色氨酸代谢物通过调控眼眶成纤维细胞炎症与增殖改善Graves眼病的潜在治疗作用

本研究针对Graves眼病(GO)这一威胁视力的自身免疫性疾病，探索了肠道菌群衍生的色氨酸(Trp)代谢物在疾病发生发展中的作用机制。研究人员通过16S测序和血清代谢组学分析发现GO患者肠道菌群中Trp代谢相关菌群(如厚壁菌门和Anaerostipes属)显著下调，血清中吲哚丙酸(IPA)、吲哚-3-乳酸(ILA)和吲哚乙酸(IAA)水平降低，其中IAA水平与疾病活动度呈负相关。体外实验证实这三种代谢物可通过抑制Akt信号通路减轻TNFα诱导的眼眶成纤维细胞炎症和增殖，为GO治疗提供了新的潜在靶点。

　　

Graves眼病(GO)是一种威胁视力的器官特异性自身免疫性疾病，主要表现为眼睑挛缩、眼球突出和视力丧失，给患者和社会带来沉重负担。虽然目前治疗手段包括静脉注射糖皮质激素、免疫抑制剂和新型生物制剂如Teprotumumab等，但疾病机制复杂，早期诊断标志物和治疗靶点仍待探索。近年来，肠道菌群-甲状腺轴的概念逐渐受到关注，肠道微生物通过代谢产物与免疫系统相互作用，可能在自身免疫性疾病中发挥重要作用。色氨酸(Trp)作为必需氨基酸，其代谢产物在免疫调节中扮演关键角色，但在GO中的作用尚不清楚。

为探索这一科学问题，北京同仁医院的研究团队开展了一项综合性研究，相关成果发表在《Journal of Endocrinological Investigation》。研究人员首先通过16S测序分析了33例GO患者和32名健康对照的肠道菌群，发现GO患者Trp代谢相关菌群如厚壁菌门(Firmicutes)和Anaerostipes属显著下调。随后利用血清代谢组学检测16名健康对照、16例Graves病(GD)患者和31例GO患者的代谢谱，发现Trp代谢通路显著富集，其中吲哚丙酸(IPA)、吲哚-3-乳酸(ILA)和吲哚乙酸(IAA)水平在患者中降低。为验证这一发现，研究团队扩大样本量至401例(100名对照、145例GD患者和156例GO患者)，通过ELISA检测证实三种代谢物在患者血清中均显著降低，且IAA水平在活动期GO患者中更低，与临床活动评分(CAS)和促甲状腺激素受体抗体(TRAb)呈负相关。体外实验显示，这三种代谢物能剂量依赖性地抑制原代培养的人眼眶成纤维细胞(OFs)增殖，并减轻TNFα诱导的炎症反应，机制研究表明其通过抑制Akt信号通路发挥作用。

关键技术方法包括：16S rRNA基因测序分析肠道菌群组成；血清非靶向代谢组学分析代谢物差异；ELISA检测401例血清样本中Trp代谢物水平；原代培养人眼眶成纤维细胞进行功能实验；CCK-8法检测细胞增殖；Western blot分析信号通路蛋白表达。

研究结果部分：
"Trp metabolism associated intestinal flora altered in GO patients"：通过16S测序发现GO患者肠道菌群中Trp代谢相关菌群如厚壁菌门和Anaerostipes属显著下调，提示菌群-Trp代谢轴可能参与GO发病。

"Alteration in serum metabolomics profile in GO patients"：代谢组学分析显示GO和GD患者Trp代谢通路显著改变，其中IAA和ILA水平显著降低。

"Serum Trp metabolites altered in GO patients"：大样本ELISA检测证实IPA、ILA和IAA在GD和GO患者血清中均降低，IAA在GO患者中更低且与疾病活动度负相关，提示其作为疾病进展标志物的潜力。

"Trp metabolites improved TNFα-induced OFs proliferation and inflammation"：体外实验显示三种代谢物能剂量依赖性地抑制OFs增殖，并减轻TNFα诱导的增殖和炎症反应。

"Trp metabolites blocked TNFα-induced activation of the Akt signaling pathway in human OFs"：机制研究表明代谢物通过抑制Akt信号通路磷酸化发挥保护作用。

研究结论与讨论部分指出，这是首次系统揭示肠道菌群衍生的Trp代谢物在GO中的作用。研究发现GO患者存在特定的肠道菌群失调和Trp代谢紊乱，其中IAA水平与疾病活动度密切相关，可能作为新型生物标志物。更重要的是，IPA、ILA和IAA能通过抑制Akt信号通路减轻OFs的炎症和增殖，为GO治疗提供了新的潜在靶点。虽然研究存在未考虑代谢物与免疫细胞互作等局限，但提出了通过饮食干预或益生菌补充调节Trp代谢物的治疗新思路。该研究不仅深化了对GO发病机制的理解，也为开发基于微生物-代谢物轴的新型治疗策略奠定了重要基础。