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Cell | 北京大学姜长涛/乔杰等团队合作揭示利用肠道微生物合成胆汁酸新策略:缓解代谢功能障碍性脂肪肝炎

来源:生物探索 2024-04-25 14:36

该研究使用了一种基于点击化学的富集策略,并鉴定了几种二级胆汁酸,包括3-sucCA,与对照组相比,活检证实的MAFLD患者的二级胆汁酸含量较低。

北京大学姜长涛、乔杰、庞艳莉、Jia Yanxing、温州医科大学郑明华共同通讯在Cell 在线发表题为“Gut symbionts alleviate MASH through a secondary bile acid biosynthetic pathway”的研究论文,该研究开发一种基于点击化学的富集策略,利用该策略确定了几种微生物衍生的胆汁酸,包括以前未被表征的3-琥珀酰化胆酸(3-sucCA),它与肝组织活检证实的代谢功能障碍相关脂肪肝(MAFLD)患者的肝损伤呈负相关。

 

通过筛选人类细菌分离株,研究人员鉴定出Bacteroides uniformis菌株在体外和体内都是3-sucCA的有效生产者。通过基于活性的蛋白纯化和鉴定,鉴定出了一种在B. uniformis中注释为β-内酰胺酶的酶,负责3-sucCA的生物合成。此外,3-sucCA是一种管腔限制性代谢物,通过促进Akkermansia muciniphila的生长来缓解MASH。总之,该研究为肠道微生物-肝脏轴提供了新的见解,可以用来增强MASH的管理

 

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代谢功能障碍相关脂肪性肝病(MAFLD)是最常见的慢性肝脏疾病,全球成人患病率约为25%。鉴于全球肥胖的流行,它已经成为一个主要的全球公共卫生问题。MAFLD包括从相对良性的代谢功能障碍相关的脂肪肝(MAFL)发展为病理上更严重的代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH),在某些情况下,可发展为肝硬化和/或肝细胞癌。目前,针对MAFL-MASH的治疗药物很少,因此治疗,特别是针对MASH的治疗,是一个重要的未满足的临床需求。肝脏和肠道之间的相互依赖和组织串扰,特别是肠道微生物群,已被发现有助于代谢失调和炎症,这是MASH的一个标志。然而,微生物衍生代谢物与MASH进展之间的明确因果关系尚未得到很好的确立。

 

胆汁酸是宿主和肠道微生物群之间的关键信使,它们通过激活各种受体,包括法内酯X受体(FXR)和Takeda G蛋白偶联受体5 (TGR5),在调节MASH中发挥重要作用。虽然几种胆汁酸可能在改善MASH中发挥作用,但胆汁酸在MASH发病机制中的总体作用尚不清楚。在多个研究中已经观察到在MASH进展过程中胆汁酸丰度的富集,并且被认为有助于加剧疾病的脂肪毒性。此外,通过增强衰老相关分泌组,促进肝脏炎症,微生物衍生脱氧胆酸(DCA)与MASH中肝细胞癌的发病机制有关,说明胆汁酸在MASH进展中的复杂作用。此外,由于胆汁酸及其类似物对多种靶点具有广泛的亲和力,经常会引起意想不到的副作用。

 

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模式图(Credit: Cell)

 

该研究使用了一种基于点击化学的富集策略,并鉴定了几种二级胆汁酸,包括3-sucCA,与对照组相比,活检证实的MAFLD患者的二级胆汁酸含量较低。使用人类细菌分离物筛选来鉴定产生3-sucCA的肠道细菌。通过基于活性的蛋白纯化和鉴定,发现了一种被标记为β-内酰胺酶的酶负责3-sucCA的生物合成。重要的是,3-sucCA是一种管腔限制性代谢物,它通过重塑肠道微生物群,特别是通过扩大Akkermansia muciniphila的种群,减轻小鼠模型中的MAFL-MASH进展。该研究鉴定了3-sucCA的细菌生产者和生物合成酶,并揭示了微生物生产3-sucCA作为增加MAFL-MASH管理的潜在治疗策略。

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