肠道菌群介导的胆汁酸代谢:肠道免疫的关键调控者
肠道菌群介导的胆汁酸代谢:肠道免疫的关键调控者
胆汁酸是胆固醇在肝脏经细胞色素P450酶系代谢生成的一类甾体化合物,分为初级和次级两类。初级胆汁酸(如胆酸CA、鹅脱氧胆酸CDCA)由肝细胞合成,经甘氨酸或牛磺酸 conjugation后储存于胆囊,进食后分泌至肠道。在肠道菌群作用下,初级胆汁酸通过去结合、7α-脱羟基等反应转化为次级胆汁酸(如脱氧胆酸DCA、石胆酸LCA),其中梭菌属、拟杆菌属等细菌发挥关键作用。胆汁酸的肠肝循环是维持代谢平衡的核心机制:约95%的胆汁酸在回肠通过顶端钠依赖性转运体(ASBT)重吸收,经门静脉返回肝脏,完成每日4-12次的循环。这一过程不仅促进脂肪消化吸收,更通过信号传导调控全身代谢与免疫功能。
肠道菌群与胆汁酸存在动态互作。一方面,菌群通过胆汁盐水解酶(BSH)等酶系改造胆汁酸结构,如将CA转化为DCA,增强其疏水性和信号活性;另一方面,胆汁酸可通过破坏细菌细胞膜、螯合金属离子等方式调控菌群组成。近年发现的微生物共轭胆汁酸(MCBAs)是这一互作的新亮点。由肠道菌群合成的MCBAs(如苯丙氨酸结合胆酸)可通过更强的FXR激动活性调节免疫细胞功能,其在肥胖和炎症性肠病患者中水平异常升高,提示与疾病进展密切相关。
胆汁酸通过核受体(FXR、PXR)和G蛋白偶联受体(TGR5)调控肠道免疫: (1)肠道屏障维护:CDCA可上调紧密连接蛋白(ZO-1、Occludin)表达,增强上皮屏障完整性;牛磺熊去氧胆酸(TUDCA)通过TGR5信号增加杯状细胞数量,促进黏液分泌。(2)免疫细胞调控:次级胆汁酸LCA通过TGR5-cAMP-PKA通路抑制NLRP3炎症小体激活,减少IL-6等促炎因子释放;3-氧代LCA可抑制Th17细胞分化,而isoDCA则促进调节性T细胞(Treg)生成,维持免疫平衡。(3)炎症反应调节:FXR激活可抑制NF-κB通路,减少肠道炎症;VDR受体在结合胆汁酸后,可通过抑制Th1型细胞因子分泌缓解肠道损伤。
当肠道菌群-胆汁酸轴失衡时,多种疾病风险显著增加:(1)代谢疾病:高脂饮食导致肠道菌群紊乱,次级胆汁酸比例升高,通过FXR-FGF15通路促进脂质吸收,诱发非酒精性脂肪肝(NAFLD)。(2)炎症性肠病(IBD):IBD患者粪便中初级胆汁酸(如CA)积累,次级胆汁酸(如LCA)减少,伴随肠道菌群多样性下降,加剧肠黏膜损伤。(3)艰难梭菌感染:抗生素滥用破坏肠道菌群,次级胆汁酸生成减少,导致艰难梭菌孢子萌发和毒素释放,诱发严重肠炎。
基于上述机制,新型治疗手段不断涌现:(1)粪菌移植(FMT):通过恢复肠道菌群多样性,调节胆汁酸代谢,已在难治性艰难梭菌感染中展现疗效。(2)益生菌干预:Christensenella minuta等菌株可通过生成酰化次级胆汁酸,抑制肠道FXR活性,改善代谢紊乱;双歧杆菌通过增强BSH活性,调节胆汁酸池组成。(3)胆汁酸衍生物:奥贝胆酸(OCA,FXR激动剂)可改善原发性胆汁性胆管炎,而UDCA通过抑制炎症反应缓解溃疡性结肠炎。
参考文献:He Y, Shaoyong W, Chen Y, Li M, Gan Y, Sun L, Liu Y, Wang Y, Jin M. The functions of gut microbiota-mediated bile acid metabolism in intestinal immunity. J Adv Res. 2025 May 10:S2090-1232(25)00307-8. doi: 10.1016/j.jare.2025.05.015IF: 13.0 Q1 . Epub ahead of print. PMID: 40354934IF: 13.0 Q1 .
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