脱氨酪氨酸通过MAPK/铁死亡轴及假长双歧杆菌调控缓解肝脏缺血再灌注损伤

《Pharmacological Research》：Desaminotyrosine Alleviates Hepatic Ischemia-Reperfusion Injury via the MAPK/Ferroptosis Axis and Bifidobacterium pseudolongum Modulation

　　

缺血再灌注（I/R）是肝切除术与肝移植等手术中常见且不可避免的病理现象，严重影响患者预后，而临床干预手段十分有限。研究人员利用人肝细胞类器官缺氧复氧（H/R）模型与小鼠肝脏I/R模型证实，微生物源黄酮类代谢产物脱氨酪氨酸（DAT）可抑制炎症与凋亡，同时提升肠道益生菌双歧杆菌（Bifidobacterium）丰度，从而减轻I/R诱导的肝损伤。整合空间转录组学与代谢组学分析显示，DAT特异性改变门静脉（PV）周区MAPK信号通路/铁死亡基因转录谱，促进中央静脉（CV）周区抗氧化剂牛磺酸（taurine）生成，降低促铁死亡底物花生四烯酸（arachidonic acid）水平，进而增强GPX4与Nrf2表达，抑制铁死亡，改善肝脏I/R损伤。伪无菌小鼠模型进一步确认DAT依赖肠道菌群发挥护肝作用，其机制核心是富集肠道假长双歧杆菌（Bifidobacterium pseudolongum, Bif）。该研究揭示了改善肝脏I/R损伤的新型微生物代谢物，明确DAT对铁死亡的抑制作用，发现DAT新治疗用途，并将Bif鉴定为预防肝脏I/R损伤的潜在新益生菌，为预防性治疗提供新选项。

研究背景方面，肝切除与肝移植是终末期肝病及肝脏肿瘤的重要治疗手段，但缺血再灌注（I/R）损伤作为围手术期不可避免并发症，通过活性氧（ROS）爆发、炎症级联与肝细胞死亡严重影响移植物功能与患者生存，目前尚无获批药物可预防或治疗该损伤。铁死亡（ferroptosis）作为一种铁依赖、脂质过氧化驱动的细胞死亡形式，被证实是肝脏I/R损伤的核心机制之一；与此同时，肠-肝轴（gut-liver axis）框架下肠道菌群及其代谢产物对肝脏病理生理的调控日益受到关注。脱氨酪氨酸（DAT）是膳食黄酮经肠道菌代谢产生的小分子，既往研究提示其具有抗病毒、抗肿瘤与抗炎活性，但其在肝脏I/R中的作用尚未系统阐明。研究人员据此假设DAT可能通过抑制铁死亡及重塑肠道菌群双重途径缓解肝I/R损伤，并在《Pharmacological Research》报道了相关发现。

关键技术方法上，研究人员构建人原代肝细胞来源类器官H/R模型（1% O₂缺氧48 h后21% O₂复氧6 h）与C57BL/6J小鼠肝脏I/R模型（门脉三联体夹闭1.5 h再灌注6 h，DAT 50 mg/kg腹腔注射预处理3天）；使用抗生素清除建立伪无菌（pseudo-germ-free）小鼠并施以粪菌移植（FMT）；结合RNA-seq、空间转录组（Stereo-seq）、空间代谢组（质谱成像）、16S rRNA测序、Western blot、多重免疫荧光及MAPK激动/拮抗剂（anisomycin、PD98059、SB203580、SP600125）与铁死亡诱导剂RSL3干预实验；人肝组织取自肝切除患者邻近正常组织，小鼠为8–10周雄性。

研究结果部分，2.1节显示DAT预处理（1或5 mM）减轻人肝细胞类器官H/R后的结构破坏与TUNEL阳性凋亡。2.2节在小鼠I/R模型中，DAT降低血清ALT、AST及TNF-α、IL-6、IL-1β，升高Arg-1、MRC1、IL-10，并下调Bax/Bcl-2比值。2.3节证实DAT上调肝组织与类器官中Fth-1、GPX4、Nrf2、HO-1，下调ACSL4，降低MDA与Fe²⁺，升高SOD与GSH，抑制脂质过氧化。2.4节使用GPX4抑制剂RSL3可逆转DAT的保护效应，验证DAT经Nrf2/GPX4轴抑铁死亡。2.5与2.6节表明DAT抑制ERK、p38、JNK磷酸化，MAPK抑制剂或p38/JNK激动剂anisomycin均削弱DAT对GPX4/Nrf2的上调，确立MAPK/Nrf2/GPX4为关键信号链。2.7节空间转录组揭示DAT仅在PV周区富集MAPK与脂代谢通路并上调NFE2L2、HMOX1，CV周区则富集初级胆汁酸代谢；多重免疫荧光显示PV区Nrf2、GPX4升高而pERK、ACSL4降低。2.8节空间代谢组显示CV周区牛磺酸（taurine）与谷氨酰胺升高，花生四烯酸、肾上腺酸及THCA下降，PV周区嘌呤代谢上调。2.9节伪无菌小鼠中DAT失效，而接受DAT供体粪菌移植受体肝损伤减轻，证明依赖完整菌群。2.10节16S测序锁定Bifidobacterium pseudolongum（Bif）为关键菌，体外DAT促其增殖；移植活菌（非热灭活）或DAT处理过的Bif条件培养基均减轻伪无菌小鼠I/R损伤。

讨论部分指出，DAT通过“直接肝细胞MAPK/铁死亡抑制”与“菌群-Bif间接放大”双轴协同护肝；MAPK并非简单开关而是需精细调定的变阻器（rheostat），过度激活或完全阻断均损保护；肝小叶分区（PV偏 redox 调控、CV偏代谢适应）决定DAT作用异质性；Bif的保护依赖于活菌代谢而非菌体结构。局限性包括DAT直接靶点未明、直接/间接轴贡献量化不足、未评估性别差异、类器官缺氧时长与体内不完全等价。

结论部分翻译如下：综上，研究人员揭示DAT作为直接护肝剂与肠道菌群调节剂的双重功能，共同遏制铁死亡与肝脏I/R损伤；该工作将这一简单微生物代谢物重新定位为安全、多靶点的移植前或术前干预候选物，为利用肠-肝轴开展围手术期肝保护提供了新战略框架。