本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
我們中的許多人，尤其是現在或以前的研究生，都對我們早餐選擇的含咖啡因飲料上癮。我的是茶，但如果讓我猜，我敢打賭最受歡迎的選擇是咖啡。我們早上大口喝下它來為一天做準備，我們在工作時若有所思地啜飲它，我們在應該睡覺的凌晨尋找它，但我們卻在實驗室或辦公桌前，告訴自己我們再跑一個凝膠或者再寫一頁。 對我們許多人來說，咖啡（或茶！）的儀式深深地根植於我們的日常生活中，但除了讓我們保持警覺之外，它還能為我們做什麼呢？最近的一項研究表明，茶和咖啡中的某些多酚化合物可能透過干擾胰腺中澱粉樣原纖維的形成，對 2 型糖尿病（T2 糖尿病）提供保護作用。哇，聽起來不錯，不是嗎？又多了一個喝更多這種東西的理由！但這到底是什麼意思呢？為了理解這可能如何起作用，我們首先需要理解一些概念。具體來說，什麼是澱粉樣原纖維，它與 T2 糖尿病有什麼關係？
澱粉樣蛋白是以特定不正確方式摺疊的蛋白質沉積物（蛋白質必須正確摺疊才能正常發揮作用）。這些錯誤摺疊的蛋白質形成聚集體（即它們聚集在一起），並在組織和細胞中堆積，類似於鈣沉積物可能會在管道中堆積的方式。您可以在左側的照片中看到它的樣子，照片顯示了大腦皮層中 Abeta 蛋白的澱粉樣沉積物（棕色）。除了 T2 糖尿病外，澱粉樣蛋白往往與帕金森病和阿爾茨海默病等疾病有關。這些蛋白質沉積物如何導致這些疾病的確切方式尚不清楚，但人們認為它們的存在會導致周圍的組織變形，從而干擾其發揮作用的能力。它們還可能透過干擾線粒體（為細胞提供能量的細胞器）而導致細胞死亡。就 T2 糖尿病而言，胰腺中澱粉樣原纖維的存在被認為會殺死產生胰島素的 β 細胞。這種情況下的澱粉樣原纖維由一種名為人胰島澱粉樣多肽（hIAPP 或澱粉酶）的蛋白質組成，該蛋白質通常作為一種內分泌（即激素），與胰島素一起從 β 細胞中釋放出來。因此，我們可以考慮治療 T2 糖尿病的一種方法是首先阻止 hIAPP 澱粉樣原纖維的形成。
之前的研究（在歐洲和亞洲血統的人中）報告說，經常喝咖啡的人患 T2 糖尿病的風險比不喝咖啡的人低 50%，但這怎麼可能起作用呢？一種常見的 多酚化合物，在茶中發現的 (−)-表沒食子兒茶素 3-沒食子酸酯 (EGCG)，已被證明對 Abeta、α-突觸核蛋白和 hIAPP 蛋白的澱粉樣形成具有抑制作用，已知這些蛋白分別與阿爾茨海默病、帕金森病和 T2 糖尿病有關。咖啡與茶一樣，含有大量多酚化合物，如咖啡酸 (CA)、綠原酸 (CGA) 及其代謝物。由此可見，咖啡中的這些多酚和相關化合物可能對澱粉樣蛋白的形成和聚集提供類似的保護作用。
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咖啡因、CA 和 CGA 是咖啡中三種最豐富的化合物，因此來自華中科技大學、武漢大學和武漢生物技術研究院（中國）的研究人員研究了它們是否像茶多酚 EGCG 一樣對澱粉樣蛋白的形成表現出類似的保護作用（發表在《農業與食品化學雜誌》上）。他們將形成澱粉樣蛋白的蛋白質 hIAPP 暴露於茶多酚 EGCG、咖啡因和咖啡多酚 CA 和 CGA，然後他們測量了形成的澱粉樣原纖維的數量以及暴露的來自大鼠細胞系的 β 細胞的存活率等指標。
左邊是與上述化合物孵育的 hIAPP 的透射電子顯微鏡影像（單擊放大）。我稍微編輯了該圖以包括標籤。在 A 部分中，只有 hIAPP，在 C 部分和 D 部分中，hIAPP 與咖啡因一起孵育，您可以看到纖維狀澱粉樣蛋白束，看起來有點像毛髮或細線。咖啡因顯然無法阻止澱粉樣蛋白的形成。在 B 部分中，EGCG 似乎阻止了澱粉樣蛋白的形成，因為沒有檢測到原纖維，這與該研究之前的現有研究一致。此外，CA 和 CGA 也抑制了澱粉樣原纖維的形成，更高的濃度導致更完全的抑制。檢測到 hIAPP 的小聚集體，但它們沒有形成成熟的束。因此，咖啡多酚似乎確實可以阻止澱粉樣原纖維的形成，類似於茶多酚。
這種抑制作用是否會導致更少的細胞死亡？事實上，似乎確實如此！右邊的圖表顯示了細胞在單獨暴露於 hIAPP 或與研究化合物組合時相對於未處理的細胞組的存活率百分比（未處理的細胞組 = 100% 存活率；單擊放大）。單獨的 hIAPP 導致 β 細胞的存活率下降了近三分之二，這可能是由於澱粉樣原纖維的細胞毒性（即殺死細胞）效應。相比之下，所有四種研究化合物都將存活率提高到不同程度。EGCG（與 hIAPP 的比例為 1:1）和 CA（與 hIAPP 的比例為 1:5）似乎最有效地保護了 β 細胞，分別為 75% 和 96%。也許最有趣的事情是，儘管咖啡因沒有阻止澱粉樣原纖維的形成，但它仍然提供了一些針對細胞死亡的保護！可能是咖啡因以某種方式改變了澱粉樣原纖維的結構，使其對 β 細胞的致命性降低，即使它並沒有完全阻止它們的形成。咖啡因也可能干擾參與細胞死亡過程的某些化學信使的接收。
這些結果表明，喝咖啡可能對 T2 糖尿病的症狀產生一些有益影響的一種潛在方式。咖啡中的多酚可能會減緩或阻止澱粉樣原纖維的形成，咖啡因本身也在某種程度上起作用。減緩澱粉樣原纖維的聚集會導致較少的 β 細胞死亡，這意味著胰腺在飯後向血液中分泌胰島素的能力受到的阻礙較小。雖然論文中沒有顯示結果，但作者還指出，CA 和 CGA 的代謝物（即分解產物）也顯示出類似的抗澱粉樣蛋白作用，這意味著即使 CA 和 CGA 在化學分解後，保護作用仍可以持續一段時間。
我個人很想知道，在咖啡或茶中攝入大量糖或奶油是否會減輕這些保護性多酚的好處。測試咖啡在更廣泛的種族中的保護作用也可能值得，因為某些人群比其他人更容易患上 T2 糖尿病。最後，值得指出的是，細胞存活率研究是用大鼠細胞進行的，因此可能並不表明人類 β 細胞可能會發生什麼。
這並不意味著您的醫生某天會給您開每天兩杯額外的咖啡來治療您的糖尿病，但這確實意味著您每天一杯咖啡中的某些化合物將來可能會出現在糖尿病藥物中。儘管如此，喝咖啡不應被用作尋求針對 T2 糖尿病或任何其他醫療狀況的專業醫療護理的替代品。這篇文章的標題有些開玩笑，因為雖然我們許多人每天都喜歡喝一兩杯（或五杯）咖啡或茶，但它無意治癒或預防任何疾病！
程，B.，劉，X.，龔，H.，黃，L.，陳，H.，張，X.，李，C.，楊，M.，馬，B.，焦，L.，鄭，L.，和黃，K. (2011)。咖啡成分在體外抑制人胰島澱粉樣多肽的澱粉樣蛋白形成：咖啡消費與糖尿病之間可能存在的聯絡。《農業與食品化學雜誌》，59 (24), 13147-13155 DOI: 10.1021/jf201702h
圖片來源
(1) 咖啡，來自 Flickr 使用者 Eric Heupel，根據知識共享許可授權。
(2) 大腦皮層中的澱粉樣沉積物，來自維基百科使用者 Nephron，根據知識共享許可授權。
(3) 與各種化合物孵育的 hIAPP 的 TEM 影像，經 Cheng 等人許可轉載。J. Agric. Food Chem.，2011，59 (24)，第 13147–13155 頁。版權所有 2012 美國化學學會。
(4) 細胞與hIAPP和各種化合物孵育後的活力圖。此圖由我根據 Cheng 等人在J. Agric. Food Chem., 2011, 59 (24), pp 13147–13155 發表的資料製作。我知道圖中沒有誤差線，因為我沒有足夠的資料來包含它們。 誤差線可以在原始出版物中看到。
