靶向蛋白组学发现神经性厌食症患者肠道菌群中存在α-MSH类似物ClpB蛋白:揭示微生物-脑轴在摄食调控中的新机制

《npj Biofilms and Microbiomes》:Targeted proteomics reveal α-MSH-like Enterobacterial ClpB protein in gut microbiota of patients with anorexia nervosa

【字体: 时间:2025年11月27日 来源:npj Biofilms and Microbiomes 9.2

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  为破解AN(神经性厌食症)“过度饱感”之谜,作者采用靶向蛋白组学扫描青少年粪便菌群,首次发现AN组特有~100 kDa的α-MSH模拟蛋白——ClpB,可激活MC4R信号并上调饱腹激素PYY;该分子标志为阐明微生物-脑轴在摄食障碍中的病理作用提供了全新靶点。

  
“我一点也不饿。”——这是许多神经性厌食症(AN)患者最常说的一句话。即便体重已跌破底线,他们依旧被一股莫名的“饱感”紧紧攫住。经典理论将这种现象归咎于大脑α-黑素细胞刺激素(α-MSH)—MC4R通路的过度兴奋,但测序研究却迟迟找不到POMC或MC4R基因的致病突变。那么,是谁在持续给这条“厌食回路”点火?一个被忽视的“隐形玩家”——肠道菌群——进入研究者视野。过去十年,菌群-脑轴的概念如火如荼,但如何把特定菌源蛋白与宿主摄食回路直接挂钩,一直缺少“铁证”。
法国Rouen大学Inserm UMR1239实验室联合德国RWTH Aachen医院青少年精神科,把目光锁定在一类能产生“分子 mimicry”的菌源蛋白:如果细菌能合成与α-MSH结构相似的肽段,就可诱导宿主产生交叉反应IgG,甚至直接激活MC4R,把“饱感”信号持续放大。带着这一假设,作者对6例青春期限制性AN患者和6名年龄匹配的健康少女(HC)的粪便样本开展了首次“靶向蛋白组学”侦查,结果发表在2025年《npj Biofilms and Microbiomes》。
关键技术方法
  1. 粪便菌总蛋白提取与2-DGE(二维凝胶电泳)分离
  2. 免疫印迹用兔多克隆抗-α-MSH抗体筛选免疫阳性斑点
  3. 高分辨Q-Exactive Plus质谱鉴定斑点蛋白
  4. 肽段与UniProt/Swiss-Prot细菌库比对(FDR≤1%,unique peptide≥2)
  5. 临床队列:德国RWTH Aachen医院伦理批准,青少年女性AN(BMI-SDS ?2.33±0.8)与HC(BMI-SDS ?0.4±0.2)各6例
研究结果
α-MSH样免疫阳性斑点分布
所有样本均出现~70、25、15 kDa三条“共性带”;值得注意的是,3/6 AN样本额外出现~100 kDa条带,HC组完全缺如。
共性条带的身份
质谱显示~70 kDa主成分为69.1 kDa分子伴侣DnaK(覆盖率98%,score 512),其片段与α-MSH存在不连续同源,但缺乏激活MC4R所必需的Arg-Trp药动团;~25与15 kDa斑点则分别含DnaK降解片段及三糖磷酸异构酶等,提示DnaK是普遍存在的“背景模拟抗原”。
AN特异条带的身份
~100 kDa斑点被鉴定为95.5 kDa的ClpB(覆盖率80%,score 475),属于肠杆菌科caseinolytic protease B。其α-MSH样片段含完整Arg-Trp药动团,体外实验(未发表数据)证实全长ClpB可直接激活MC4R,效价与α-MSH相当。
功能与临床关联
ClpB阳性者血浆PYY水平升高,与AN核心心理病理评分正相关;纵向研究亦显示,ClpB动态升高预示疾病复发,而急性期抗-ClpB IgG低下,提示免疫控制不足可能放大其厌食效应。
结论与讨论
本研究首次在人类菌群层面“捕获”到具有α-MSH模拟活性的ClpB蛋白,为“微生物诱导的MC4R过度兴奋”提供了直接分子证据:
  1. DnaK作为普遍存在的“背景抗原”,可能诱导交叉反应IgG,但不直接激活受体;
  2. ClpB兼具抗原模拟与受体激动双重身份,是AN组特异、可量化的“功能标志物”;
  3. 靶向蛋白组学策略能够突破宏基因组“只测DNA”的局限,直接锁定具有宿主-微生物互作潜能的“活性蛋白”。
该发现不仅拓宽了对AN病理生理的理解,也为开发“抗-ClpB抗体”或“ClpB中和益生菌”等微生物干预策略奠定了靶点基础。未来需在更大样本、跨年龄队列及动物模型中验证ClpB-MC4R-PYY轴的因果链,才能真正把“菌群里的饱感开关”转化为临床可用的生物标志或治疗利器。
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