胆固醇是细胞膜的重要组成部分，对维持膜流动性和控制通透性起着关键作用[1]。此外，它还是许多具有生物意义的类固醇分子（包括维生素D、激素和胆汁）的基础前体[2]。胆固醇稳态的失调会损害多种细胞功能，并引发严重的健康问题，如高胆固醇血症和动脉粥样硬化[1,3]。
胆汁酸（BAs）是胆固醇的主要降解产物，对胆固醇稳态不可或缺，特别有助于脂溶性营养物质的消化、吸收和运输。几个世纪以来，人们一直在研究富含胆汁酸的胆汁的治疗潜力（图1）。
最早关于胆汁的药用记载可以追溯到古埃及（约公元前1550年）[4,5]。希波克拉底（公元前460-377年）认为胆汁是四种体液之一，其失衡被认为是疾病的原因[4,5]。中医同样使用从各种动物中提取的胆汁来治疗疾病[4]。然而，直到过去150年，人们才系统地探索了胆汁酸影响健康和疾病的生物化学和分子机制[6,7]。胆汁酸首次被分离和纯化是在19世纪末，20世纪取得了重大进展[4]。20世纪30年代初，研究人员开始阐明胆汁酸的化学结构[7]，并通过色谱分离技术发现胆固醇是肝脏中胆汁酸的主要前体，这是一个重要的里程碑[4]。自1977年上次关于胆固醇7α-羟化酶（CYP7A1）的综述以来，人们在理解胆汁酸合成机制方面取得了实质性进展[8,9]。CYP7A1的克隆以及随后发现的胆汁酸激活受体法尼索伊德X受体（FXR, NR1H4）进一步推动了胆汁酸生物学的研究。此外，在大鼠和人类体内都发现了由初级胆汁酸在肠道中产生的次级胆汁酸[10]。这些发现极大地加深了我们对胆汁酸生物合成的理解，明确了关键中间体、酶促过程和调控机制。
胆汁酸是肝脏中胆固醇代谢的最终产物，在外周器官中的浓度相对较低，而在肠肝组织中浓度较高（图2）。胆汁酸池包括由肝细胞合成的初级胆汁酸和由细菌代谢产生的次级胆汁酸[11,12]。胆汁酸的合成遵循两条主要途径：经典（中性）途径和替代（酸性）途径[11,13]。经典途径在人类中占主导地位，而替代途径在小鼠和兔子中更为活跃[13]。通常，胆汁酸的合成始于胆固醇通过酶（如CYP7A1或固醇27-羟化酶（CYP27A1）的转化[13]。这一酶促过程在人类中产生初级胆汁酸，主要是胆酸（CA）和 Chenodeoxycholic 酸（CDCA），而在小鼠中产生CA和 Muricholic 酸（MCA）[14]。随后，初级胆汁酸与甘氨酸（在人类中占75%）或牛磺酸（在小鼠中占95%）结合形成胆盐，然后储存在胆囊中[4,11,15]。进食后，胆汁酸被释放到十二指肠，由肠道微生物群对其进行代谢[16]。这些微生物对于形成次级胆汁酸（如脱氧胆酸（DCA）和石胆酸（LCA）至关重要，这一过程涉及解偶联和随后的被动重吸收[17,18]。这种相互作用促使人们进一步研究人体与其微生物居民之间的相互作用[11,19]。
此外，肠道和肝脏通过多种机制相互作用。一个重要的途径是它们的解剖学关联，即大约75%的肝脏血液供应来自肠道的静脉血，通过门静脉排出[20]。此外，肝脏是肠道吸收的营养物质和微生物代谢物的主要接收者。通过分泌胆汁酸、免疫球蛋白A和抗菌分子，肝脏直接流入小肠，同时肝脏对肠道微生物群施加调控作用[20]。这种相互作用突显了肝脏在调节肠道稳态中的关键作用，也表明它是持续研究的重点。
肝脏和肠道微生物群在胆汁酸代谢中起着关键作用[21]。肝脏通过一系列酶促反应合成初级胆汁酸，而肠道微生物群通过解偶联、脱氢和氧化异构化参与次级胆汁酸的形成，从而增加胆汁酸的多样性[10]。这些胆汁酸通过激活各种受体（包括FXR、G蛋白偶联受体1（TGR5/GPBAR1）、孕烷X受体（PXR）和维生素D受体（VDR）[22]，深刻影响宿主生理。这些受体的激活调节着一个复杂的信号通路，该通路调控脂质、葡萄糖、类固醇、外源物质和能量代谢[15]。此外，肠肝循环通过在肝脏中合成和分泌胆汁酸，然后在肠道中重新吸收它们，从而促进营养物质的消化和吸收，同时维持整体能量平衡。然而，关于肝脏和肠道胆汁酸之间相互作用的研究仍然有限。本综述总结了胆汁酸研究的最新进展，包括其来源、在肠-肝轴中的循环及其生理作用，从而强调了基于胆汁酸的肝-肠轴的功能重要性。
