肠源性高草酸尿在SAMP1/YitFc自发性回肠炎小鼠模型中的决定因素

《Gut Microbes》：Determinants of enteric hyperoxaluria in the SAMP1/YitFc mouse model of spontaneous ileitis

　　

肠源性高草酸尿(EH)源于胃肠道(GI)内草酸生物利用度增加，常累及炎症性肠病(IBD)患者。研究人员在回肠炎小鼠模型中探究EH的病理生理机制，假设脂肪吸收不良、肠道通透性增加和微生物群改变在胃肠道炎症背景下共同促成高草酸尿表型。SAMP1/YitFc（SAMP1）小鼠及其亲本AKR对照分别饲喂三种脂肪含量（10%、45%或60% kcal）且均补充1%草酸的饲料，持续6周。研究人员测定血浆(P)Ox、尿液(U)Ox与肌酐(Cr)，以质谱分析粪便脂质物种；以蔗糖山梨醇（sucralose）与13C2草酸胃灌注评估SAMP1与AKR小鼠肠道通透性；对肾、肝及GI组织行组织学、qPCR与Western blotting；在群落、属与功能水平分析微生物DNA，并在最高脂饮食下探究细菌代谢通路；以生物信息学流程表征两品系oxalobiome。高脂饮食下，SAMP1小鼠UOx、POx与PCr高于AKR；粪便二酰甘油与游离脂肪酸增加提示脂肪吸收不良；ZO1与occludin表达下降伴尿sucralose与草酸升高提示通透性增加；微生物组中Lactobacilli与Bacteroides富集，细菌通路偏向脂质合成与乙醛酸(glyoxylate)代谢；回肠SLC26A6蛋白显著下调；SAMP1小鼠出现进行性肾间质炎症与损伤。结果表明脂肪吸收不良是EH核心紊乱，其降低管腔钙与草酸结合能力，并伴随通透性增强、微生物组与酶通路改变。

研究背景方面，肠源性高草酸尿（EH）是肠道功能障碍导致的代谢异常，特征是胃肠道（GI）内草酸生物利用度与吸收增加，引起尿草酸排泄升高，可发生于炎症性肠病（IBD）、减重手术后及多种吸收不良疾病，重度EH还可进展为慢性肾病（CKD）与终末期肾病（ESKD）。EH病理生理尚未完全阐明；化学诱导结肠炎模型多影响结肠，而SAMP1/YitFc（SAMP1）小鼠可自发出现克罗恩样回肠炎，更接近IBD相关EH。已有研究提示脂肪吸收不良、肠道微生物组、通透性改变与膜阴离子交换体均参与EH，但膳食脂肪与草酸对SAMP1模型微生物组及通透性的作用此前未系统研究。因此，研究人员在SAMP1与AKR对照中分析回肠炎、高脂饮食、通透性、草酸盐转运、肝脏草酸代谢与肾脏结局，以明确IBD相关EH的决定因素，该论文发表于《Gut Microbes》。

关键技术方法方面，研究人员使用Jackson Laboratory来源的11周龄SAMP1与AKR小鼠，设10%、45%、60% kcal脂肪且加1%草酸饲料干预6周；另以标准饲料小鼠行sucralose与¹³C₂草酸胃灌注评估通透性。方法包括尿液/血浆草酸与肌酐检测、粪便非靶向脂质组学、鸟枪法宏基因组测序与HUMAnN3功能注释、FRC同源基因DIAMOND比对以量化草酸盐降解潜力、回肠/结肠/肝脏qPCR与Western blotting、sucralose与¹³C₂草酸质谱/离子色谱定量、肾组织H&E与Masson染色及CD45免疫组化。

SAMP1 mice develop both ileal inflammation and hyperoxaluria

研究人员证实SAMP1回肠呈透壁性急性与慢性炎，而AKR炎症限于黏膜肌层与黏膜下层；随脂肪增加与干预时间延长，SAMP1在45%与60%脂肪饮食下尿草酸/肌酐比显著高于AKR，说明回肠炎与膳食脂肪共同驱动高草酸尿。

SAMP1 mice develop fat malabsorption

粪便脂质组学显示SAMP1与AKR明显分离，二酰甘油、鞘磷脂富集，磷脂酰胆碱减少，游离脂肪酸（FFA）趋高；研究人员据此判断未吸收FFA螯合钙、提高草酸生物利用度，即脂肪吸收不良存在。

SAMP1 mice have overall microbiome alterations

α多样性在10%脂肪饮食SAMP1更高，β多样性因品系与脂肪含量改变；ANCOM-BC显示Bacteroides、Alistipes、Lactobacillus等富集，HUMAnN3显示60%脂肪下脂质合成、乙醛酸旁路与抗坏血酸代谢通路上调，说明回肠炎与高脂共同重塑微生物功能。

The oxalobiome in SAMP1 mice is enriched

以formyl-CoA:oxalate CoA transferase（FRC）为标志，SAMP1拥有更多草酸盐降解物种与更高总FRC丰度；物种解析显示Lactobacillus与Muribaculaceae贡献增加，Adlercreutzia与Bifidobacterium贡献降低，说明oxalobiome虽富集但未必足以抵消吸收增加。

SAMP1 mice have increased gastrointestinal permeability

回肠ZO1 mRNA与occludin蛋白下降，结肠occludin亦降；sucralose吸收在SAMP1为22.2%而对AKR为3.05%，¹³C₂草酸吸收趋高，研究人员认为紧密连接受损使旁细胞草酸吸收增强。

SAMP1 mice have decreased ileal SLC26A6 levels

回肠SLC26A6蛋白在SAMP1降约40%，结肠无差异；该阴离子交换体介导草酸分泌减少，主动分泌障碍叠加被动吸收增加。

SAMP1 mice had no increase in hepatic oxalate metabolism protein levels

60%脂肪下AGT mRNA上调、GRHPR与HYPDH下调，但AGT与GRHPR蛋白无差异；研究人员认为肝脏内源性草酸合成蛋白层面证据有限。

SAMP1 mice develop kidney disease

45%与60%脂肪下SAMP1血浆肌酐（PCr）更高，60%脂肪肾组织见间质炎症、小管损伤与早期纤维化，CD45⁺细胞增多；血浆草酸（POx）随脂肪上升，SAMP1与PCr强相关，说明草酸盐肾毒性推动CKD样改变。

讨论部分总结中，研究人员指出脂肪吸收不良是EH中心环节：未吸收脂肪酸减少钙结合草酸、通透性增加与微生物/转运改变共同提高草酸负荷；oxalobiome富集不一定降低尿草酸，因基因存在不等于转录翻译；SLC26A6蛋白下降不代表膜定位与活性已直接验证；肝脏酶mRNA与蛋白不一致限制内源性合成结论。研究局限包括缺粪菌移植或抗生素机制干预、缺转运功能实验、宏基因组为关联而非因果。

结论部分翻译：本研究对自发性回肠炎EH模型中草酸调控与稳态作了全面表征。这些发现凸显脂肪吸收不良在EH中的核心作用，及其与肠道通透性增加、微生物组失调和细菌酶通路改变的相互作用。良好EH模型应具备：a）自发形成接近人类生理的主要表型，b）多器官草酸稳态通路明确，c）肾功能可预测下降，d）oxalobiome明确。因此SAMP1模型可作为评估药物、膳食与微生物组干预以降低EH草酸负担的平台。