膳食有机硫化合物（OSCs）是一类结构多样的含硫代谢物，主要存在于Allium和Brassica物种中，长期以来因其营养价值和生物活性而被广泛认可[1]。过去二十年里，人们对OSCs的兴趣已经超出了将其作为抗氧化相关膳食成分的传统分类，扩展到了它们在硫醇依赖性氧化还原过程和硫代谢中的潜在作用[2,3]。OSCs的化学多样性源于硫可呈现的广泛氧化态（-2至+6），包括还原型硫醇和硫化物以及更氧化的硫代亚砜、亚砜、异硫氰酸酯和多硫化物[4,5]。这种氧化还原多样性使OSCs能够参与可逆的硫醇基反应，包括硫醇-二硫键交换和硫转移过程，从而在特定的化学和氧化还原条件下与低分子量硫醇和蛋白质中的半胱氨酸残基相互作用[6,7]。
OSCs不仅作为自由基清除剂发挥作用，还越来越多地被视为氧化还原敏感途径的调节因子，主要是通过硫醇基团的共价但可逆的修饰[8,9]。这些相互作用可能影响氧化还原响应转录因子（如Nrf2、NF-κB、HIF-1α）、线粒体电子传递组分以及硫醇依赖性酶（包括硫氧还蛋白系统、谷胱甘肽还原酶系统和过氧化还原蛋白系统）的活性[10,11]。然而，这些分子相互作用在多大程度上转化为持续的生理调节作用尚未完全明确，似乎取决于化合物的结构、局部氧化还原环境、浓度和代谢命运[12,13]。
与此同时，关于哺乳动物生物学中硫化氢（H?S）及相关活性硫物种（RSS）的理解也取得了显著进展[14]。H?S曾经主要被视为一种有毒气体，但现在被认为是通过半胱硫氨酸β-合成酶（CBS）、半胱硫氨酸γ-裂解酶（CSE）和3-巯基丙酮酸硫转移酶（3-MST）的酶促活性产生的内源性信号分子。除了H?S本身，人们也越来越关注氧化态硫物种，包括过硫化物和多硫化物（如H?S?、CysSSH、GSSH、蛋白质-SSH），这些物质可能表现出不同的化学反应性和信号传导能力[15]。然而，准确检测、定量和功能归因单个硫物种在技术上仍然具有挑战性，信号传导、氧化还原缓冲和化学反应性之间的界限仍在积极讨论中。
越来越多的实验证据表明，某些膳食OSCs可能在特定条件下作为硫供体与内源性H?S和多硫化物生物学相互作用，影响硫醇的氧化还原平衡或间接调节酶促硫代谢。然而，这些证据大多来自化学研究、细胞系统和动物模型，在人类中的直接机制验证相对有限。此外，膳食OSCs的非酶促硫转移反应的动力学、浓度依赖性和生理相关性尚未完全阐明，尤其是与严格调控的酶促H?S生成途径相比[16]。
重要的是，H?S及相关活性硫物种的生物学作用似乎强烈依赖于浓度，这与早期在活性氧（ROS）研究中的概念转变相似。虽然ROS历史上主要被视为代谢的细胞毒性副产物，但后续研究表明，严格调控的低水平ROS产生具有重要的信号传导功能，而过量积累则会导致氧化损伤[17]。对于RSS也日益认识到这种双重性。在生理条件下，酶控制的硫代谢维持局部和可逆的过硫化事件，有助于氧化还原信号传导和细胞适应。相反，失调或过量的细胞内过硫化与异常的蛋白质多硫化、细胞功能受损和组织病理有关。例如，最新证据表明，过量的半胱氨酸过硫化水平可在心肌细胞中诱导细胞毒性，并促进体内肌肉和器官萎缩，这突显了严格调控硫稳态的必要性[18]。这些发现表明，与ROS类似，RSS的生物学结果不仅取决于化学反应性，还取决于空间调节、浓度阈值和代谢清除机制。
尽管对膳食OSCs和基于硫的信号传导的兴趣日益增加，但相关文献仍然分散。关于OSCs的研究往往强调药理或营养保健效果，而没有明确整合内源性硫信号通路；而关于H?S和多硫化物生物学的研究则主要集中在酶促调节和细胞信号传导上，对营养硫输入的考虑较少。因此，膳食OSCs、硫代谢和H?S/多硫化物信号传导之间的机制接口尚未得到充分定义。解决这一差距在概念和转化研究方面具有重要意义，特别是在日益关注基于饮食的策略以影响慢性疾病中的氧化还原稳态和应激响应途径的背景下[图1]。
因此，本综述旨在提供当前知识的批判性综合，将膳食OSCs的化学和代谢与基于硫的氧化还原信号传导的新概念联系起来。通过整合营养化学、酶促硫代谢和氧化还原生物学的见解，我们探讨了OSCs可能影响内源性H?S和多硫化物池的机制，包括前体可用性、酶调节以及导致蛋白质过硫化的硫醇依赖性硫转移反应。重要的是，我们强调了支持性证据和关键局限性，指出了不确定性的领域、方法学挑战和依赖上下文的效应。通过这一平衡的框架，本综述旨在阐明该领域的现状，并为未来在营养和基于硫的氧化还原生物学领域的机制和转化研究确定优先事项。
