项目文章iMeta（23.8）| 西北工业大学等团队揭示双疾病模式下肠道菌群的介导机制

急性胰腺炎（Acute pancreatitis, AP）是一类最常见的消化系统疾病。目前由高甘油三酯血症（Hypertriglyceridemia，HTG）引起的AP发病率逐年上升，已成为AP的第三大病因。有研究表明，HTG患者伴随着肠道菌群失调，肠道菌群失调会加重局部炎症反应和免疫功能紊乱。目前，肠道菌群在HTG加重AP中的病理生理学作用及其确切机制尚未阐明。该研究旨在从肠道菌群出发，探究肠道菌群与宿主互作在HTG加重AP过程中的作用及其机制。

开篇部分通过构建Control小鼠、HTG小鼠、AP小鼠、HTG+AP小鼠模型并结合16S rDNA测序，探索肠道菌群是否介导了HTG加重AP过程，以及该过程伴随哪些病理生理学作用？

病理生理指标检测表明，相比于对照组，HTG和HTG+AP小鼠的血清甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）和游离脂肪酸（FFAs）升高。

相比于AP组，HTG+AP组小鼠表现出更重的胰腺组织损伤、炎症水平及肠屏障功能障碍、血液和胰腺中的细菌培养率和细菌丰度均升高。

对对照组和HTG组小鼠肠道内容物进行16s rDNA测序，α多样性和β多样性分析表明，HTG组和对照组小鼠的肠道菌群组成存在显著差异。属水平上，HTG组小鼠肠道中Desulfovibrio、Staphylococcus、Helicobacter、Enterococcus和克雷伯氏菌（Klebsiella）致病菌丰度显著升高， Ruminococcaceae UCG-010和Tyzzerella潜在有益菌丰度降低。

使用抗生素构建HTG+AP伪无菌小鼠模型（Abx-HTG-AP）。发现肠道菌群耗竭可缓解HTG+AP小鼠胰腺组织损伤、炎症反应、血脂异常及肠道屏障功能损伤。而将HTG肠道菌群移植到AP小鼠模型中会加重肠道屏障损伤和细菌移位。整体结果表明：HTG通过引起肠道微生物群紊乱，加重了AP诱导的肠道屏障功能和细菌移位，从而加重AP小鼠的胰腺损伤。

对HTG+AP伪无菌小鼠（Abx-HTG+AP）和HTG+AP小鼠的血清进行非靶代谢组检测，通过差异分析、差异KEGG富集分析发现甘油磷脂代谢途径被显著富集。该通路中的溶血磷脂酰胆碱（LysoPC）在Abx-HTG+AP小鼠血清和胰腺中显著降低。LysoPC生成限速酶--磷脂酶A2（PLA2），在Abx-HTG+AP小鼠的血清中PLA2含量较低，胰腺中Pla2g2a和Pla2g4a的mRNA水平显著下调。

接受HTG肠道菌群的小鼠血清和胰腺中LysoPC含量显著升高，血清中PLA2含量以及胰腺中Pla2g2a和Pla2g4a的mRNA水平显著升高。再次说明，HTG会积累肠道致病菌，进而损伤肠道屏障使得血清和胰腺中PLA2和LysoPC积累，加重AP胰腺炎性损伤。

肠道菌群又如何影响血清中代谢物变化呢？研究表明，内毒素是TLR4的天然配体，可激活TLR4表达，而TLR4的激活可上调PLA2含量。作者发现，在Abx-HTG+AP小鼠盲肠内容物和胰腺中内毒素含量显著降低且TLR4信号转导通路被抑制。而移植HTG小鼠肠道菌群的小鼠与Abx-HTG+AP小鼠表现出相反现象。

为进一步解析HTG通过肠道菌群调控LysoPC含量与TLR4介导的代谢通路间的关联，体外分离小鼠原代胰腺腺泡细胞暴露于LPS，发现LPS暴露导致TLR4信号通路被激活，Pla2g2a和Pla2g4a的mRNA水平、PLA2含量和LysoPC含量均显著升高。TLR4拮抗剂处理可缓解上述现象。

体内实验利用Tlr4^-/-小鼠和WT小鼠，发现移植了HTG小鼠肠道菌群的Tlr4^-/-小鼠的胰腺损伤和炎症得到缓解，胰腺中髓过氧化物酶（MPO）表达水平显著降低，肠道屏障功能增强，TLR4信号通路受到抑制，血清中PLA2含量、胰腺中Pla2g2a和Pla2g4a mRNA水平降低，血清和胰腺中LysoPC含量降低。

为进一步验证LysoPC对AP进程的影响，构建AP组和LysoPC+AP组小鼠。发现相比于AP组小鼠，LysoPC+AP小鼠胰腺损伤更重， MPO水平升高，血清脂肪酶和淀粉酶活性升高、炎症加重、肠道通透性增加。整体结果表明：LysoPC含量增加可加重AP小鼠胰腺炎性损伤。

1. 详细完善的实验论证，充分解释了HTG可通过肠道菌群加重AP胰腺炎症性损伤；

2. 借助16s rDNA和非靶代谢组详细描述了HTG如何通过肠道菌群加重AP病程。

整体文章从表型观察到机制解析十分完整，如果想开展双疾病研究的老师可用于参考。中科新生命也有成熟的双疾病肠道菌群研究方案，可联系当地销售咨询~