《Biomedicine & Pharmacotherapy》:TGR5 activation impairs lung natural killer cell function and promotes bile acid–mediated injury in metabolic liver disease
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目的:胆汁酸(BAs)参与急性肺损伤(ALI),但其对肺免疫细胞的影响尚不清楚。本研究调查了代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)中升高的肝脏BA水平是否通过胆汁酸受体TGR5抑制自然杀伤(NK)细胞功能从而促进肺损伤。方法:研究人员将瘦素缺乏(Ob/Ob)小
目的:胆汁酸(BAs)参与急性肺损伤(ALI),但其对肺免疫细胞的影响尚不清楚。本研究调查了代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)中升高的肝脏BA水平是否通过胆汁酸受体TGR5抑制自然杀伤(NK)细胞功能从而促进肺损伤。方法:研究人员将瘦素缺乏(Ob/Ob)小鼠喂食高脂饮食(HFD)16周以诱导MASH,而野生型小鼠作为对照。通过组织学评估肺纤维化。通过流式细胞术分析NK细胞激活(CD107a,NKp46)和TGR5表达。定量支气管肺泡灌洗液(BALF)中的肺损伤标志物(SP-D和sRAGE)和BA浓度。离体实验评估了牛磺胆酸(TCA)和TGR5阻断对NK细胞激活的影响。结果:Ob/ObHFD小鼠发展为MASH并伴有肺损伤和纤维化重塑。与对照组相比,肺重量增加约1.5?g。SP-D和sRAGE水平分别增加2.5倍和2.0倍(P?0.01)。BALF BA浓度从对照组的0.2?μM上升到Ob/ObHFD小鼠的1.2–1.9?μM,表明肝-肺BA转运。NK细胞活性显著抑制,激活减少3.5倍,CD107a表达降低,NKp46水平降低1.75倍。肺NK细胞上的TGR5表达增加约3.5倍。TCA暴露损害NK激活,而TGR5阻断恢复了CD107a和NKp46表达。结论:BA–TGR5信号抑制肺NK细胞功能并促进MASH中的肺损伤,提示TGR5是BA驱动的免疫功能障碍的潜在治疗靶点。
**论文解读:胆汁酸-TGR5信号轴在代谢性肝病相关肺损伤中抑制自然杀伤细胞功能的机制**
**研究背景与问题**
代谢性肝病,特别是代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH),是一种全球高发的慢性肝病,常伴随全身性炎症和器官损伤。近年来的研究揭示了肠-肝-肺轴在系统性免疫代谢调控中的重要作用,但肝脏源性的胆汁酸(BAs)如何影响肺部免疫细胞功能仍不清楚。BAs不仅参与脂质消化,还作为信号分子激活核受体(如FXR)和膜受体(如TGR5),调节糖脂代谢和免疫反应。在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和肺纤维化模型中,BAs在支气管肺泡灌洗液(BALF)中显著升高,并促进成纤维细胞增殖和细胞外基质沉积。自然杀伤(NK)细胞是先天免疫的关键效应细胞,其功能异常(表现为CD107a、NKp46等活化标志物下调)与特发性肺纤维化、ARDS等肺损伤相关。然而,在MASH背景下,肝脏BA积累是否通过TGR5抑制肺部NK细胞功能从而促进肺损伤,尚缺乏直接证据。基于此,Mohammad Jaber等人(An-Najah National University)在《Biomedicine》发表论文,利用瘦素缺乏(Ob/Ob)小鼠高脂饮食(HFD)诱导的MASH模型,系统研究了BA-TGR5信号对肺NK细胞功能及肺损伤的影响。
**研究目的与意义**
本研究旨在阐明在MASH条件下,升高的肝源性BA是否通过TGR5受体抑制肺NK细胞活性,进而促进急性肺损伤(ALI)。研究结果揭示了肝-肺串扰的新机制,为代谢性肝病相关肺并发症提供了潜在治疗靶点——TGR5阻断可能恢复肺NK细胞功能,减轻BA驱动的免疫抑制和肺损伤。
**主要技术方法**
研究人员采用Ob/Ob小鼠(来源:An-Najah National University,伦理批准号2024-03-10)喂食HFD(60%脂肪供能)16周建立MASH模型,以野生型C57BL/6J小鼠为对照。关键技术包括:组织学Sirius Red染色评估肺纤维化;流式细胞术(BD LSR Fortessa)检测肺NK细胞(CD45?CD3?NK1.1?)的活化标志物CD107a和NKp46,以及TGR5表达;qPCR(TaqMan探针)定量肺损伤标志物SP-D,ELISA检测sRAGE;酶法测定BALF总BA浓度;离体实验:将分离的肺NK细胞暴露于牛磺胆酸(TCA)和/或抗TGR5中和抗体,评估活化变化。
**研究结果**
**3.1 Ob/ObHFD小鼠表现出肺损伤体征**
与对照组相比,Ob/ObHFD小鼠肺重量增加约1.5?g(P?0.0001),SP-D水平升高2.5倍(P?0.0001),sRAGE水平升高2.0倍(P?0.01)。Sirius Red染色显示肺泡间隔增厚、胶原沉积增加,证实肺纤维化重塑。同时,肝脏H&E染色显示严重脂肪变性,确认MASH模型建立。
**3.2 Ob/ObHFD小鼠肺NK细胞活性降低,伴随TGR5表达上调**
流式细胞术分析显示,与对照组相比,Ob/ObHFD小鼠肺NK细胞总数减少,活化标志物CD107a表达下降3.5倍,NKp46表达下降1.75倍(均P?0.01)。同时,NK细胞上TGR5表达增加约3.5倍(P?0.001),呈现显著负相关。
**3.3 Ob/ObHFD小鼠BALF中BA水平升高**
BALF总BA浓度从对照组的0.2?μM升至Ob/ObHFD组的1.2–1.9?μM(P?0.001),直接证实肝源性BA向肺转运。
**3.4 在离体条件下,TGR5阻断增强野生型小鼠NK细胞活性**
将野生型小鼠肺NK细胞分别处理:无BA无TGR5阻断、仅TGR5阻断、仅BA暴露、BA联合TGR5阻断。BA暴露显著上调TGR5表达,同时降低CD107a和NKp46表达;而TGR5阻断可恢复这两种活化标志物至对照水平,表明BA通过TGR5抑制NK细胞功能。
**3.5 TGR5阻断改善Ob/ObHFD小鼠NK细胞活性**
在Ob/ObHFD小鼠来源的NK细胞中,BA处理使TGR5表达升至62%,CD107a降至2.5%,NKp46降至较低水平;TGR5阻断后,TGR5表达降至17%,CD107a回升至11.5%,NKp46升至21%,证明TGR5阻断可部分逆转BA诱导的NK细胞抑制。
**讨论与结论**
研究人员在讨论中指出,本研究首次在MASH模型中证实BA经TGR5信号抑制肺NK细胞功能,从而促进肺损伤。TGR5在肺NK细胞上上调3.5倍,与NK活性下降3.5倍呈镜像关系,且TGR5阻断可恢复NK细胞活化,提示TGR5是BA驱动的免疫抑制的核心介质。研究排除了FXR等其他BA受体的主要作用,因为FXR是核转录因子,而TGR5为膜受体,可快速调节免疫信号。检测到BALF中BA升高支持肝-肺BA转运假说。局限性包括:未使用TGR5基因敲除小鼠(避免全身代谢干扰)、总BA测量未区分单一物种、模型向人类转化需验证。此外,TGR5在代谢方面有已知益处(如增加能量消耗、改善血糖),因此治疗策略需考虑组织特异性调控,避免全身性抑制带来的代谢副作用。
**结论翻译**
本研究确定了高脂饮食诱导的代谢性肝损伤、BA积累、TGR5激活与肺NK细胞功能障碍之间的新型机制联系。升高的肺损伤标志物、受损的NK细胞活性以及TGR5阻断对这些效应的逆转提供了有力证据,表明TGR5是BA驱动的肺病理学的核心介质。因此,TGR5的药理学调节可能代表一种有前景的策略,以减轻MAFLD相关的肺损伤。未来研究应探索靶向TGR5改善代谢性肝病肺部结局的转化潜力。