家蚕丝素蛋白通过调节肠-肝轴缓解酒精性肝损伤

《International Journal of Biological Macromolecules》：Bombyx mori silk fibroin alleviates alcohol-induced liver injury via modulation of the gut-liver axis

　　

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  丝素蛋白(SF)通过肠-肝轴减轻急性酒精性肝损伤。
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  SF的保肝作用依赖于完整的肠道微生物群。
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  SF处理增加了Alistipes、norank_f__Oscillospiraceae和Colidextribacter的水平，降低了Staphylococcus和Romboutsia的水平。
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  SF上调了乙酰胆碱等肠道代谢物的水平。

引言

酒精相关危害仍然是全球性的重大健康问题，每年导致约330万人死亡，占全球总死亡人数的6% [1]。酒精引起的损伤影响多个器官系统，严重降低了患者及其家属的生活质量 [2]。酒精性肝病(ALD)是由酒精消费引起的肝病理谱系，涵盖从急性酒精性肝损伤(AALI)到渐进性疾病，包括无症状性脂肪变性、纤维化、肝硬化、酒精性肝炎和肝细胞癌 [3]、[4]。

尽管ALD的全球疾病负担巨大，但目前的标准治疗仍以支持性治疗为主，主要包括戒酒和营养补充。这些方法虽然必不可少，但往往不够充分，特别是对于已建立肝损伤的患者，仅靠戒酒可能无法逆转潜在的病理过程。糖皮质激素和戊氧比菲等药物干预的疗效有限，并伴有显著的不良反应。这揭示了一个关键的临床空白。目前仍然缺乏安全、有效且基于机制的ALD防治策略 [5]、[6]。

越来越多的证据强调了肠道微生物群在ALD发病机制中的关键作用 [7]、[8]。酒精摄入会触发肠道菌群失调，表现为微生物多样性降低、分类组成改变和肠道屏障完整性受损。肠上皮细胞依赖紧密连接蛋白（如紧密连接蛋白-1（ZO-1）和闭塞蛋白（Occludin））形成主要的物理防御，防止肠腔内容物移位到体循环中。这些屏障蛋白表达减少是酒精引起的肠道通透性增加的标志。同时，酒精驱动的菌群失调破坏了微生物代谢产物的输出，耗竭了对肠道稳态和肝功能至关重要的有益代谢物。物理屏障破坏和代谢失调协同作用，驱动肝氧化应激、脂质堆积和炎症反应，这些都是AALI的特征性表现。重要的是，越来越多的证据表明，肠道微生物群来源的代谢物（包括色氨酸代谢物、短链脂肪酸(SCFAs)和胆汁酸）是肠-肝交叉对话的关键介质 [9]、[10]。例如，与肝损伤患者相比，健康人体内的色氨酸代谢物水平显著较高，在临床前模型中补充肠道微生物群来源的色氨酸代谢物已被证明可有效改善ALD [9]、[11]、[12]。与直接靶向肝脏通路的传统药物策略相比，调节肠道微生物群具有几个独特优势。它针对肝损伤的上游触发因素，发挥多靶点保护作用，并且通常具有较好的安全性。因此，能够恢复肠道微生物稳态、增强肠道屏障功能并正常化代谢物产生的膳食或营养干预代表了一种特别有前景的策略，可减轻AALI [13]。

家蚕丝素蛋白(SF)是一种天然来源的纤维状蛋白质，约占蚕丝的70%–80%。其特征是优异的生物相容性、无毒性、可生物降解性和机械强度 [14]。SF还具有相当大的营养价值，因为它含有18种氨基酸，且富含人体必需氨基酸 [15]。从SF降解中释放的多肽和氨基酸在胃肠道中易于吸收，已被证明具有多种生物活性，如抗炎 [16]、免疫调节 [17]、抗肿瘤 [18]、抗病毒 [19]和抗菌 [20] 效果。此外，最近的研究表明，口服SF给药在代谢疾病模型中可产生降血糖 [21]、降血脂 [22]和肠道微生物群调节 [23]、[24] 效果。尽管这些有前景的生物活性，但一个关键的知识空白仍然存在。SF通过调节肠-肝轴减轻酒精性肝损伤的潜力尚未被研究。具体而言，目前尚不清楚口服SF给药能否恢复酒精破坏的肠道屏障完整性、重塑酒精诱导肝损伤期间的肠道微生物群组成和代谢谱，以及这种依赖于微生物群的作用在机制上是否是SF保肝作用所必需的。

本研究旨在填补这一知识空白。我们假设口服SF给药可通过调节肠道微生物群组成及其代谢物产生来改善AALI，从而通过肠-肝轴维持肠道屏障完整性并减少肝氧化应激和炎症。为验证这一假设，我们建立了AALI小鼠模型，并采用生化、组织学、微生物组学和代谢组学分析，结合肠道紧密连接蛋白表达的评估，系统地评价了SF的保肝效果。本研究建立了SF驱动的肠道微生物群重塑、代谢物调节与AALI减轻之间的功能联系，为SF的治疗应用提供了新的机制见解。这些结果可能推进对肠-肝轴介导保肝作用的理解，并为开发基于SF的功能性食品或膳食补充剂用于ALD管理提供科学依据。

章节摘要

材料

蚕茧由湖州纤维检测研究所提供；LiBr购自阿拉丁试剂有限公司；Na₂CO₃购自国药化学试剂有限公司；海王金樽牡蛎大豆肽左卡尼汀口服液（批准文号G20110347；每100 mL含900 mg多肽、50 mg牛磺酸和60 mg L-肉碱）购自深圳海王健康科技有限公司；HE染色试剂盒购自南京建成生物科技有限公司；

SF减轻急性酒精性肝损伤

我们首先评估了口服SF对AALI模型小鼠的影响。适应后，我们通过连续10天给C57BL/6小鼠灌胃50%乙醇诱导AALI模型。然后，对AALI模型小鼠连续10天灌胃给予SF处理，与给予戒酒药物（海王金樽）和蒸馏水的小鼠分别作为阳性对照和阴性对照进行比较（图1A）。在实验期间，灌胃刺激和酒精摄入可能导致小鼠体重变化。总体而言，体重

讨论

AALI是临床实践中常见的一种肝脏疾病，由短时间内大量饮酒导致的肝损伤引起。酒精性肝损伤的发病机制包括肝脏的脂肪沉积、炎症反应和氧化应激 [35]、[36]。最近的研究发现肠道微生物群是影响ALD的一个重要潜在因素，肠道微生物群失衡可加重ALD的严重程度 [37]，而有效维持肠道

结论

本研究证明，家蚕丝素蛋白(SF)对AALI具有保护作用，表现为血脂和肝功能改善，以及肝氧化应激和炎症反应减轻。肠道微生物群和代谢组学分析进一步表明，SF补充可缓解酒精引起的菌群失调和代谢紊乱。抗生素清除实验证实了SF的保肝作用依赖于完整的肠道微生物群。SF

CRediT作者贡献声明

钟素婷：撰写初稿、方法论、形式化分析、概念构思。程立霞：验证、方法论、形式化分析。沈宏兰：形式化分析、概念构思。蔡江峰：验证、形式化分析。程其超：验证、形式化分析、数据整理。杨梅：数据整理、概念构思。范一晨：方法论、数据整理。徐宗普：撰写–审阅与编辑、概念构思。帅雅君：撰写–审阅与编辑、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些关系可能已经影响或被认为影响了本文所报告的工作。

致谢

本工作得到国家重点研发计划（2023YFF1103900）、浙江省科技计划（2021C02072-3，2021C02072-6）、国家蚕桑产业技术体系（编号CARS-18-ZJ0501）和浙江省"三农九方"科技协同计划（2025SNJF001）的资金支持。

钟素婷|程立霞|沈宏兰|蔡江峰|程其超|杨梅|范一晨|徐宗普|帅雅君|王杰|万泉|杨明英