肝脏再生的惊人参与者：肠道细菌

我们体内的微生物群影响着人体的许多过程。最近的一项研究表明，当微生物群受到干扰时，如抗生素，肝脏的再生能力就会被淹没。

　　

新的研究表明，微生物群为细胞分裂提供了重要的组成部分

当部分器官被切除时，身体有能力再生缺失的肝组织。然而，慕尼黑工业大学(TUM)的研究人员最近发现，这一过程的功效在很大程度上受到肠道细菌的影响。这些发现有可能提高患有肝癌和其他疾病的患者的肝脏手术结果。例如，与心脏不同，人类肝脏具有惊人的再生能力。潜在的生物机制是肠道细菌在其他器官中所起作用的一个例子。这在慕尼黑工业大学Klinikum rechts der Isar医院和慕尼黑工业大学生命科学学院的跨学科团队进行的新研究中得到了证明。

短链脂肪酸是生长所必需的

健康的肠道微生物群由多种细菌组成。它们在消化过程中起积极作用。例如，其中一些将碳水化合物分解为短链脂肪酸(SCFAs)。“肝细胞需要这些脂肪酸来生长和分裂，”该研究的负责人Klaus-Peter Janssen教授说。“我们现在第一次成功地证明了肠道细菌会影响肝细胞的脂质代谢，从而影响它们的再生能力。”

抗生素阻止肝脏再生

Janssen教授和他的团队在小鼠身上进行了实验，以确定被破坏的微生物群如何影响肝脏再生。在微生物群被抗生素干扰的动物中，新肝细胞的形成被严重延迟。科学家们已经意识到抗生素与肝脏再生紊乱之间的联系。然而，Klaus-Peter Janssen解释说，这以前被归因于身体的免疫反应或抗生素对肝细胞的有害副作用。

与肠道细菌的机制联系只是在TUM的研究中才被揭示出来。根据使用抗生素治疗的小鼠，出生时缺乏微生物组的小鼠肝细胞也无法再生。

“微生物组启动器”激活肝细胞生长

“抗生素不能杀死所有的肠道细菌，”该研究的两位第一作者之一Anna Sichler解释说。“然而，药物改变了微生物组的组成:剩余的细菌种类产生的短链脂肪酸要少得多。”微生物群通常在抗生素治疗后几周内恢复。目前的研究表明，使用抗生素治疗的动物也发生了肝脏再生，但明显延迟。在缺乏肠道细菌的小鼠中，没有发生再生。然而，研究人员能够通过使用精确定义的“微生物组启动器”来刺激肝脏再生。

类器官和人体细胞的实验

研究人员使用由小鼠细胞组成的类器官——本质上是培养皿中的微型肝脏——证明了SCFAs为肝细胞中的细胞膜提供了基本的构建模块。如果SCFAs没有足够的数量，细胞就会拒绝生长和繁殖。当细胞因为有足够的脂肪酸而繁殖时，研究小组发现一种被称为SCD1的酶特别活跃。

“然后，我们用人类肝细胞和组织样本研究了这一过程，”该研究的第一作者Yuhan Yin说。“当肝脏再生时，SCD1在人类体内也很活跃。”

手术前后可能的应用

“重要的是要记住，肠道细菌在我们体内的作用是非常复杂的。在我们完全理解它之前，我们还有很长的路要走，”Janssen说。因此，这项研究并没有为进一步的行动或药物开发提供具体的建议。“然而，我们的研究结果可以用于新的研究，即哪些微生物组组成为肝脏再生提供了更好的条件。”

然后，医生可以检查患者的肠道细菌，以确定条件是否有利于手术，还是等待微生物群恢复更好。通过特定的饮食也有可能影响康复。

Janssen教授说:“相反，医生也可以通过粪便样本来检查微生物组，以确定手术后肝脏的再生情况。”这个问题将是该小组进一步研究的课题。

参考文献:

“Gut microbiota promote liver regeneration through hepatic membrane phospholipid biosynthesis” by Yuhan Yin, Anna Sichler, Josef Ecker, Melanie Laschinger, Gerhard Liebisch, Marcus H?ring, Marijana Basic, André Bleich, Xue-Jun Zhang, Ludwig Kübelsbeck, Johannes Plagge, Emely Scherer, Dirk Wohlleber, Jianye Wang, Yang Wang, Marcella Steffani, Pavel Stupakov, Yasmin G?rtner, Fabian Loh?fer, Carolin Mogler and Klaus-Peter Janssen, 18 January 2023, Journal of Hepatology.