肝脂肪变性是一种与肥胖相关的多因素疾病,可能导致人类病毒相关性非酒精性脂肪肝(NAFLD)的发展,在这种疾病中,患者通常在疾病进入晚期时开始出现症状。虽然肠道微生物组近年来在肝脏疾病的病理生理学中逐渐发展成为一个新的重要角色,其机制尚未完全阐明。

一个新的研究为首的博士Marc-Emmanuel杜马斯外科和癌症部的伦敦帝国理工学院(英国)的研究发现肠道微生物组与宿主转录组和代谢组相互作用,推动非糖尿病肥胖女性肝脏脂肪变性进展

研究人员研究了两个独立队列:61名意大利和44名西班牙非糖尿病的病态肥胖女性,她们被招募到FLORINASH研究中,病毒性肝炎阴性。通过综合多组学方法研究临床变量、粪便宏基因组、血浆和尿液代谢组以及肝脏转录组(称为分子表型组学)。临床变量确定为显著混杂因素,因此纳入统计分析,包括年龄、队列和身体质量指数。

粪便宏基因组学和分子表型学分析揭示了肠道微生物组与宿主基因表达、代谢途径和肝脏脂肪变性程度之间的关系.肝脂肪变性的宏基因组特征包括基因计数(一种微生物基因丰富度的测量)与肝脂肪变性进展和几个肝功能标志物(包括g-谷氨酰转肽酶、丙氨酸转氨酶和c反应蛋白)之间的负相关。关于肠道微生物群在这些关联中的作用,门变形菌门放线菌疣微菌门与肝脂肪变性及其他相关临床参数相关。此外,肝脂肪变性与微生物碳水化合物、脂肪和氨基酸代谢呈正相关。特别有趣的是脂多糖(LPS)和肽聚糖生物合成之间的正相关-特别是来自变形菌门-与肝脂肪变性有关,这在之前的报道中啮齿动物.总的来说,这些发现表明,微生物组成和代谢有助于病态肥胖妇女的肝功能。

肠道微生物组对肝脂肪变性现象的影响也被报道为肝脂肪变性相关尿液和血浆芳香之间的关联(AAAs,色氨酸,酪氨酸和苯丙氨酸)和支链(BCAAs,缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸)氨基酸和微生物基因丰富度低.而BCAA水平的增加之前已经确认在肥胖和胰岛素抵抗的背景下,非脂肪变性患者表现出很高的微生物基因丰富度,这与几种肠道衍生的微生物代谢物显著相关。

基于这些发现,从3级肝脂肪变性患者的粪便转移到小鼠,导致肝脏脂质积累和代谢表型增加,包括肝脏甘油三酯、循环BCAAs和三甲胺n -氧化物(TMAO)增加。这些发现表明,人类粪便微生物群在肝脂肪变性的触发中具有因果作用,这可能有助于肝脏共病。

苯乙酸(PAA) -一种芳香族氨基酸代谢的微生物产物-显示出与脂肪变性和低微生物基因丰富度最强的正相关性,研究人员试图研究其影响肝脏脂肪变性现象的潜力。在人肝细胞和小鼠原代培养物上的粪便微生物移植和PAA的慢性治疗均导致脂质积累增加,参与脂肪变性的基因(如脂蛋白脂肪酶和脂肪酸合酶基因)的表达,并增加BCAA的利用。

最后,该研究量化了肠道微生物组、临床表型、肝脏转录组和尿液和血浆代谢组之间的相互干扰程度。宏基因组学和现象学数据之间有很强的相关性,而尿代谢组和临床参数显示较弱的相关性。据研究人员称,一个使用宏基因组学、转录组学和代谢组学数据的预测模型可能为预测肝脏脂肪变性提供更可靠的信号。

总之,这项研究为肠道宏基因组和宿主分子表型数据之间相互作用的贡献提供了一个深入的图像,作为一种识别不同程度肝脏脂肪变性患者亚组的方法。结果显示存在一种与肝脂肪变性和低微生物基因丰富度相关的代谢表型,BCAA、AAA和微生物代谢物水平升高与肝功能改变有关.根据研究人员在新闻稿这些发现为利用代谢组学在肝损伤发生前检测肝脂肪变性提供了一种潜在的方法,而目前的血液检测和超声扫描只有在肝损伤发生时才检测到这种情况。

参考:

王志强,王志强,王志强,等。非糖尿病肥胖女性肝脂肪变性的分子表型和宏基因组学研究Nat地中海.2018;doi: 10.1038 / s41591 - 018 - 0061 - 3。