肠道-血液炎症代谢物特征揭示儿童非酒精性脂肪肝（NAFLD）的发病机制

本研究针对儿童非酒精性脂肪肝（NAFLD）的炎症机制难题，通过G350靶向代谢组学技术分析145例患儿粪便和血浆样本，首次发现2-羟基-3-甲基丁酸等3种新型促炎代谢物通过TLR5/MYD88/NFκB通路驱动疾病进展。研究发表于《npj Biofilms and Microbiomes》，为NAFLD的早期诊断和靶向治疗提供了新依据。

　　

研究背景
非酒精性脂肪肝病（NAFLD）已成为全球儿童慢性肝病的首要病因，但其发病机制仍不明确。现有研究表明，肠道菌群通过代谢产物影响肝脏炎症进程，但究竟哪些特定代谢物从肠道进入血液循环并参与疾病进展，仍是未解之谜。更棘手的是，传统低通量代谢组学技术难以系统揭示复杂的代谢网络，而儿童NAFLD特有的代谢特征也缺乏深入研究。

为破解这些难题，来自中南大学湘雅三医院等机构的研究团队开展了一项创新性研究。他们采用G350高通量靶向代谢组学技术，结合机器学习分析和体外实验验证，首次绘制了儿童NAFLD从单纯性脂肪变（NAFL）到脂肪性肝炎（NASH）的代谢图谱，发现了3种新型促炎代谢物及其作用通路。这项发表于《npj Biofilms and Microbiomes》的研究，为理解NAFLD的发病机制提供了全新视角。

关键技术方法
研究纳入145名儿童（53例NAFL、39例NASH和53例肥胖对照），采集粪便和血浆样本。采用G350靶向代谢组学试剂盒（覆盖346种代谢物），通过超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-QTRAP MS）进行绝对定量检测。结合正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）和随机森林（RF）机器学习模型筛选特征代谢物，并通过THLE-3人正常肝细胞系实验和分子对接验证关键代谢物的炎症调控机制。

研究结果

肠道与血浆代谢特征差异
通过OPLS-DA分析发现，NAFL和NASH患儿粪便中分别有28种和79种代谢物发生显著改变，血浆中则分别有65种和93种代谢物异常。其中95.8%的差异代谢物在粪便中浓度高于血浆，提示肠道来源特性。

机器学习筛选特征代谢物
随机森林模型鉴定出7种能区分疾病分期的核心代谢物：2-羟基-3-甲基丁酸（2-Hydroxy-3-methylbutyric acid）、ω-鼠胆酸（w-TMCA）、吲哚（Indole）、核糖内酯（Ribonolactone）、顺乌头酸（cis-Aconitic acid）、L-丙氨酸（L-Alanine）和L-甲状腺素（L-Thyronine）。其中2-羟基-3-甲基丁酸在区分NAFL与对照组的曲线下面积（AUC）达0.92。

关键代谢通路分析
KEGG富集显示这些代谢物主要参与氨基酸代谢、碳水化合物代谢和三羧酸循环（TCA cycle）。特别值得注意的是，2-羟基-3-甲基丁酸、核糖内酯和顺乌头酸构成"TCA循环-糖酵解-氨基酸代谢"网络，与22种炎症因子呈正相关（p<0.05）。

体外实验验证
THLE-3肝细胞实验证实，2-羟基-3-甲基丁酸可显著上调TLR5、MYD88和NFκB基因表达（3.2-5.8倍），并激活IL-6、TNFα等促炎因子分泌。分子对接显示该代谢物与TLR5结合自由能（S值）达-4.71 kcal/mol，形成稳定的疏水相互作用。