《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Identification of TAS2R-targeting bioactive compounds against metabolic decline: A novel
ex vivo methodology based on enteroendocrine and inflammatory readouts
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相关性分析指导肠道TAS2Rs（bitter taste receptors，苦味受体）的选择以开展功能验证。离体（ex vivo）平台可实现肠道TAS2Rs的受体特异性谱分析。肠激素（enterohormonal）与炎症效应取决于TAS2R亚型和激动剂剂量。
相关性分析指导肠道TAS2Rs（bitter taste receptors，苦味受体）的选择以开展功能验证。离体（ex vivo）平台可实现肠道TAS2Rs的受体特异性谱分析。肠激素（enterohormonal）与炎症效应取决于TAS2R亚型和激动剂剂量。rTas2r108、rTas2r119、rTas2r140和rTas2r143成为相关靶点。
研究背景与目的：肥胖和衰老相关的代谢紊乱，包括胰岛素抵抗和低度系统性炎症，是2型糖尿病、心血管疾病、代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）及神经退行性疾病等衰老相关病理的风险因素。肠道是整合饮食与代谢平衡的关键器官，既负责营养吸收，也通过肠激素分泌调节饱腹感、食欲平衡和糖代谢，并参与屏障与免疫防御。TAS2Rs（bitter taste receptors，苦味受体）除口腔味觉功能外，已被认为肠道化学感受器；在肠内分泌细胞中其激活可促进GLP-1（glucagon-like peptide-1，胰高血糖素样肽-1）、CCK（cholecystokinin，胆囊收缩素）和PYY（peptide YY，肽YY）释放，在免疫细胞中可调节细胞因子产生和抗菌肽释放，因而被视为代谢疾病的潜在药理靶点。然而，TAS2R药理学表征仍不充分，仅少数受体亚型得到足够去孤儿化；人与啮齿类TAS2R家族存在进化差异，配体选择性具明显种属差异，大鼠亚型尤其缺乏系统表征；肥胖和衰老分别及联合对肠道TAS2R表达和功能的影响尚未充分阐明。基于此，研究人员建立整合表达相关分析与离体功能读出的方法，鉴定受肥胖、衰老及二者联合影响较大的肠道TAS2Rs，并评估选择性苦味配体对肠激素分泌和炎症反应的作用。
关键技术方法概括：研究人员利用既往葡萄籽原花青素提取物（GSPE）干预肥胖和衰老大鼠研究的数据集，提取TAS2R表达及肠激素、炎症、肠道通透性、糖脂代谢和肥胖相关指标，采用Pearson或Spearman相关分析并按|r|阈值预选受体；通过文献及BitterDB、ChEMBL等数据库检索选择受体激动剂并设置高低剂量。新离体实验样本为20只2月龄雌性Wistar大鼠（Envigo, Barcelona, Spain），取近端空肠组织检测GLP-1、GIP（glucose-dependent insulinotropic polypeptide，葡萄糖依赖性促胰岛素多肽）和CCK分泌，取远端空肠/回肠以DSS（dextran sodium sulphate，葡聚糖硫酸钠）诱导炎症并检测TNF-α（tumour necrosis factor-α，肿瘤坏死因子-α）、IL-1β（interleukin-1β，白细胞介素-1β）和IL-18（interleukin-18，白细胞介素-18），并以LDH（lactate dehydrogenase，乳酸脱氢酶）评估组织损伤，采用Mann–Whitney U检验。
研究结果：
3.1 代谢紊乱显著影响Tas2r基因表达：通过比较肥胖、衰老、肥胖合并衰老及GSPE处理各组rTas2r表达，发现不同受体受影响程度不同；rTas2r140和rTas2r143在三种代谢紊乱情形下均改变，rTas2r139仅受肥胖影响，rTas2r138仅受衰老影响，rTas2r137和rTas2r144仅在老年大鼠接受致肥胖饮食时改变；GSPE处理可调节所检测的全部受体。
3.2 靶向易受代谢紊乱影响的TAS2Rs：通过将受体表达与炎症、通透性、系统代谢和肠内分泌功能指标进行相关分析，rTas2r119在炎症/通透性、代谢和肠内分泌三个功能类别中均被选中；最终选择rTas2r108、rTas2r119、rTas2r137、rTas2r138、rTas2r139、rTas2r140和rTas2r143进入功能验证。
3.3 激动剂选择与受体特异性：通过文献和数据库证据优先选择低激活阈值、低交叉反应性的激动剂，每个受体最多两个，并加入广谱配体奎宁评估交叉受体作用；所选受体间未发现这些激动剂的相互作用，但部分脱靶作用已有报道，且LDH释放未见处理诱导的组织损伤。
3.4 化合物暴露后GIP、CCK和GLP-1分泌的离体差异反应及变异性：利用大鼠空肠离体组织，以 peptone 为正对照，发现不同激动剂及剂量对GLP-1、GIP和CCK分泌产生增强或抑制效应；costunolide对GLP-1呈低浓度抑制、高浓度刺激的剂量依赖模式，amarogentin是唯一在三种激素中均一致降低分泌的化合物。
3.5 激动剂存在可降低促炎细胞因子分泌：利用DSS处理远端空肠/回肠离体炎症模型，DSS使TNF-α和IL-1β显著升高、IL-18呈升高趋势；不同激动剂对TNF-α、IL-1β和IL-18影响异质，多数所选激动剂显著降低IL-18，奎宁为例外。
3.6 最终激动剂与受体选择：综合肠激素和炎症功能结果，最终选择amarogentin靶向rTas2r108（抗炎及厌食特征）、costunolide靶向rTas2r119（混合炎症反应及剂量依赖肠激素效应）、resveratrol靶向rTas2r140（以抗炎和促饥饿相关效应为主）及ethylpyrazine靶向rTas2r143（抗炎及对饥饿相关激素的剂量依赖效应）；未选化合物多因无显著效应或跨指标响应不一致。
讨论部分总结：该研究旨在建立研究苦味受体的新方法学，将肥胖和衰老代谢模型的表达数据与评估肠内分泌和炎症反应的离体功能实验整合，以预选可能与代谢紊乱相关并可能调节关键肠道功能的受体。已有关于肥胖和衰老影响肠道TAS2R表达的 evidence 仍少，多数研究关注TAS2Rs胃肠分布或肠内分泌功能；Liszt等曾报道肥胖以区域依赖方式改变人肠道TAS2R表达。该研究整合既往肥胖、衰老及二者联合模型多肠段数据，显示代谢损伤与多个TAS2Rs下调相关，但受影响受体和变化幅度随肠段及代谢状态而异。相关分析预选出七个受体；其中rTas2r108研究较充分，与肥胖和代谢功能障碍相关，Kimura等在小鼠白色脂肪组织中发现Tas2r108、Tas2r137和Tas2r143，并显示其过表达可降低前脂肪细胞增殖和分化；rTas2r138在高脂饮食诱导肥胖小鼠大肠中呈 microbiota 依赖上调；rTas2r119和rTas2r143在既往衰老研究中与GSPE处理后的肠内分泌和炎症参数强相关；rTas2r139和rTas2r140与肥胖或衰老的直接证据尚缺，提示其作为未来功能研究候选。讨论还指出，TAS2R家族在人与啮齿类间的进化分化导致药理学和配体选择性种属差异，因此激动剂选择综合考虑受体亲和力、受体多效性、种属差异及化合物可得性、纯度、成本和潜在毒性。amarogentin激活rTas2r108后主要调节IL-1β和IL-18，未改变TNF-α，提示可能影响炎症小体相关下游信号；其降低所有检测肠激素，与多数刺激GLP-1和CCK的报道不同，可能涉及配体特异性抑制机制。costunolide对rTas2r119显示抗炎活性并与NLRP炎症小体通路抑制一致，TNF-α升高可能反映DSS应激下的补偿反应，其对GLP-1的异质和剂量依赖效应与天然苦味化合物浓度依赖性调节肠激素释放的报道一致。resveratrol靶向rTas2r140呈复杂特征，虽常被描述为通过NF-kB和IKK抑制促炎通路，但本研究中出现TNF-α升高和IL-18降低，高浓度刺激GLP-1分泌与多酚激活肠内分泌通路并促进GLP-1分泌的既往研究一致。ethylpyrazine作为rTas2r143激动剂，其受体激活后的生物效应仍少被探索，本研究提示其可调节炎症细胞因子和肠激素分泌。讨论同时指出局限：大鼠在苦味受体研究中较少，结果多需参照小鼠研究解释；相关分析不能建立因果，关联可能反映肠道环境中的间接相互作用；离体模型虽保留天然上皮结构，但缺乏神经、血管和微生物来源输入；受体多效性、小肠区域异质性和细胞类型组成差异可贡献观察到的差异。总体而言，该研究强调肠道TAS2Rs作为肠内分泌和炎症通路调节者的相关性，所选激动剂影响激素和细胞因子分泌提示其与代谢紊乱的潜在相关性；肥胖导向干预目标为降低炎症并增加饱腹相关激素，衰老导向干预目标为减弱过度饱腹信号并降低慢性低度炎症。
研究结论翻译：本研究建立了一种整合策略，基于表达谱、相关分析和功能验证对候选肠道TAS2Rs进行优先级排序。该方法鉴定出rTas2r108、rTas2r119、rTas2r140和rTas2r143为受衰老和/或肥胖改变的大鼠受体。这些受体的激活在离体模型中触发不同的肠激素和炎症反应。观察到的剂量依赖性和受体特异性效应支持TAS2Rs作为肠道稳态的潜在调节者，并突出其与代谢疾病的治疗相关性。未来工作应探索受体特异性信号机制，在体内验证这些发现，并确定关键TAS2Rs的选择性激活是否可在相应物种中调节食欲调控、肠道炎症或代谢稳态。
