近日，《Cell》上一篇題為Gut symbionts alleviate MASH through a secondary bile acid biosynthetic pathway^[1]的研究論文顯示，基于點(diǎn)擊化學(xué)的富集策略發(fā)現(xiàn)了全新的微生物衍生的膽汁酸（3-sucCA），并通過體外細(xì)菌篩選、鑒定、培養(yǎng)和健康/患病的SPF小鼠、無菌小鼠（Germ Free）菌株體內(nèi)定殖實(shí)驗(yàn)證實(shí)：

(1) 單形擬桿菌（B.uniformis）表達(dá)的BAS-suc蛋白負(fù)責(zé)3-sucCA的生物合成；

(2) 3-sucCA通過促進(jìn)嗜黏蛋白阿克曼氏菌（A.muciniphila）的生長及相關(guān)功能來緩解代謝功能障礙相關(guān)脂肪性肝炎（MASH）。

集萃藥康無菌小鼠作為腸道菌群研究的重要工具也再次登上《Cell》雜志。

圖1 論文信息

研究人員首先基于點(diǎn)擊化學(xué)的富集策略，建立了一套菌源膽汁酸挖掘體系（圖2A），并發(fā)現(xiàn)了一系列包含?；男滦途茨懼幔▓D2B），其中3-sucCA廣泛存在于生物樣本中，并且與對(duì)照組相比，MASH患者體內(nèi)含量較低（圖2C），但無菌小鼠體內(nèi)幾乎沒有（圖2D），這說明3-sucCA的產(chǎn)生很可能和腸道菌群有關(guān)。

圖2 3-sucCA結(jié)構(gòu)及在生物樣本中的分布

研究人員接著通過分離培養(yǎng)建構(gòu)腸道菌株庫、大規(guī)模菌株篩選（圖3A）、SPF/無菌（GF）小鼠定殖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了B.uniformis在體外或體內(nèi)都存在3-sucCA合成能力（圖3B）。進(jìn)一步，研究團(tuán)隊(duì)以B.uniformis裂解液粗酶反應(yīng)為基礎(chǔ)，通過基于活性的蛋白純化與鑒定方法，基于基因編輯技術(shù)的近緣同屬菌株過表達(dá)實(shí)驗(yàn)，以及純酶體外酶促實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其中標(biāo)注為β-內(nèi)酰胺酶的蛋白A7UYF6負(fù)責(zé)3-sucCA的生物合成，并將該酶命名為“BAS-suc”（圖3C、D）。

圖3 B.uniformis通過表達(dá)BAS-suc蛋白產(chǎn)生3-sucCA

前期MAFLD病人與對(duì)照人群隊(duì)列的靶向代謝組檢測(cè)結(jié)果顯示，糞便中3-sucCA含量隨著MAFLD疾病進(jìn)程逐步降低，且與疾病相關(guān)指標(biāo)（ALT/AST等）呈顯著負(fù)相關(guān)。研究人員通過SPF/無菌（GF）小鼠實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)3-sucCA可以改善小鼠MASH表型，且其有益作用依賴于腸道菌群的存在（圖4）。多水平實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，3-sucCA可以在體內(nèi)外都促進(jìn)A. muciniphila的生長，給予其特異性“清除劑”后，3-sucCA對(duì)MASH的改善作用被逆轉(zhuǎn)。Tlr4^-/-小鼠實(shí)驗(yàn)也證明3-sucCA以LPS—LTR4通路依賴的方式改善MASH。

圖4 3-sucCA 緩解MASH的作用依賴于腸道菌群

綜上，該研究進(jìn)一步挖掘了腸道微生物的重要代謝產(chǎn)物膽汁酸，并發(fā)現(xiàn)了未被表征過的3-sucCA在MASH的發(fā)生發(fā)展中的重要作用，為“腸肝軸”的研究提供了新的見解。

近年來，隨著共生微生物研究的逐步深入，特別是腸道菌群相關(guān)研究在科研和產(chǎn)業(yè)界的高速發(fā)展，對(duì)應(yīng)用于其研究的小鼠模型的需求日益增加。集萃藥康建立了“無菌鼠及菌群研究服務(wù)平臺(tái)”，自主研發(fā)了無菌小鼠的繁育和規(guī)?；a(chǎn)體系，已獲得無菌動(dòng)物生產(chǎn)和使用雙許可證，現(xiàn)貨供應(yīng)包括無菌級(jí)ICR、BALB/c、C57BL/6J等，歡迎咨詢合作。

參考文獻(xiàn)：

[1] Nie Q, Luo X, Wang K, et, al., Gut symbionts alleviate MASH through a secondary bile acid biosynthetic pathway. Cell. 2024 Apr 17:S0092-8674(24)00350-7.