Hepatology：如何延缓非酒精性脂肪型肝炎？从国自然两大热点切入，科研方法一网打尽

近年来的研究表明，「线粒体」参与肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病、糖尿病、免疫性疾病等众多疾病的发生发展，已成为热点研究内容之一。此外，「肠道菌」的国自然申请项目数量也在近年来不断攀升。那么，这两大热点相结合，怎么研究出新意？

小编将给大家带来一篇来自于西班牙莱昂大学研究团队的文章解读，该研究团队证明靶向线粒体功能障碍可能通过改善肠-肝轴而延缓非酒精性脂肪型肝炎（NASH）进展。研究题为“Enhanced mitochondrial activity reshapes a gut microbiota profile that delays NASH progression”，发表在Hepatology杂志。

一、研究背景

先前研究表明，线粒体功能障碍以及氧化应激和肠道菌群的改变，能够促进 NASH的进展。此外，已有研究证明，线粒体功能和肠道菌群可能互相调控。因此，针对线粒体功能障碍可能是维持正常肠-肝轴的防火墙，从而延缓甚至阻止NASH 进展。

MCJ，甲基化控制的J蛋白，是一种线粒体蛋白，它与线粒体电子传递链复合物I的功能相关并抑制其功能。有研究报道，缺乏MCJ会干扰溃疡性结肠炎期间宿主线粒体和肠道菌群之间的相互调控，从而影响疾病的严重程度。因此，MCJ基因敲除小鼠是研究肝线粒体对肠道菌群失调以及NASH中肠肝轴改变的影响的可靠模型。

本研究旨在评估MCJ缺乏对NASH饮食小鼠模型的影响，考虑肠道微生物群组成的改变作为驱动力，并进一步确定在MCJ敲除（MCJ‐KO）小鼠中观察到的肝保护表型是否可以通过盲肠微生物群移植（CMT）转移到无菌（GF）小鼠。

二、研究方法

1. A模型：供体小鼠选择

将具有 C57BL/6 背景的 6 周龄野生型 (WT) 和 MCJ-KO 雄性小鼠饲养在 CIC bioGUNE 动物设施中。。动物饲喂对照饮食或含 60% kcal 脂肪的 L-氨基酸、0.1% 蛋氨酸和缺乏胆碱的高脂饮食 (CDA-HFD)，为期 6 周。从模型A的每个实验组中选择一只小鼠作为肠道微生物供体。

2. 模型B：肠道菌群移植

6周大的GF雄性C57BL/6J小鼠被饲养在莱昂大学的一个特定的无病原体动物设施中。适应期后，将100μl供体盲肠内容物单次经口胃饲对动物进行移植。根据四种不同类型的供体移植微生物群和饮食，将小鼠分为八组。

3. 样品采集

收集模型A和B的小鼠的肝脏、肠道、棕色脂肪组织和附睾白色脂肪组织(WAT)以及粪便和盲肠内容物，立即浸入液氮中，并保存在-80°C用于分析。抽血并以离心以获得血浆。

三、研究结果

在喂食CDA-HFD 6周后，小鼠的肠道通透性增加，与对照组相比，血清异硫氰酸荧光素（FITC）-葡聚糖水平增加。此外，CDA-HFD 喂养的 MCJ-KO 小鼠中 FITC-葡聚糖通透性显着降低，表明可能存在保护作用。

紧密连接蛋白分析显示，Occludin和Zonula occlusionns 1 ( Zo-1 ) 的mRNA水平也显着降低，这些结果表明缺乏MCJ的小鼠的肠道连接完整性得到改善，这可以避免细菌和微生物产物易位。总而言之，缺乏MCJ可以保护肠道屏障完整性，减少细菌产物的易位，并调节NASH中的炎症反应。

为了研究在CDA-HFD喂养的MCJ-KO小鼠中观察到的保护作用是否归因于特定的微生物组特征，因此可转移，研究人员对GF小鼠进行CMT并喂养CDA-HFD饮食3周。

根据组织学评估，CDA-HFD 饮食导致移植 GF 小鼠出现早期 NAFLD 阶段，肝脏脂肪变性增加、初期炎症和气球样变。此外，MCJ-KO 供体 CMT 后 Ccr5、Il-1β、Il-6和Tnf等促炎因子的表达显着下调。总而言之，来自 MCJ-KO 供体接受CMT 以及CDA-HFD 喂养的GF小鼠表现出 NASH 进展减缓。因此，在MCJ-KO 小鼠中观察到的肝脏保护作用可以通过肠道微生物群移植来转移。

接下来作者为了确定 MCJ-KO 供体的 CMT 对肠道屏障完整性和肠肝轴的影响，在喂食 CDA-HFD 的 GF 小鼠中进行了组织学和基因表达研究。回肠组织学分析结果显示无显着差异。而MCJ-KO 供体的 GF 小鼠中Claudin-1和Zo-1的相对表达增加，以及Nlrp3和Tlr-4肝脏 mRNA 水平降低。因此，在CMT后也观察到了MCJ缺陷抵消这些基因上调的能力，这在A模型中得到了证明。

通过分析每个供体到每个受体组 GF 小鼠的操作分类单位 (OTU) 水平（相对丰度 >0.01%）的维恩图，发现在属水平上，肠道微生物群谱与 MCJ-KO 基因型相关通过 CMT 转移至喂食 CDA-HFD 的 GF 小鼠。

MCJ 缺乏可增强脂质 β 氧化，改善饮食诱导的 NAFLD 模型中的肝脂肪变性。因此，研究的目的是在 MCJ-KO 小鼠（A 模型）中确认相同的效果。研究结果发现，在CDA‐HFD喂养的MCJ‐KO小鼠中，肝脏NAD+、NADH及其比率的测量显示NAD+的可用性显著增加。进一步研究发现， MCJ-KO 小鼠肝脏中NAD +可用性的增加可通过 CMT 转移，从而增加肝脏脂肪酸氧化并降低 NAS 评分和肝内脂质积累。

四、总结 

总而言之，该研究表明，来自MCJ缺陷小鼠的特定微生物组特征及其特定的代谢能够延迟饮食诱导的 NAFLD 模型中的 NASH 进展，并且这种肝脏保护作用可以通过 CMT 转移。

目前尚无针对NASH的有效治疗方法，但是其患病率逐年上升并且严重影响患者生活，寻找有效的替代方法迫在眉睫。本研究表明缺乏MCJ 和由此改善的线粒体活性建立了一种独特的保护性微生物群，能够在激进的 NASH 瘦饮食模型中延缓疾病进展。总的来说，这些结果强调了线粒体-微生物群相互作用在 NASH 中的重要性，并指出了基于微生物群移植的治疗策略，为不同的方法铺平了道路。

来源：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10113004/