非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是一种影响着全球约 1/4 人口的常见肝脏疾病。近些年来，在中国，随着生活方式和饮食结构的改变，NAFLD 的患病率也呈逐年上升的趋势，患病人群也更加「年轻化」，且包括不少肥胖人群和糖尿病患者。此外，NAFLD 不仅仅与肝脏健康问题相关，还与心血管疾病等其他慢性疾病风险增加高度相关，因此，对 NAFLD 的预防与治疗至关重要。然而，由于 NAFLD 的发病机制复杂，存在较大的个体异质性，目前全世界范围内尚无获批的临床治疗药物【1】。

胆汁酸（BAs）是一组胆固醇在肝细胞内经过一些列的酶反应而合成的两亲分子，进食后被释放到肠道中，进一步经过肠道菌的去结合、脱羟基化、氧化和差向异构化等作用将初级胆汁酸转化为次级胆汁酸。近些年来，越来越多的研究发现，胆汁酸可以通过与其受体结合，广泛参与调节机体的糖脂代谢，介导代谢性疾病的发生发展【2-4】。

上海交通大学医学院附属第六人民医院贾伟教授团队在前期工作中揭示，猪体内一类占比最高的非 12 羟基胆汁酸-猪胆酸类（HCA species），具有调节血糖稳态、预测糖尿病风险的潜力【5，6】。然而，其对于肝脏脂质代谢的调控，目前尚不清楚。

2023 年 8 月 16 日，上海交通大学医学院附属第六人民医院转化医学中心/上海市糖尿病重点实验室贾伟教授、郑晓皎研究员、贾伟平院士团队在 Cell Metabolism（IF = 29）杂志在线发表了题为「Hyodeoxycholic acid alleviates non-alcoholic fatty liver disease through modulating the gut-liver axis」的研究论文，揭示了猪去氧胆酸通过肠-肝轴治疗非酒精性脂肪肝的新机制，并提供了潜在的靶点与干预手段【7】。

 

临床队列与动物模型胆汁酸定量分析

【临床队列】

队列 1：178 名 NAFLD 患者和 73 名健康受试者；

队列 2：312 名肝脏脂肪变性患者和 208 名健康受试者。

对临床人群的血清胆汁酸谱分析显示，发现猪胆酸类（HCAs）/总胆酸（TBA），特别是猪去氧胆酸（HDCA），随着 NAFLD 活动度评分（NAS）的增加而逐渐降低，且与临床代谢和病理指标呈显著负相关。

【小鼠模型验证】

模型 1：高脂饮食诱导的脂肪肝小鼠模型；

模型 2：STAM 小鼠模型，模拟人 NAFLD 病程（脂肪肝、炎症细胞浸润、肝纤维化、肝癌）。

小鼠肝脏胆汁酸谱显示，在 NAFLD 进展的不同阶段，HDCA 水平都显著低于对照组。

因此，基于胆汁酸定量分析发现，NAFLD 临床患者体内 HDCA 水平显著下降，并在动物模型中得到验证（图 1）。
 

图 1. 临床队列与动物模型胆汁酸定量分析

HDCA 干预改善 NAFLD 表型

在多种 NAFLD 模型小鼠中，用 HDCA 和富含 HDCA 的猪胆粉干预。结果显示， HDCA 显著降低了肝细胞内积聚的多余脂滴和肝脏重量，改善葡萄糖耐量和胰岛素敏感性；肝脏脂质合成相关基因 Srebp1c, Acc-1, Fas 和脂滴形成相关基因 Cidea 的表达水平均显著下降。因此，回补 NAFLD 中耗竭的 HDCA 显著改善脂肪肝表型，值得进一步的机制探究（图 2）。
 

图 2. HDCA 干预改善 NAFLD 表型

HDCA 发挥作用的肝脏关键靶点

为了探究 HDCA 缓解肝脏脂质代谢的分子机制，研究人员对小鼠肝脏进行转录组测序分析，发现肝脏胆汁酸替代途径合成酶- CYP7B1 显著上调，而经典途径合成酶- CYP7A1 显著下调，表明 HDCA 的干预促使胆汁酸的合成由经典途径转向替代途径。胆汁酸替代合成途径已被证明在调节机体代谢中发挥着至关重要的作用【8】。进一步在小鼠肝脏 CYP7B1 基因敲低/敲除和过表达实验证实 CYP7B1 在缓解肝脏脂肪变性中的关键作用。因此，CYP7B1 驱动的胆汁酸替代途径是 HDCA 发挥作用的肝脏关键靶点（图 3）。
 

图 3. HDCA 发挥作用的肝脏关键靶点

HDCA 通过肠-肝轴的核心调控机制

HDCA 如何影响 CYP7B1 和 CYP7A1 酶的表达，缓解脂肪肝表型？
研究人员发现，HDCA 体外直接干预棕榈酸诱导的肝脏细胞，并不能缓解细胞脂质堆积。研究人员推测可能存在其他因素在发挥作用，考虑到多项研究已证实器官之间交流，特别是肠-肝轴在调节代谢稳态中的表现突出，因此推测 HDCA 的潜在作用靶点并非肝脏本身，而是通过肠道，进一步缓解肝脏脂肪变性。

一方面，研究人员发现 HDCA 可以显著抑制肠道 FXR 信号通路，通过下游分泌蛋白 FGF15/19 调控 CYP7A1 和 CYP7B1。

另一方面，研究人员发现 HDCA 还可以调控肠道菌群结构。通过粪菌移植明确，肠道菌群在 HDCA 治疗肝脏脂肪变性中起着关键作用。一种益生菌-狄氏副拟杆菌（Parabacteroides distasonis）在 HDCA 干预后丰度显著增高，体外实验证明 HDCA 可以直接促进 P. distasonis 的生长，通过口服 P. distasonis 单菌定植显著缓解了小鼠肝脏脂肪积累。通过 P. distasonis 体内干预和体外培养，结合代谢组学检测，研究人员发现 P. distasonis 通过产生 γ-亚麻酸发挥肝脏调控作用。通过体外细胞实验、荧光素酶报告基因等实验发现，HDCA 干预后 γ-亚麻酸激活 PPARα 通路，调控肝脏胆汁酸合成酶的表达，下调 CYP7A1 的表达。

最后，研究人员在体外验证 HDCA 通过肠道来源的分泌蛋白和代谢物作用于肝脏靶点。实验通过肠道 FXR 下游分泌蛋白 FGF19 和肠道菌群产生的代谢物 γ-亚麻酸（PPARα 激动剂）作用于原代肝细胞，证实了对肝脏 CYP7A1 和 CYP7B1 的调控作用。此外，研究人员很惊喜的发现，激活肝脏细胞的 PPARα 可以上调 FXR 的表达，这也为后续研究 FXR 的肠肝对话提供了新的方向与思路（图 4）。
 

图 4. HDCA 通过肠-肝轴的核心调控机制

小结

综上所述（图 5），该研究阐明了内源性 HDCA 通过肠（肠道菌群与肠道 FXR 信号通路）-肝脏（CYP7B1、PPARα）轴缓解肝脏脂质堆积，HDCA 改变肠道菌群提供有利于 P. distasonis 生长的微环境，产生 γ-亚麻酸并通过 PPARα 信号传导抑制肝脏 CYP7A1 经典胆汁酸合成通路，从而改善非酒精性脂肪性肝病，上述机制为代谢性疾病中多器官对话机制性研究提供了新的理论依据，同时为非酒精性脂肪性肝病的防治提供了新的治疗策略。
 

图 5. 研究小结

上海交通大学医学院附属第六人民医院贾伟教授、郑晓皎研究员以及贾伟平院士为本研究的共同通讯作者。上海交通大学医学院附属第六人民医院转化医学中心博士研究生况俊良为本文第一作者。

参考文献

1. Tsochatzis EA. Natural history of NAFLD: knowns and unknowns. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2022 Mar;19(3):151-152.

2. Jia W, Xie G, Jia W. Bile acid-microbiota crosstalk in gastrointestinal inflammation and carcinogenesis. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2018 Feb;15(2):111-128.

3. Jia W, Li Y, Cheung KCP, et al. Bile acid signaling in the regulation of whole body metabolic and immunological homeostasis. Sci China Life Sci. 2023 Jul 27.

4. Li M, Wang S, Li Y, et al. Gut microbiota-bile acid crosstalk contributes to the rebound weight gain after calorie restriction in mice. Nat Commun. 2022 Apr 19;13(1):2060.

5. Zheng X, Chen T, Zhao A, et al. Hyocholic acid species as novel biomarkers for metabolic disorders. Nat Commun. 2021 Mar 5;12(1):1487.

6. Zheng X, Chen T, Jiang R, et al. Hyocholic acid species improve glucose homeostasis through a distinct TGR5 and FXR signaling mechanism. Cell Metab. 2021 Apr 6;33(4):791-803.e7.

7. Kuang J, WangJ, Li Y. et al. Hyodeoxyholic acid alleviates non-alcoholic fatty liver disease through modulating the gut-liver axis. Cell Metab. 2023

8. Jia W, Wei M, Rajani C, et al. Targeting the alternative bile acid synthetic pathway for metabolic diseases. Protein Cell. 2021 May;12(5):411-425.

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