肠道菌群失调通过宿主-微生物代谢失衡加剧MASLD-IBD共病小鼠症状并加速疾病进展

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Archives of Biochemistry and Biophysics 3.8

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  为解决代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD)与炎症性肠病(IBD)共病机制不明的难题,研究人员通过高脂饮食(HFD)和葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠模型,结合16s rRNA测序和超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)技术,揭示了肠道菌群结构失调(如变形菌门Proteobacteria增加)与色氨酸、胆汁酸等9条代谢通路紊乱的关联性。研究发现MASLD-IBD共病会加剧肠屏障损伤和肝纤维化,其菌群-代谢物共表达网络为肝-肠联合治疗提供了新靶点。

  

在现代社会,高脂饮食和久坐不动的生活方式正悄然引发一场健康危机——代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MASLD,原非酒精性脂肪肝病NAFLD)和炎症性肠病(IBD)的发病率逐年攀升。更令人担忧的是,临床数据显示67-71%的IBD患者同时存在脂肪肝病变,而MASLD患者也常伴随结肠炎样病理特征。这两种看似独立的疾病为何会"狼狈为奸"?其背后的"帮凶"很可能是肠道内那些肉眼看不见的微生物居民。

为了破解这个谜团,来自中国的科研团队在《Archives of Biochemistry and Biophysics》发表了一项开创性研究。他们采用高脂饮食联合葡聚糖硫酸钠(DSS)的"双管齐下"策略,成功构建了MASLD、IBD及两者共病的小鼠模型。通过病理学评估、16s rRNA微生物组测序和超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)代谢组学分析,研究人员绘制出一幅精细的"菌群-代谢物-疾病"关系图谱。

关键技术方法
研究采用18周高脂饮食(60%脂肪)联合DSS循环给药建立动物模型;通过HE染色和Masson染色评估肝肠病理变化;运用16s rRNA测序分析肠道菌群结构变化(重点关注放线菌门Actinobacteriota和变形菌门Proteobacteria);采用UPLC-MS检测粪便代谢物(涵盖色氨酸、胆汁酸等9条通路);最后通过Cytoscape软件构建微生物-代谢物共表达网络。

HFD喂养增加结肠屏障破坏和免疫炎症反应
实验数据显示,高脂饮食会显著加剧DSS诱导的结肠损伤:肠屏障标志物闭合蛋白Claudin-1表达降低40%,而炎症因子TNF-α和IL-6水平升高2-3倍。共病组小鼠还表现出独特的"体重悖论"——既保留高脂饮食的增重特性,又呈现DSS导致的体重骤减阶段。

肠道菌群结构紊乱的特征
16s rRNA测序揭示,MASLD-IBD共病组的菌群失调模式更接近IBD组:放线菌门Actinobacteriota和脱硫菌门Desulfobacterota丰度降低50%,而条件致病菌变形菌门Proteobacteria增加3倍。这种"菌群指纹"与肠屏障损伤程度呈显著相关性。

代谢通路的交叉调控
UPLC-MS分析发现共病组出现9条核心代谢通路紊乱,其中色氨酸代谢产物犬尿氨酸/色氨酸比值升高预示炎症激活,而次级胆汁酸脱氧胆酸(DCA)水平异常与肝纤维化评分正相关。短链脂肪酸(SCFAs)丁酸盐的缺失则同时关联肠道炎症和肝脂肪变性。

微生物-代谢物共表达网络
Cytoscape网络分析显示,普雷沃菌属Prevotella与色氨酸代谢节点高度连接,而拟杆菌属Bacteroides与胆汁酸代谢模块形成紧密簇群。这种模块化关联提示特定菌株可能通过"代谢物桥梁"同步调控肝肠病变。

讨论与意义
该研究首次系统阐释了MASLD-IBD共病的"菌群-代谢轴"机制:高脂饮食导致的代谢紊乱与DSS诱导的菌群失调形成恶性循环,通过破坏肠-肝对话(如胆汁酸循环受阻、SCFAs减少)加速疾病进展。值得注意的是,共病模型并非简单叠加单一疾病特征,而是产生了"1+1>2"的协同恶化效应。

这项研究为临床提供了重要启示:针对MASLD-IBD共病患者,单纯的护肝或抗炎治疗可能事倍功半,而调节肠道菌群(如补充放线菌)联合代谢干预(如靶向色氨酸代谢)或许能实现"一石二鸟"的治疗效果。作者团队特别指出,未来应重点开发能够同时作用于FXR(胆汁酸受体)和AhR(色氨酸受体)的双靶点药物,这或将成为打破肝肠共病恶性循环的关键钥匙。

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