《Cells》：Anti-Calcification Effects of Immortalized Human Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stem/Stromal Cell (HATMSC2) Secretome in an In Vitro Model of Vascular Calcification
编辑推荐：
慢性功能性便秘（chronic functional constipation, CFC）患病率高且易复发，由昼夜节律紊乱引发的“肠道时差”（gut jet lag）是现代生活方式相关的重要危险因素。尽管已有研究提出针对昼夜节律紊乱相关性功能性便秘的“生物钟-
慢性功能性便秘（chronic functional constipation, CFC）患病率高且易复发，由昼夜节律紊乱引发的“肠道时差”（gut jet lag）是现代生活方式相关的重要危险因素。尽管已有研究提出针对昼夜节律紊乱相关性功能性便秘的“生物钟-微生物群-运动轴”（Chrono-Microbiota–Motility, CMM）概念框架，但现有工作主要描述宏观层面的微生物群-运动交互作用，很大程度上忽略了肠胶质细胞（enteric glial cells, EGCs）作为肠壁内次级外周生物钟中继的作用。基于人群流行病学、人结肠标本、多组学研究以及昼夜节律紊乱动物模型的证据，本综述阐述了肠胶质细胞昼夜节律振荡紊乱如何介导CMM轴的层级性失同步并促进肠道时差的病理机制。研究人员进一步勾勒出一条从外部昼夜节律扰动与肠胶质细胞生物钟破坏，到宿主-微生物群时间失同步，再到结肠动力网络崩溃的渐进性病理级联，讨论了该机制对慢性功能性便秘临床风险分层的潜在意义，并为未来肠道生物钟学的基础与转化研究提供了理论基础。需要强调的是，本文提出的整合性机制框架主要基于临床前动物观察与间接的人体组织证据构成的可检验假说，而非已确立的病理生理现实。该框架突出了复杂的多细胞肠道昼夜节律调控网络中的一个潜在间质性分支。
1. 引言
慢性功能性便秘（CFC）是一种常见的功能性胃肠病，全球约10%的成年人受其影响。传统病因讨论集中于膳食纤维摄入不足、体力活动少及不良排便习惯，而现代生活方式相关的昼夜节律紊乱这一日益普遍的风险因素长期未获足够重视。轮班工作与睡眠剥夺可改变光照、进食、活动和休息等日常节律，从而扰乱生物钟。多项人群队列研究表明，轮班工作和睡眠剥夺使CFC风险升高2.1至2.8倍，且存在剂量-反应关系。Li等人提出“肠道时差”概念，将宿主生物钟与微生物节律之间的失同步定义为其核心机制，并在此基础上构建了“生物钟-微生物群-运动轴”（CMM）理论框架。然而，该框架忽视了肠胶质细胞（EGCs）作为肠道次级外周生物钟及时间信号关键中继的核心作用。EGCs位于微生物信号与肠道神经运动控制之间的界面，其内在节律的破坏可能将外部昼夜节律失同步转化为肠道局部的时序混乱，进而驱动微生物群、间质细胞网络和肠道运动的顺序解耦。本综述聚焦于EGC昼夜节律功能障碍在CMM轴失同步及肠道时差中的潜在贡献，旨在阐明EGCs作为连接中枢生物钟信号、肠道微生物群和结肠动力的间质性中继的分子基础，并描绘昼夜节律扰动通过EGC功能障碍驱动CMM轴层级性失同步、肠道时差及后续CFC的逐步病理过程。
2. 生理基础：肠胶质细胞昼夜节律作为CMM轴稳态的核心中继
2.1 中枢视交叉上核对EGC外周生物钟的授时
哺乳动物的昼夜节律由中枢和外周振荡器组成的层级网络调控。中枢时钟位于下丘脑视交叉上核（SCN），通过自主神经通路和神经内分泌途径（如糖皮质激素和褪黑素）向肠道外周时钟传递相位信息。规律进食提供了一条部分独立于中枢时钟的授时途径。在细胞水平，Maga?a等人证实肠神经元、EGCs、平滑肌细胞、巨噬细胞样细胞和卡哈尔间质细胞（ICCs）均可维持自主昼夜节律振荡。EGCs的自主振荡由经典的CLOCK/BMAL1-PER/CRY转录-翻译反馈环路维持，改变进食-禁食周期可重置EGC振荡的相位。
2.2 CMM层1中EGC-微生物群的时间耦合：宿主-微生物群同步化
肠道微生物群的组成、功能活性和代谢物均表现出昼夜节律性。EGCs通过潘氏细胞和肠上皮屏障对微生物群进行昼夜节律调控。白天，EGCs可能释放促生长信号，经潘氏细胞和肠上皮微环境驱动产丁酸菌和胆汁盐水解酶（BSH）细菌丰度增加，支持日间微生物胆汁酸代谢。夜间，EGCs释放胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）和S-亚硝基谷胱甘肽（GSNO），调节上皮紧密连接和通透性的昼夜节律，实现微生物代谢产物交换的时间门控。微生物来源的短链脂肪酸（SCFAs）可通过组蛋白去乙酰化酶抑制反馈作用于肠上皮生物钟，形成双向耦合。
2.3 CMM层2中EGC与ICC和PDGFRα+运动细胞的时间耦合：肠壁内的时间执行
卡哈尔间质细胞（ICCs）和血小板衍生生长因子受体α阳性（PDGFRα+）细胞决定结肠收缩节律，与平滑肌细胞共同形成平滑肌细胞-ICC-PDGFRα+细胞合胞体（SIP）。EGCs可通过嘌呤能受体P2Y4与ICCs进行细胞内Ca2+波通讯。白天，5-羟色胺（5-HT）通过ICC上的5-HT2B受体增强ICC起搏活性，促进结肠动力；夜间，PDGFRα+细胞介导的嘌呤能抑制有助于低动力状态。微生物代谢物感应受体（如FFAR2/FFAR3和TGR5）在肠神经元和EGC亚群上表达，其自身也经历昼夜节律调节，决定了肠神经-胶质网络对节律性微生物代谢物信号的敏感性。
2.4 肠道昼夜节律网络中的多细胞协同概述
肠道昼夜节律稳态是通过多个携带生物钟的细胞群体间的层级信号传播和相互反馈实现的。SCN提供中枢主计时信号，肠神经元作为主要信号整合中枢，EGCs作为与肠神经元平行的间质性中继节点，接收进食相关代谢线索和神经元输入，分泌胶质介质精细调节神经元、上皮和间质细胞的相位和振幅。肠上皮细胞整合神经-胶质信号和微生物代谢物刺激，设定节律性屏障通透性和抗菌分泌。下游间质起搏细胞解码综合的神经-胶质时间信号，产生时间依赖的平滑肌收缩反应。肠道驻留免疫细胞通过时间门控的炎症反馈完成调节回路。
3. 肠胶质细胞昼夜节律崩溃作为驱动肠道时差和CMM轴失同步的核心病理通路
3.1 外部昼夜节律扰动破坏EGC的内在昼夜节律振荡（启动阶段）
昼夜节律扰动导致SCN输出信号错位，通过自主神经和体液途径向胃肠道外周时钟传递异常时间信号。错位进食可直接重置EGCs和其他肠壁细胞的外周时钟，导致细胞间失同步。持续的错位可能导致振荡幅度降低和节律稳定性受损。衰老、核心生物钟基因变异和既往肠道炎症等易感因素可能促进从短暂相位错位向持续性外周节律不稳定的转变。
3.2 EGC节律紊乱损害宿主-微生物群同步性并驱动早期肠道时差（CMM第一层失同步）
EGCs节律性胶质因子分泌丧失首先损害其对肠道微生物群的时间调控。EGC耗竭模型显示选择性清除PLP1+ EGCs减少潘氏细胞功能性溶菌酶分泌，伴随粪便微生物组成改变。人类观察性研究发现睡眠时间缩短与潘氏细胞源性人α-防御素5（HD5）分泌减少、产SCFA细菌丰度降低及粪便SCFA水平下降相关。肠道生物钟缺失小鼠中，微生物来源的SCFAs和胆汁酸不再表现昼夜节律，具有昼夜节律振荡的微生物分类群数量减少约三分之二。
3.3 EGC时间调控失败导致结肠动力细胞昼夜节律功能崩溃（CMM第二层失同步，核心致病步骤）
一旦EGC节律性分泌丧失，GDNF不再呈现昼夜节律相位变化，EGCs主要通过肌间神经元作为中间中继向SIP合胞体传递时间信号。肌间神经元可能失去相位依赖性兴奋性输入，进一步减弱ICC Ca2+瞬变的日间峰值，显著减少甚至消除高振幅推进性收缩（HAPCs）。PDGFRα+细胞交替静息和激活状态的相位组织也可能被破坏。5-HT的节律性分泌依赖于EGCs的GDNF支持，微生物代谢物节律信号通过EGCs中继后，无法在适当时间驱动结肠动力。
3.4 EGC介导的昼夜节律低度炎症恶性循环维持并巩固肠道时差
持续性炎症和微生物刺激可诱导EGCs发生反应性改变，激活S100B-RAGE/NF-κB-iNOS轴，增加NO等炎症介质产生。当EGC节律性分泌崩溃时，其促炎程序失去昼夜节律门控，免疫细胞不再跨昼夜节律周期切换炎症反应，允许低度炎症全天持续。EGC源性GSNO释放的昼夜节律模式丧失，加剧肠上皮屏障通透性的时间紊乱，促进微生物产物易位。EGC节律崩溃、反应性胶质激活、昼夜节律低度炎症、EGC分子钟进一步抑制以及微生物群-运动系统失同步形成潜在的自我强化正反馈环路。
3.5 不同便秘亚型中EGC昼夜节律紊乱的差异分子特征：慢传输型便秘与盆底协同失调
慢传输型便秘（STC）患者可能表现为全结肠广泛性EGC损伤，GDNF减少伴随所有结肠节段的ICC网络广泛丢失，早晨HAPCs的频率、幅度和持续时间均低于健康对照。盆底协同失调（PFD）的异常主要局限于远端出口，EGC的时间紊乱可能主要局限于远端结肠和直肠，近端结肠EGC生物钟和微生物昼夜节律可能相对保留。混合型便秘代表这两种模式的叠加。
4. 支持EGC时间紊乱假说的人体组织与临床前动物模型多组学证据
4.1 慢性功能性便秘患者肠-胶质网络损伤的人体组织证据
人结肠表现出独特的分子生物钟和动力昼夜节律。STC患者最突出的改变不是全天结肠活动均匀减少，而是正常的昼夜差异明显减弱：日间结肠压力波和运动活动显著减少，而夜间活动与健康个体差异较小。Bassotti等人发现严重难治性STC患者结肠手术标本中肌间丛和黏膜下丛的S100阳性胶质细胞显著减少，同时伴有肠神经元和ICCs减少。
4.2 人体组织证据的固有局限性
几乎所有可用标本来自手术切除，缺乏严格对照昼夜采样时间的24小时活检队列。常规内镜黏膜活检很少捕获完整的肌间神经-EGC网络。啮齿类动物是夜行性动物，其活动-休息期与人类相反。人类与小鼠在肠神经元与肠胶质细胞比例上存在显著的物种差异。肠胶质细胞和部分间质肠道细胞在单细胞多组学流程的组织解离过程中机械脆弱，可能引入采样偏差。
4.3 临床前动物模型中EGC与微生物群时间相互作用的整合组学证据
Maga?a等人发现EGCs表现出稳定的近24小时细胞自主振荡，并可响应进食-禁食周期进行相位重置。将进食移至非活动期后，EGCs、肠神经元和平滑肌细胞等出现不同程度的相位偏移，而ICCs对进食授引相对不敏感。肠上皮Bmal1敲除后，具有昼夜节律振荡的微生物分类群数量显著减少，包括Lachnospiraceae和Ruminococcaceae在内的多个先前节律性分类群失去或改变了振荡模式，支链脂肪酸和次级胆汁酸等微生物衍生代谢物也出现异常。
5. 当前研究空白与未来方向
目前仍缺乏整合便秘表型、EGC身份和生物钟改变的直接人体证据。未来研究应整合EGC特异性时间分辨转录组学、染色质可及性分析、蛋白质组学和分泌组学，结合ChIP-seq和CUT&Tag等方法分析BMAL1/CLOCK结合位点，建立从核心生物钟基因到生物钟控制效应分子、胶质介质、微生物群和动力的连续调控链。应建立EGC特异性Bmal1、Clock和Per/Cry节律破坏模型，同时评估EGC振荡、微生物群昼夜变化、SCFA和胆汁酸代谢节律以及结肠动力。在临床层面，轮班工作者和慢性睡眠剥夺等高危人群中应考虑潜在昼夜节律紊乱作为致病背景，但所有转化概念仍需大量人体研究验证后方可应用于临床实践。
6. 局限性
当前机制证据主要来源于啮齿类昼夜节律紊乱模型，来自便秘患者结肠的EGC特异性、多时间点时间数据仍然有限。人类与啮齿类在活动相、摄食模式、激素分泌、胃肠功能节律以及神经-胶质解剖特征方面存在差异。现有大多数人体研究依赖单个或少数几个时间点的采样，不同研究在采样时间、昼夜节律紊乱定义和微生物群分析方法上存在显著异质性。目前的人体数据不足以确定EGC节律异常与CFC病程之间的时间关系。本工作为假说生成性叙述性综述，未进行正式预注册、系统性文献筛选或定量荟萃分析合成。选择性引用偏倚不能完全排除。
7. 结论
慢性功能性便秘在现代人群中高度流行。肠道昼夜节律稳态依赖于多种肠道细胞群体的协调信号传导，昼夜节律紊乱（肠道时差）是CFC重要的可调控风险因素。在多细胞背景下，本综述提出了一个聚焦于SCN-EGC-微生物群-结肠动力CMM轴时间紊乱的假设性框架。生理条件下，EGCs可作为肠道多细胞网络中的一类次级外周生物钟，接收中枢授时信号，协调微生物群的昼夜节律振荡以及ICCs和PDGFRα+细胞的时间功能，从而维持CMM轴的多层次时间同步。外部昼夜节律扰动可削弱EGCs的分子钟振荡并诱导相位偏移，逐步导致第一层宿主-微生物群失同步（早期肠道时差）和第二层肠壁动力网络失同步（完全肠道时差）。EGC介导的昼夜节律低度炎症可能进一步形成正反馈环路，将最初可逆的节律紊乱固化为持续性病理状态。本综述提出的大多数病理推断均为源于动物研究和人体组织标本间接证据的可检验假说，需在EGC特异性遗传干预模型和人体时间分辨多组学队列中进一步验证，不应解释为已证实的人类疾病机制。
