胆汁酸诱导的结肠代谢变化促进肠杆菌科扩张及其与克罗恩病(CD)菌群失调的关联研究:肠道微生态与疾病机制新发现

时间:2025年2月10日
来源:Science Signaling

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为探究胆汁酸(BAs)与肠杆菌科在肠道定植的关系,研究人员开展相关研究。发现 BAs 降低结肠线粒体呼吸,增加氧气可用性,促进肠杆菌科定植。这一发现对理解多种肠道疾病机制意义重大。

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编辑总结:克罗恩病(Crohn’s disease)与微生物群失衡以及结肠中胆汁酸(Bile acids,BAs)增加有关。Holani 等人研究了胆汁酸是否与肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的肠道定植相关,肠杆菌科是一类潜在致病细菌,在克罗恩病患者中数量经常增加。胆汁酸降低了人类结肠上皮细胞的线粒体呼吸,并促进了小鼠肠道中肠杆菌科依赖氧气的定植。对克罗恩病患者样本的分析表明,肠杆菌科的丰度与胆汁酸增加以及线粒体功能相关转录本的减少有关。因此,胆汁酸通过增加氧气可用性促进肠杆菌科在肠道的定植。——Annalisa M. VanHook
摘要:胆汁酸(BAs)会影响潜在致病共生菌的生长,包括肠杆菌科的细菌,这类细菌在炎症性肠病(inflammatory bowel disease,IBD)中常常过量存在。胆汁酸通常在回肠被重新吸收以循环利用,而在包括克罗恩病(Crohn’s disease,CD)在内的炎症性肠病患者的结肠腔中,胆汁酸含量往往会增加。在此,我们研究了胆汁酸对肠杆菌科在肠道定植的影响。我们发现,克罗恩病患者结肠黏膜中肠杆菌科的丰度增加,同时回肠中重吸收胆汁酸的转运蛋白减少。与回肠完整的患者相比,末端回肠切除患者的结肠中肠杆菌科的定植增加更为明显,这使我们推测胆汁酸促进了肠杆菌科在肠道的定植。将人类结肠上皮细胞系暴露于胆汁酸中,会降低线粒体呼吸,增加氧气可用性,并增强几种肠杆菌科成员对上皮的黏附。在一个公开的人类数据集里,黏膜中的肠杆菌科与线粒体功能相关基因的表达呈负相关。在小鼠模型中,肠道中胆汁酸可用性的增加以一种依赖细菌呼吸的方式增强了大肠杆菌(Escherichia coli)的定植。总之,我们的研究结果表明,胆汁酸降低了结肠中的线粒体呼吸,导致氧气可用性增加,从而促进肠杆菌科的定植。确定胆汁酸是宿主 - 共生菌相互作用的促进因素,这可能与多种肠道疾病相关。
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