Spexin通过抑制胆固醇7-α-羟化酶（CYP7A1）的表达调控胆汁酸合成的作用机制研究

Bile acids (BAs) are major components of bile, which is essential for digestion and absorption of fats and fat-soluble vitamins. The disruption of BAs is generally considered as an aetiological factor to hepatobiliary or gastrointestinal diseases. Our preliminary study found that a novel endogenous peptide, spexin significantly reduced the levels of taurine-conjugated BAs in serum and hepatic tissues, also down-regulated the expression of hepatic cholesterol 7-alpha- hydroxylase (CYP7A1) in rats. Moreover, expressions of small heterodimer partner (SHP), c-fos and c-Jun responsible for down-regulation of CYP7A1 transcription were found remarkably elevated in spexin-injected mice. These results suggest that spexin affects BA synthesis and metabolism. To prove the hypothesis, underlying mechanism of spexin on regulation of CYP7A1 gene/protein expression and BA synthesis will be firstly investigated in vitro. Secondly, BA profiles and proteins involved in enterhepatic circulation will be investigated in mice subject to spexin treatment. Thirdly, serum index related to hepatic functions together with hepatic pathology will be evaluated in spexin-treated mice. The proposed study will clarify the physiological functions of spexin on BA modulation throughout enterohepatic circulation, which benefits understanding pathogeneses of multiple diseases with phenotypes of BA disruption.

胆汁酸是一种重要的内源性代谢物，其代谢异常导致多种肝胆胃肠疾病的发生。我们前期研究发现一种新型肽spexin能显著降低大鼠血清及肝脏中牛磺酸结合型胆汁酸的含量，并抑制胆汁酸合成酶——胆固醇7-α-羟化酶(CYP7A1)的表达。此外，spexin显著上调小鼠肝脏中SHP、c-fos和c-Jun等CYP7A1转录抑制因子的表达。由此推测，spexin很有可能通过抑制胆汁酸合成而影响胆汁酸肝肠循环。本项目将通过体外细胞模型研究spexin受体激活后CYP7A1的基因及蛋白水平的变化，并结合相关信号转导通路以及转录因子调控来探讨其机制。然后，在小鼠模型中系统检测spexin给药后胆汁酸肝肠循环的变化，以及调控胆汁酸合成、结合、重吸收和负反馈的基因的表达，并考察小鼠肝功能指标和肝脏病理变化。此研究为阐明spexin在肝肠循环中的生理功能提供有力证据，并为研究相关疾病中胆汁酸代谢紊乱机制提供理论基础。

在项目基金的支持下，我们通过在体和离体试验系统研究了spexin受体激活后胆固醇7a-羟化酶（CYP7A1）的基因及蛋白水平的变化，以及spexin对胆汁酸肝肠循环中胆汁酸的合成、结合、重吸收和负反馈的调控，并取得了很好的成果。.我们研究发现，spexin对大鼠和小鼠肝脏中CYP7A1基因的表达均有显著的抑制作用。与此同时，循环中spexin的升高可显著减少小鼠肝脏和胆囊中的胆汁酸总量。胆汁酸代谢途径主要是由肝脏内质网中CYP7A1启动后产生的结合型和非结合型胆汁酸通过胆汁释放到小肠中并在回肠中重新吸收至门静脉血循环回到肝脏，而小部分胆汁酸（约5％）进入结肠内容并随粪便排出体外。我们通过对胆汁酸肝肠循环功能基因的筛选证实spexin对胆汁酸的调控作用主要体现在抑制CYP7A1介导的胆汁酸合成通路，而并非直接通过影响肠道中的胆汁酸负反馈调节。机制研究表明，受体GALR2和GALR3均参与了spexin对胆汁酸合成的调控。具体来说，spexin可通过GALR2/GALR3受体激活MAPK/ERK1/2和MAPK/p38通路及其下游调控因子来抑制CYP7A1的表达。临床研究表明人血清中spexin与总胆汁酸和胆固醇水平呈负相关，进一步强调了生物体内spexin具有调节胆汁酸代谢的生物学功能。.同时我们也进行了一些相关拓展研究：发现了胆酸盐中的鹅去氧胆酸（CDCA）和去氧胆酸（DCA）能显著上调spexin水平，表明在体内胆汁酸异常增加的情况下，或会启动spexin的表达增加从而自我调控肝脏中胆汁酸水平。此外，也对spexin在中枢神经系统中的功能进行了探索，发现促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）通过激活AC/cAMP和MEK1/2/Erk1/2信号通路抑制小鼠海马体中spexin基因的表达。此机制或与中枢神经系统中spexin介导的焦虑反应有关。.基于本基金的资助，我们已发表学术论文8篇，其中SCI论文7篇，另有两篇正在整理数据，待发表。总体来说我们已较好的完成了该项目的预期研究目标。