在肥胖人群中,牙周炎通过肠道微生物群产生的色氨酸代谢-AHR轴机制,加剧了与代谢紊乱相关的脂肪性肝病

《Early Human Development》:Periodontitis exacerbates metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease via the gut microbiota-derived tryptophan metabolism-AHR axis in obesity

【字体: 时间:2025年11月22日 来源:Early Human Development 2

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  牙龈炎通过破坏肠道菌群-色氨酸代谢-AHR轴加重代谢性脂肪肝,导致肠道屏障损伤、全身炎症和内毒素转运。研究发现,色氨酸衍生物吲哚-3-丙酸(IPA)及益生菌乳酸杆菌能逆转上述病理过程,且依赖AHR信号通路。体外实验证实内毒素通过上调Drp1促进肝细胞线粒体分裂。

  这篇研究揭示了牙周炎与代谢功能障碍相关脂肪肝(MASLD)之间的复杂关系,并深入探讨了其潜在的分子机制。研究团队通过对小鼠模型的实验,发现牙周炎会加剧MASLD的发展,同时影响肠道微生物群落的结构和功能,进而导致肠道屏障功能障碍、系统性炎症和内毒素的过量表达。这些发现不仅加深了我们对牙周炎与MASLD相互作用的理解,也为开发针对这两种疾病的新型治疗策略提供了理论依据。

牙周炎是一种常见的口腔疾病,其特点是牙龈组织的慢性炎症和牙齿周围组织的破坏。研究发现,牙周炎不仅影响局部的口腔健康,还可能通过改变肠道微生物群落,进而影响全身代谢功能。这种影响主要体现在牙周炎导致的肠道微生物群落失衡和肠道屏障功能受损上。肠道屏障功能的削弱使得肠道内的内毒素更容易进入血液循环,进而引发肝脏的炎症反应和代谢异常。同时,牙周炎还会影响肠道微生物对色氨酸的代谢能力,导致相关代谢产物的减少,这些代谢产物在维持肠道屏障和调节免疫反应中发挥重要作用。

研究中采用了一系列先进的技术手段,包括16S rRNA基因测序、非靶向和靶向代谢组学分析,以及粪便菌群移植(FMT)实验,来全面评估牙周炎对MASLD的影响。这些方法的综合应用使得研究人员能够从多个层面解析牙周炎与MASLD之间的联系。例如,16S rRNA测序结果显示,牙周炎显著改变了高脂饮食(HFD)喂养小鼠的肠道微生物群落组成,其中拟杆菌门(Bacteroidota)的丰度明显下降,而脱硫弧菌门(Desulfobacterota)的丰度则显著上升。这一变化导致了Bacteroidetes与Firmicutes比例的下降,这与MASLD患者的肠道微生物特征一致。

此外,研究团队还发现,牙周炎导致的肠道微生物变化会抑制色氨酸代谢相关的AHR信号通路。AHR是一种重要的细胞内受体,其活性在维持肠道屏障功能和调节免疫反应中起关键作用。在牙周炎加剧的MASLD模型中,AHR及其下游效应分子的表达水平显著降低,这表明AHR在牙周炎诱导的MASLD进展中具有重要的调控作用。为了进一步验证这一机制,研究团队使用了AHR基因敲除小鼠(Ahr?/?),结果显示,在这些小鼠中,牙周炎对MASLD和肠道屏障的破坏作用被显著减弱,说明AHR是牙周炎诱导MASLD的关键信号分子。

为了探索可能的干预手段,研究团队还评估了色氨酸衍生代谢物吲哚-3-丙酸(IPA)以及能够代谢色氨酸的益生菌Limosilactobacillus reuteri(L. reuteri)对MASLD的治疗效果。实验结果表明,IPA和L. reuteri均能有效缓解牙周炎对肝脏和肠道的损害。它们通过恢复AHR的活性,改善肠道屏障功能,减少内毒素的释放,并抑制炎症因子的表达,从而减轻MASLD的症状。然而,当这些治疗手段应用于Ahr?/?小鼠时,其效果被显著削弱,进一步证明了AHR在这一过程中的核心作用。

研究还发现,内毒素在MASLD的发展中起着关键作用。内毒素的过度表达会激活肝脏中的免疫细胞,引发炎症反应,并通过增加Drp1(一种促进线粒体分裂的蛋白)的表达,破坏线粒体的动态平衡。这种线粒体功能的异常会进一步影响肝脏的代谢功能,导致脂肪堆积和炎症加重。因此,内毒素被认为是牙周炎加剧MASLD的重要介质。

本研究的发现具有重要的临床意义。首先,它揭示了牙周炎与MASLD之间的潜在机制,为相关疾病的预防和治疗提供了新的思路。其次,研究显示,通过调节色氨酸代谢和AHR信号通路,可以有效干预牙周炎引起的MASLD。这为开发基于代谢物或益生菌的新型治疗方法提供了理论基础。最后,研究还指出,内毒素在MASLD的进展中起着关键作用,提示针对内毒素的治疗策略可能对MASLD有潜在的益处。

尽管本研究提供了重要的见解,但仍存在一些局限性。例如,人类和小鼠的口腔及肠道微生物群落存在显著差异,因此未来需要在人体中进一步验证这些发现。此外,研究中使用的HFD模型虽然能够反映肥胖相关的MASLD,但可能无法完全模拟所有MASLD的临床表现。因此,未来研究可以考虑使用其他饮食模型,如甲硫氨酸-胆碱缺乏饮食、高脂高胆固醇饮食或西方饮食,以更全面地评估牙周炎对MASLD的影响。另外,本研究主要基于雄性小鼠,而女性在生理周期中的变化可能会影响实验结果,因此未来需要在雌性动物中进一步验证这些发现。

总之,这项研究通过多组学方法揭示了牙周炎与MASLD之间的复杂联系,并指出AHR信号通路和色氨酸代谢在其中的关键作用。这些发现不仅有助于理解牙周炎如何影响全身代谢,还为开发针对牙周炎相关MASLD的干预策略提供了新的方向。未来的研究应进一步探索这些机制在人类中的适用性,并评估基于代谢物或益生菌的治疗手段在临床中的潜力。
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