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Cell子刊:肠道菌群制造的“代谢钥匙”,天津医科大学曹海龙/周洁等发现猪去氧胆酸通过PPARγ重编程巨噬细胞缓解溃疡性结肠炎

  1. 溃疡性结肠炎(UC)
  2. 猪去氧胆酸(HDCA)
  3. 过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)

来源:iNature 2026-08-05 13:32

本研究揭示HDCA调控肠道巨噬细胞功能全新的免疫代谢机制,并凸显其用于UC治疗的潜力。该研究结果同时支撑一个广义理论:微生物代谢物能够联通代谢网络与表观遗传网络,调控炎症疾病中的免疫稳态。

宿主 - 肠道微生物群代谢互作参与溃疡性结肠炎(UC)的发病过程,但特定代谢物发挥作用的内在机制尚不明确。

2026年7月26日,天津医科大学曹海龙、周洁、上海交通大学洪洁及首都医科大学刘心娟共同通讯在Cell Reports(IF=7.7)在线发表题为Microbial metabolite hyodeoxycholic acid induces macrophage immunometabolic reprogramming and alleviates ulcerative colitis的研究论文。

本研究发现 UC 患者存在胆汁酸稳态失衡,猪去氧胆酸(HDCA)水平显著下降,且 HDCA 含量与 UC 疾病严重程度呈负相关。

Ruminococcus callidus 与HDCA生成水平改变相关,定植 R. callidus 可通过胆汁盐水解酶提升HDCA 浓度。单细胞 RNA 测序(ScRNA-seq)结果显示,HDCA 重塑肠道巨噬细胞组成特征,富集一群发生代谢重编程、具备免疫抑制特性的 Mrc1⁺巨噬细胞亚群。

机制层面,HDCA 促进 PPARγ 介导的脂肪酸代谢重编程以减轻炎症;在髓系细胞 PPARγ 缺陷小鼠中,该保护效应消失。HDCA激活脂肪酸氧化,促进 ATP 柠檬酸裂解酶依赖的组蛋白乙酰化,实现表观遗传介导的基因调控并推动巨噬细胞表型重塑。

上述研究结果揭示肠道菌群来源HDCA调控代谢的独特机制,为 UC 提供潜在治疗方向。

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溃疡性结肠炎(UC)是结肠反复发作、迁延不愈的炎症性疾病,引发腹痛、腹泻、直肠出血等症状,全球数百万人受其困扰。尽管生物制剂与小分子药物等治疗手段已取得进展,但许多患者仍无法实现持续缓解,提示需要进一步解析UC发病机制并开发新型治疗策略。

目前已证实,遗传易感性、环境诱因以及异常免疫应答等多重因素共同驱动UC患者体内炎症发生。肠道微生物复杂的代谢活动可与宿主建立动态共生关系,在UC发生发展中发挥重要作用。胆汁酸(BAs)作为关键的微生物-宿主共代谢物,是调控肠道免疫、上皮完整性与代谢稳态的重要信号分子。

胆汁酸代谢紊乱是UC的典型特征,包括微生物多样性下降、初级胆汁酸向次级胆汁酸转化过程异常,但各类胆汁酸单体在UC中的特异性功能尚未被充分阐释。猪去氧胆酸(HDCA)最早自猪胆汁中分离得到,已有研究证实其能够改善葡萄糖稳态、促进GLP-1分泌。

HDCA可激活肝脏过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)信号通路,改善非酒精性脂肪性肝病(NAFLD),展现出治疗潜力。然而,HDCA在UC中的确切作用尚不明确。

不同哺乳动物物种的HDCA生物合成通路存在差异,人体内HDCA合成途径尚未完全阐明。HDCA可经由细胞色素P4503A4(CYP3A4)介导的6α-羟基化反应,由石胆酸(LCA)转化生成。离体人粪便菌群模型研究表明,肠道微生物可通过两步通路将鹅去氧胆酸(CDCA)转化为HCA与HDCA,该代谢通路具备生理意义。因此,HDCA水平改变是否会造成相关肠道微生物丰度降低,仍有待深入探究。

单细胞RNA测序技术的出现,使得研究者能够识别并表征UC病程中各类细胞亚群。髓系细胞是调控黏膜免疫应答、维持肠道稳态的核心细胞。在UC患者发炎的结肠黏膜中,巨噬细胞通常偏向促炎M1表型,诱发组织损伤与细胞因子风暴。

与之相反,抗炎M2巨噬细胞能够促进炎症消退与组织修复。巨噬细胞内代谢由氧化磷酸化(OXPHOS)向糖酵解转换,可促使细胞向M1表型极化,并合成多种介导持续性炎症的效应分子。

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)是配体激活型转录因子,在调控脂质代谢、线粒体生物发生与脂肪酸氧化(FAO)过程中起到关键作用。激活PPARγ能够促进M2型极化,并且与结肠炎黏膜修复相关。近期研究表明,该表观遗传调控层面能够影响慢性疾病中巨噬细胞细胞特征与炎症基因表达程序。

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图形摘要(摘自Cell Reports )

本研究证实HDCA是菌群来源代谢物,可通过重塑巨噬细胞代谢抵御结肠炎症。研究证实HDCA激活PPARγ信号通路、增强FAO并提升胞内乙酰辅酶A储备,促进抗炎基因发生组蛋白乙酰化修饰。

综上,本研究揭示HDCA调控肠道巨噬细胞功能全新的免疫代谢机制,并凸显其用于UC治疗的潜力。该研究结果同时支撑一个广义理论:微生物代谢物能够联通代谢网络与表观遗传网络,调控炎症疾病中的免疫稳态。

参考消息:10.1016/j.celrep.2026.117736

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