。尤其是厚壁菌門/擬桿菌門和XIVa梭菌的比例明顯下降。Kitamoto等人的研究表明，大腸桿菌LF82可以改變其在炎癥腸道中的代謝譜，并利用L-絲氨酸分解代謝最大化其生長。膳食中L-絲氨酸缺乏會顯著降低大腸桿菌LF82和嚙齒檸檬酸桿菌在腸道炎癥中的競爭適應(yīng)性。這些觀察結(jié)果表明，絲氨酸代謝途徑可以有針對性地選擇性抑制某些致病菌的增殖，而不影響腸道內(nèi)的有益菌，因此，絲氨酸代謝途徑可能成為治療腸道疾病的新靶點(diǎn)。

絲氨酸是磷脂和鞘脂的重要合成前體，包括磷脂酰絲氨酸和磷脂酰膽堿。一些研究發(fā)現(xiàn)，在人類和小鼠脂肪性肝病模型中，PHGDH表達(dá)降低。PHGDH過表達(dá)導(dǎo)致肝臟甘油三酯積累顯著減少，脂質(zhì)基因和蛋白表達(dá)降低，SIRT1活性升高。我們最近的研究報道了外源性或內(nèi)源性絲氨酸缺乏可能通過影響腸-微生物-肝軸導(dǎo)致肝臟脂質(zhì)積累，加重肝臟氧化應(yīng)激和炎癥。上述結(jié)果提示，上調(diào)絲氨酸水平可以維持脂質(zhì)代謝穩(wěn)態(tài)，減少脂肪肝的發(fā)生。

脫氧鞘脂在各種細(xì)胞類型中表現(xiàn)出直接的細(xì)胞毒性。絲氨酸棕櫚?；D(zhuǎn)移酶(SPT)突變導(dǎo)致細(xì)胞優(yōu)先選擇丙氨酸作為底物，催化脫氧鞘脂的形成。Gantner等人發(fā)現(xiàn)小鼠血清絲氨酸水平降低引起的2型黃斑毛細(xì)血管擴(kuò)張主要是由于1-脫氧鞘脂在視網(wǎng)膜內(nèi)積聚，導(dǎo)致視網(wǎng)膜類器官感光細(xì)胞死亡，視覺功能受損。同樣，Chen等人發(fā)現(xiàn)，1-脫氧鞘脂作為糖尿病的早期生物標(biāo)志物，主要通過誘導(dǎo)胰腺腺泡細(xì)胞早期線粒體功能障礙，對胰腺腺泡細(xì)胞表現(xiàn)出直接的細(xì)胞毒性。補(bǔ)充L-絲氨酸可有效緩解糖尿病小鼠急性胰腺炎?？傊@些研究表明，補(bǔ)充絲氨酸可以有效地防止1-脫氧鞘脂的積累，減少細(xì)胞損傷。

絲氨酸是磷脂和鞘脂的重要組成部分，是促進(jìn)神經(jīng)元伸長、分化和生長的關(guān)鍵。L-絲氨酸是N-甲基-D-天冬氨酸受體甘氨酸和D-絲氨酸的兩種共同作用物的前體。最近的研究表明，絲氨酸通過自噬-溶酶體途徑選擇性激活蛋白水解酶，在神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)揮保護(hù)作用。由于血腦屏障的低滲透性，膳食絲氨酸可能不足以維持大腦功能。L-絲氨酸只能由星形膠質(zhì)細(xì)胞中的SSP產(chǎn)生，并轉(zhuǎn)運(yùn)到神經(jīng)元中合成神經(jīng)活性信號分子。因此，SSP對于支持大腦和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能至關(guān)重要。

研究發(fā)現(xiàn)AD小鼠模型中星形膠質(zhì)細(xì)胞的糖酵解被破壞，SSP受損，這導(dǎo)致L-和D-絲氨酸合成減少，突觸可塑性和記憶功能受損。膳食中補(bǔ)充L-絲氨酸可以緩解AD并改善認(rèn)知功能。另外，L-絲氨酸在治療肌萎縮側(cè)索硬化癥方面具有積極作用。絲氨酸促進(jìn)SPT底物從丙氨酸轉(zhuǎn)化為絲氨酸，但過量的絲氨酸可能會增加鞘脂水平并導(dǎo)致疾病進(jìn)展。最近的研究還發(fā)現(xiàn)，SSP在不同原發(fā)性腫瘤的腦轉(zhuǎn)移中上調(diào)。絲氨酸合成基因表達(dá)增加，尤其是PHGDH。因為大腦是一個絲氨酸有限的環(huán)境，PHGDH的抑制會導(dǎo)致DNA損傷，并通過減少核酸合成來抑制細(xì)胞增殖。這表明PHGDH抑制劑具有治療腦轉(zhuǎn)移的潛力。因此，絲氨酸已被廣泛用作調(diào)節(jié)信號，在治療肌萎縮側(cè)索硬化癥和AD、遺傳性1型感覺神經(jīng)病變、腦轉(zhuǎn)移和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病中受到廣泛關(guān)注。

絲氨酸依賴性從頭合成對動物和人類的免疫功能、抗氧化能力、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育以及脂質(zhì)合成至關(guān)重要，同時也提高了人們對腸道微生物和宿主之間相互作用的理解。絲氨酸合成的內(nèi)源性限制與外源性飲食干預(yù)的聯(lián)合治療，可能會為絲氨酸在治療環(huán)境中的新用途創(chuàng)造可能性，特別是用于治療和干預(yù)癌癥、腫瘤、衰老、脂肪性肝病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。盡管絲氨酸限制不會損害動物健康，但在臨床試驗中，絲氨酸依賴性從頭合成的抑制已被證明會影響正常的免疫反應(yīng)。因此，絲氨酸代謝可能與動物和人類的疾病發(fā)生有關(guān)。未來研究的一個挑戰(zhàn)是絲氨酸依賴性從頭合成途徑的活性和豐度變化與各種代謝疾病之間的關(guān)系。此外，絲氨酸衍生的免疫反應(yīng)和抗氧化物質(zhì)為能量、蛋白質(zhì)、核苷酸和脂質(zhì)代謝提供了關(guān)鍵的部分，以促進(jìn)畜禽的生長發(fā)育。未來的工作將旨在闡明絲氨酸代謝支持動物和人類健康的分子機(jī)制，并開發(fā)針對絲氨酸依賴性從頭合成途徑的治療策略。