ABCG5/ABCG8非依赖性机制在高胆固醇饮食下无法维持小鼠甾醇平衡：肠道胆固醇排泄（TICE）的补偿性失效

本研究针对ABCG5/ABCG8（G5G8）甾醇转运蛋白缺失后胆固醇排泄的代偿机制展开深入探索。研究人员通过构建肝脏特异性及全身性G5G8缺失小鼠模型，系统评估了在高胆固醇饮食条件下肠道胆固醇排泄（TICE）的适应能力。结果表明，尽管TICE可在标准饮食下维持胆固醇平衡，但在高胆固醇负荷下无法有效代偿，导致肝脏和血浆胆固醇显著积聚。该研究揭示了G5G8在胆固醇稳态中的核心地位，为高胆固醇血症及相关心血管疾病的机制研究与治疗策略提供了重要依据。

　　

胆固醇是人体中不可或缺的脂质成分，但过量积累则会引发心血管疾病、脂肪肝等一系列健康问题。人体主要通过肝胆途径和肠道途径排泄胆固醇，其中ABCG5和ABCG8组成的异二聚体转运蛋白（G5G8）被认为是胆汁中胆固醇分泌的关键介质。然而，在G5G8功能缺失的人群或动物模型中，尽管胆汁胆固醇分泌显著下降，粪便中的中性甾醇输出却未见减少，暗示存在另一条补偿性排泄通路——即肠道胆固醇排泄（Transintestinal Cholesterol Excretion, TICE）。长期以来，TICE被认为可在肝胆分泌受损时代偿维持整体胆固醇平衡，但其具体机制以及在饮食胆固醇过量时的适应能力仍不明确。

为了探究这一问题，研究团队在《Journal of Lipid Research》上发表的最新研究中，通过多种基因敲除小鼠模型，系统评价了G5G8缺失背景下TICE的响应能力与局限性。他们发现，在普通饮食条件下，TICE确实可弥补胆汁分泌的缺陷，但在高胆固醇饮食挑战下，该通路无法有效上调，最终导致胆固醇在肝脏与血浆中积聚。

本研究主要依托以下几项关键技术展开：首先，研究人员利用Alb-Cre转基因小鼠和腺相关病毒（AAV8-TBG-Cre）介导的基因敲除技术，分别构建了慢性与急性肝脏特异性G5G8缺失模型（G5G8^LKO）；其次，通过全身性G5G8敲除小鼠（G5G8^-/-）评估了完全缺失该蛋白的影响；此外，还采用离体肠道灌注技术同步监测胆汁与肠道胆固醇分泌速率；最后，通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）、液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）等分析手段，精准定量了组织、血液及粪便中的脂质成分。人类肠道样本来自肯塔基大学临床与转化科学中心的生物样本库，包括十二指肠、空肠和回肠段，用于分析区域特异性基因表达。

研究结果

肝脏G5G8缺失并不影响基础状态下的粪中性甾醇排泄

通过对比慢性与急性肝脏G5G8缺失模型，研究团队发现，尽管胆汁胆固醇分泌显著降低，小鼠粪便中的中性甾醇（FNS）输出在28天内并未出现明显变化，且肠道各段的胆固醇含量也无显著差异。这表明在普通饮食条件下，TICE或其他补偿机制确实可维持胆固醇的整体排泄平衡。

肠道胆固醇分泌速率未因基因型而异

研究人员进一步利用肠道灌注实验，分别以不含胆固醇与含胆固醇的胆酸微胶粒作为灌流液，实时监测肠道胆固醇的分泌情况。结果显示，无论是肝脏特异性还是全身性G5G8缺失，其肠道胆固醇分泌速率与对照组均无统计学差异，说明TICE并未因G5G8的缺失而出现适应性上调。

高胆固醇饮食挑战揭示TICE的代偿局限

在植物甾醇游离基础饮食中补充0.2%胆固醇后，对照组小鼠FNS排泄显著增加（约33倍），而G5G8^LKO与G5G8^-/-小鼠均无法有效提升排泄量。与此同时，缺失型小鼠表现出明显的肝脏与血浆胆固醇积聚，尤其在雌性个体中更为显著。这一结果明确显示，在面对饮食胆固醇负荷时，G5G8非依赖性机制（如TICE）无法有效代偿。

人类肠道中胆固醇相关转运蛋白的表达呈现区域特异性

通过对人小肠不同区段（十二指肠、空肠、回肠）的基因表达分析，研究发现ABCG5/G8 mRNA在空肠中表达最高，而NPC1L1则在十二指肠和空肠较多，LDLR（低密度脂蛋白受体）在回肠中略有上升。这些数据提示，人类TICE的可能活跃区域与小鼠存在差异，为空肠部位的胆固醇排泄机制提供了分子基础。

研究结论与意义

本研究通过多模型、多技术策略系统评估了G5G8在胆固醇排泄中的作用，并首次揭示TICE在高胆固醇饮食压力下的代偿失效现象。结果表明，虽然TICE可在基础状态下维持胆固醇平衡，但其能力有限，无法应对饮食中过量胆固醇的挑战。这一发现不仅深化了对胆固醇逆转运（RCT）通路的理解，也为高胆固醇血症和动脉粥样硬化的防治提供了新的视角——即单纯依赖TICE可能不足以作为治疗策略，而需结合G5G8的活性调控。

此外，该研究强调，在G5G8功能不全的个体中，饮食干预需格外谨慎，高胆固醇摄入可能显著增加心血管风险。未来研究可进一步探索TICE的调控机制，寻找在不影响胆道系统的前提下提升肠道排泄能力的策略，为代谢性疾病的药物开发提供新靶点。