乙肝病毒(HBV)感染是全球主要公共衛(wèi)生問(wèn)題之一，有超過(guò)2.5億人慢性感染HBV。而其中有超三分之一的人口集中在我國(guó)，人數(shù)接近1億人。NTCP工具細(xì)胞，特別是外源表達(dá)NTCP的肝癌細(xì)胞系如HepG2-NTCP和Huh7-NTCP，因其易操作、短周期、重現(xiàn)性佳的特點(diǎn)，在乙肝病毒(HBV)研究中扮演著至關(guān)重要的角色。這些細(xì)胞模型能夠有效模擬HBV的感染過(guò)程，為研究HBV的生命周期、宿主限制因子、病毒復(fù)制以及藥物篩選提供了一個(gè)強(qiáng)大而便捷的體外平臺(tái)。它們不僅有助于揭示HBV感染的分子機(jī)制，如DDX3作為宿主限制因子阻礙cccDNA轉(zhuǎn)錄，GPC5作為附著因子在感染入胞過(guò)程中的作用，還能通過(guò)直接與NTCP相互作用或下調(diào)NTCP表達(dá)來(lái)篩選和驗(yàn)證抗病毒藥物的活性，例如環(huán)孢菌素A及其衍生物、雷帕霉素及其衍生物等。此外，這些工具細(xì)胞還促進(jìn)了對(duì)HBV宿主特異性分子的發(fā)現(xiàn)，為發(fā)展支持HBV感染的小動(dòng)物模型提供了可能，這對(duì)于乙肝相關(guān)研究和藥物開(kāi)發(fā)具有重大意義。

基本信息

英文標(biāo)題：The mood stabilizers lithium and valproate disrupt hepatic and intestinal farnesoid X receptor signalling and increase bile synthesis in the rat

中文標(biāo)題：情緒穩(wěn)定劑鋰和丙戊酸通過(guò)干擾肝腸FXR信號(hào)通路增加大鼠膽汁合成

發(fā)表期刊：《Experimental Physiology》

影響因子：2.6

作者單位：

1.APC Microbiome Ireland, University College Cork, Cork, Ireland

2.Department of Anatomy and Neuroscience, University College Cork, Cork, Ireland

3.School of Biochemistry and Cell Biology, University College Cork, Cork, Ireland

作者信息：Thomaz F.S. Bastiaanssen, Gerard M. Moloney, John F. Cryan

研究背景

鋰(Lithium)和丙戊酸(Valproate)是臨床常用的情緒穩(wěn)定劑，但長(zhǎng)期使用常因慢性腹瀉等副作用導(dǎo)致患者停藥。膽汁酸(Bile Acids, BAs)過(guò)量進(jìn)入結(jié)腸是腹瀉的關(guān)鍵誘因，但其機(jī)制尚不明確。本研究旨在探究這兩種藥物對(duì)膽汁酸代謝的影響，重點(diǎn)關(guān)注肝腸FXR(Farnesoid X Receptor)信號(hào)通路的調(diào)控作用。FXR是膽汁酸的主要核受體，通過(guò)負(fù)反饋調(diào)節(jié)膽汁合成，但其在藥物作用下的響應(yīng)機(jī)制未被闡明。

研究方法

研究采用Sprague-Dawley大鼠模型，分為鋰組、丙戊酸組和對(duì)照組，連續(xù)給藥4周后分析肝臟、血漿和糞便中的膽汁酸水平。通過(guò)質(zhì)譜技術(shù)(LC-MS/MS)定量膽汁酸種類(lèi)，結(jié)合肝臟和回腸組織的基因表達(dá)(qRT-PCR)及蛋白質(zhì)組學(xué)(LC-MS/MS)分析關(guān)鍵酶(如Cyp7a1)和轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(如ASBT、NTCP)的變化。離體實(shí)驗(yàn)評(píng)估藥物對(duì)腸道通透性和膽汁吸收的影響，使用尤斯灌流室(Ussing chamber)測(cè)量跨膜電阻(TEER)和短鏈電流(I_sc)。此外，通過(guò)16S rRNA測(cè)序和PICRUSt2預(yù)測(cè)腸道菌群的膽汁代謝功能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖1：藥物處理組大鼠血漿膽汁酸水平升高及脂質(zhì)代謝變化

解讀：通過(guò)熱圖(Heatmap)和柱狀圖顯示，鋰和丙戊酸組血漿總膽汁酸水平較對(duì)照組升高7倍以上，其中初級(jí)膽汁酸(CA、CDCA、MCA)和次級(jí)膽汁酸(DCA、LCA)均顯著增加。甘氨酸結(jié)合型膽汁酸比例上升，而?；撬崴较陆?，提示膽汁酸結(jié)合模式改變可能與?；撬岷慕呦嚓P(guān)。此外，丙戊酸組血漿膽固醇和甘油三酯水平降低，反映脂代謝紊亂。

圖2：肝臟Cyp7a1和Cyp27a1表達(dá)上調(diào)及膽汁酸池變化

解讀：蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示，鋰和丙戊酸組肝臟Cyp7a1(膽汁酸合成限速酶)和Hmgcr(膽固醇合成酶)的蛋白表達(dá)顯著升高?；虮磉_(dá)驗(yàn)證了Cyp7a1和Cyp27a1的上調(diào)趨勢(shì)，但FXR基因未受影響。膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白Bsep和Mrp3/4表達(dá)增加，而Ntcp(膽汁酸攝取蛋白)在鋰組異常上調(diào)，提示肝細(xì)胞膽汁酸外排增強(qiáng)而攝取調(diào)控失衡。

圖3：藥物處理組糞便膽汁酸排泄增加與菌群代謝功能變化

解讀：鋰和丙戊酸組糞便總膽汁酸水平升高1.6-1.8倍，次級(jí)膽汁酸(DCA、LCA)增幅顯著。菌群功能預(yù)測(cè)顯示，兩組腸道菌群的7α-羥基類(lèi)固醇脫氫酶(7α-HSDH)活性增強(qiáng)，表明菌群通過(guò)次級(jí)膽汁酸代謝適應(yīng)膽汁酸負(fù)荷增加。糞便中甘氨酸結(jié)合型膽汁酸比例與血漿一致，但總排泄比例下降，提示腸道重吸收效率提高。

圖4：鋰和丙戊酸干擾肝臟FXR/Shp信號(hào)軸

解讀：PCA分析顯示藥物顯著改變肝臟蛋白質(zhì)組?；鹕綀D(Volcano plot)表明丙戊酸對(duì)線粒體代謝相關(guān)蛋白影響更廣泛，而鋰特異性上調(diào)膽固醇和膽汁酸合成通路。Shp基因在丙戊酸組上調(diào)，但其對(duì)Cyp7a1的抑制作用失效，提示藥物可能通過(guò)表觀遺傳或翻譯后修飾干擾Shp功能。

圖5：腸道FXR/FGF19信號(hào)軸抑制導(dǎo)致膽汁酸合成失控

解讀：離體實(shí)驗(yàn)顯示丙戊酸抑制ASBT(回腸膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)活性，而慢性處理組Asbt蛋白表達(dá)上調(diào)，可能是代償性反應(yīng)。Fgf19基因表達(dá)和血漿FGF19水平顯著下降，導(dǎo)致肝腸負(fù)反饋失效。腸道通透性實(shí)驗(yàn)(TEER、FITC-dextran滲透率)證實(shí)藥物未直接損傷腸屏障。

圖6：藥物對(duì)回腸膽汁吸收的急性抑制作用

解讀：尤斯灌流室實(shí)驗(yàn)表明，丙戊酸(10-100 mM)和ASBT抑制劑Linerixibat均抑制結(jié)合型膽汁酸的跨膜吸收，而鋰無(wú)此效應(yīng)。PCA分析顯示丙戊酸處理組與抑制劑組聚類(lèi)，驗(yàn)證其對(duì)ASBT功能的直接抑制。結(jié)合慢性處理數(shù)據(jù)，藥物通過(guò)抑制FXR/FGF19信號(hào)和ASBT功能雙重機(jī)制導(dǎo)致膽汁酸穩(wěn)態(tài)失衡。

研究結(jié)論

長(zhǎng)期使用鋰和丙戊酸通過(guò)干擾肝腸FXR信號(hào)通路導(dǎo)致膽汁酸合成持續(xù)增加：

肝臟層面：上調(diào)膽汁酸合成限速酶Cyp7a1和Cyp27a1，抑制FXR/Shp通路對(duì)膽汁合成的負(fù)反饋調(diào)節(jié)。

腸道層面：抑制FXR/FGF19信號(hào)軸，減少FGF19分泌，削弱對(duì)肝臟Cyp7a1的抑制作用。

整體效應(yīng)：血漿和糞便中總膽汁酸顯著升高，伴隨?；撬?Taurine)水平下降和甘氨酸結(jié)合型膽汁酸比例增加。

該機(jī)制與人類(lèi)原發(fā)性膽汁酸腹瀉(BAD)病理相似，為藥物相關(guān)性腹瀉提供了潛在解釋。