肝纤维化进程中胆汁酸-肠道菌群-肝脏互作网络异常的机制研究

The progress of liver fibrosis is often delitescence, the incidence and mortality rates of cirrhosis increases dramatically in our country, so it is vital to find the target in prevention and reversion of liver fibrosis. Many results revealed that secondary bile acid concentrations, such as deoxycholic acid (DCA) and lithocholic acid (LCA) and 7-α dehydroxylation bacteria were significantly lower in advanced cirrhosis, indicating the bile acids-enterohepatic circulation may involved in liver fibrosis. However the regulatory mechanism is still unknown. Our previous results showed that the bile acids profile differs in different etiologies of liver cirrhosis and bile acids treatment inhibited the hepatic stellate cells (HSCs) activation. We propose the bold hypothesis that the reduction in the ratio of secondary/primary bile acids and lower 7- α dehydroxylation bacteria can exacerbate liver fibrosis by increasing hepatic inflammation. We hope to define the related bile acids component and specific specie of bacteria through comparing the bile acids profile and gut microbiota in cirrhosis patient with different etiologies and therapeutic effects of ursodeoxycholic acid(UDCA).

肝硬化及其并发症的治疗是消化领域的重大难题，寻找阻断纤维化进程的新靶点至关重要。研究表明肝硬化患者初级胆汁酸升高而次级胆汁酸降低，肠道含7-α脱羟酶的菌群数量减少，提示以胆汁酸为物质基础的肝肠循环参与调节肝纤维化进程，但具体机制尚不清楚。本项目组前期结果显示不同病因肝硬化患者胆汁酸谱的变化并不完全一致，且胆汁酸酸组分可抑制肝星状细胞活化。基于此，本项目提出“次级胆汁酸/初级胆汁酸比例下降联合肠道7-α脱羟酶细菌数量减少加剧肝内炎症状态从而促进肝纤维化进程”的假说。拟通过比较不同病因所致肝硬化患者的胆汁酸谱和肠道菌群构成变化及对熊去氧胆酸治疗疗效差异的分析，锁定与肝纤维化进程相关的胆汁酸组分变化和特定种属菌株，并利用体外实验和动物模型探索其发挥作用的机制，寻找阻断肝纤维化进程的潜在分子靶标。

背景：胆汁淤积性肝病的特征是胆汁酸代谢紊乱和肠道菌群构成异常，在成人中主要包括原发性胆汁性胆管炎（PBC）和原发性硬化性胆管炎（PSC）。研究证实万古霉素可降低肝病患者的ALP水平和Mayo风险评分。然而万古霉素治疗后肠道菌群的变化与PSC患者十分相似，均存在肠道菌群多样性和Clostridium属基因型XIVa群的降低。万古霉素在胆汁淤积性肝病中的作用仍需进一步探索。方法：将六周大小的C57BL/6小鼠随机分为普通饮水对照组或万古霉素组。万古霉素组小鼠喝含万古霉素（0.5g/L）的饮用水，万古霉素预处理3周后，对小鼠进行部分胆管结扎（partial bile duct ligation, pBDL）手术，并在术后14天处死。石蜡包埋肝脏组织、切片，苏木精-伊红，天狼星红和马松三色染色评估肝脏纤维化程度。HPLC-MS/MS测量血清和粪便胆汁酸谱，并通过16s rDAN测序比较两组小鼠微生物谱的变化。收集临床肝硬化患者及对照组粪便和血清标本，检测胆汁酸和菌群差异。结果: 万古霉素预处理可加剧pBDL诱发的胆汁淤积性肝病的肝纤维化程度，天狼星红和马松三色染色结果显示万古霉素组小鼠肝脏存在显着增加的中央静脉周围胶原沉积。万古霉素组小鼠肝脏内纤维化标志分子a-SMA的mRNA和蛋白水平均明显高于普通饮水组。16s测序结果显示万古霉素处理后小鼠肠道粪便微生物群α多样性降低，尤其是XIVa梭菌（胆汁酸代谢关键菌属），拟杆菌丰度显著降低，但Klebsiella的丰度升高。我们用qPCR技术检测发现肝硬化患者和万古霉素组小鼠粪便中的闪烁梭菌含量均明显下降，而肺炎克雷伯杆菌的含量则明显升高。万古霉素组小鼠肝脏和粪便中总胆汁酸均增加，初级胆汁酸显著增加而次级胆汁酸减少。FXR蛋白水平和mRNA水平在万古霉素组小鼠肝脏中降低，与之对应，胆汁酸合成代谢的关键酶-CYP8B1和CYP27A1的mRNA水平显著升高。结论：初级胆汁酸蓄积和肠道菌群异常可加速胆汁淤积性肝病的纤维化进程。万古霉素通过抑制闪烁梭菌的增殖，破坏胆汁酸在肠道中的代谢稳态，抑制FXR活性并促进肝脏胆汁合成，加重pBDL模型小鼠的胆汁酸淤积，进而促进肝纤维化进程。万古霉素作为胆汁淤积性肝病的候选药物，需要更加谨慎和更全面的安全验证。