钙三醇/维生素D受体通过调控自噬-炎症通路改善果糖诱导的小鼠肠炎-肝炎轴失调

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:The Journal of Nutritional Biochemistry 4.8

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  本研究针对果糖过量摄入引发的肠道屏障损伤及代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)问题,通过动物实验证实钙三醇/维生素D受体(VDR)信号通路可通过恢复紧密连接蛋白表达、增强自噬流(autophagic flux)、调节肠道菌群和抑制NF-κB炎症级联反应,有效改善肠-肝轴功能障碍。该发现为代谢性肠肝疾病提供了新型治疗靶点。

  

在现代饮食结构中,果糖作为甜味剂被广泛添加于饮料和加工食品中,其过量摄入与肠道炎症、脂肪肝等代谢疾病密切相关。研究表明,果糖不同于其他糖类,会特异性破坏肠道紧密连接蛋白(TJPs),导致肠道屏障功能受损,引发内毒素血症和肝脏炎症。然而,这一病理过程的具体机制尚未阐明。维生素D受体(VDR)作为核激素受体,在肠道和肝脏中具有重要免疫调节功能,但其在果糖诱导的肠-肝轴失调中的作用仍待探索。

为解决这一科学问题,鲁东大学的研究团队在《The Journal of Nutritional Biochemistry》发表研究,系统探究了钙三醇(calcitriol)/VDR信号通路对果糖诱导的肠-肝轴功能障碍的干预作用。研究采用雌性C57BL/6J小鼠建立模型,设置对照组(C)、果糖组(F)、果糖+钙三醇干预组(F+V)和钙三醇单独组(V),通过组织病理学、分子生物学和微生物组学等多维度分析,结合Caco2肠上皮细胞和RAW264.7巨噬细胞体外实验验证机制。

主要技术方法

  1. 建立8周果糖饮水(20% w/v)小鼠模型,第4-8周给予钙三醇灌胃(300 ng/kg)干预
  2. 采用16S rRNA测序分析肠道菌群变化
  3. 透射电镜观察自噬体形成,Western blot检测LC3-II/I、p62等自噬标志物
  4. 免疫荧光和qPCR分析紧密连接蛋白(occludin、claudin-1)、炎症因子(TNF-α、IL-6)表达
  5. 采用TUNEL染色评估肠上皮细胞凋亡情况

Calcitriol improved the histopathology structure of intestinal induced by fructose drinking
研究发现持续8周果糖摄入导致小鼠体重增加、血糖升高和血清钙降低,钙三醇干预可逆转这些代谢异常。组织学显示果糖组出现肠绒毛萎缩、杯状细胞(Goblet cell)和潘氏细胞(Paneth cell)减少,而F+V组肠道结构明显改善。分子水平证实果糖下调了VDR和紧密连接蛋白表达,钙三醇治疗可恢复其表达水平。

Discussion
机制研究表明,果糖通过抑制VDR信号导致自噬障碍,进而引发肠上皮细胞凋亡和屏障功能破坏。钙三醇激活VDR后,一方面通过增强自噬流清除受损细胞器,另一方面促进黏蛋白(MUC2)和抗菌肽(防御素)分泌,维持肠道微生物稳态。在肝脏中,VDR激活抑制了Kupffer细胞TLR4/MyD88/NF-κB信号通路,减轻内毒素诱导的炎症反应和肝星状细胞活化。

Conclusions
该研究首次阐明钙三醇/VDR轴通过"自噬-微生物-免疫"三位一体机制改善果糖诱导的肠-肝轴紊乱:

  1. 肠道层面:恢复紧密连接蛋白表达,增强黏膜屏障功能
  2. 微生物层面:部分逆转果糖引起的菌群失调(Firmicutes/Bacteroidetes比值回升)
  3. 免疫层面:抑制NF-κB通路,降低TNF-α、IL-6等促炎因子释放

重要意义
这项研究为代谢性肠肝疾病提供了新的治疗策略:通过靶向VDR信号同时干预肠道屏障和肝脏炎症,突破现有单靶点治疗的局限性。发现的"果糖-VDR-自噬-NF-κB"轴为理解饮食-宿主-微生物互作提供了理论框架,也为临床开发维生素D类似物治疗MASLD提供了实验依据。研究存在的局限性包括未使用肠道特异性VDR敲除小鼠,且仅采用雌性动物模型,这些将在后续研究中完善。

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