2016-10-08
眾所周知，脂肪肝是當今社會人類健康面臨的一個巨大挑戰。在人和大多數動物中，非酒精性脂肪肝（NAFLD）會逐漸發展為脂肪性肝炎、肝纖維化及肝硬化。對鵝而言，通過短期高能量飼料填喂，肝臟重量可以增加6-10倍，但不出現任何病理表現，說明鵝在代謝調節和機體免疫上具有獨特的能力。盡管如此，這方面的研究較少，其分子機制尚不明確。
該研究分別在不同的時間點采集過量飼喂組（T）和正常飼喂組（C）的鵝肝臟樣品，進行轉錄組測序和miRNA測序。結果顯示，過量飼喂7、14和19天后分別檢測到458、875、1733個差異基因（DEGs）和30、48、151個差異miRNA（DEMs）。差異基因所富集的功能通路主要集中于碳、脂肪和氨基酸代謝、細胞生長與死亡和免疫疾病。差異miRNA靶基因預測結果顯示，其調控的靶基因所富集的通路與轉錄組研究結果相一致。
另外，研究對兩組鵝的腸道內容物進行宏基因組測序。發現過量飼喂19天和89天后，過量飼喂組和正常組在不同腸段（十二指腸、空腸、回腸、盲腸）的腸道菌群豐度有顯著差異（P<0.05）。過量飼喂組鵝的十二指腸中，乳酸桿菌屬（Lactobacillus），腸球菌屬（Enterococcus），巴斯德菌屬（Pasteurella）和鹽單胞菌屬（Halomonas）的豐度，明顯高于正常組，表明過量飼喂后，各個區段的腸道菌群都發生了顯著改變。
進一步，研究將轉錄組和腸道微生物宏基因組測序結果進行了整合分析。結果顯示，過量飼喂顯著地影響到肝臟轉錄組和腸道菌群宏基因組共同的代謝途徑，表明在一系列的信號通路中，腸道菌群的代謝產物在肝臟對過量飼喂的應答中起到協同作用。例如，過量飼喂的鵝腸道中乳酸桿菌的量會激增，其產生的乳酸通過細胞吸收影響補體系統通路中基因的表達，尤其是三種關鍵補體C3、C4、C5的基因表達被抑制。然而，上述協同作用在不同腸段的表現各不相同。例如，十二指腸同其他腸段相比，其菌群與肝臟轉錄組共享的信號通路更多，表明與代謝途徑的關聯更為密切。同時，KEGG通路分析還發現，某些已知明確功能的腸道微生物參與了對肝臟轉錄組的變化，例如具有脂質代謝功能的乳酸桿菌屬（Lactobacillus）和雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）等，都與肝臟一起參與到脂肪酸的代謝途徑中。體外實驗也進一步證明，乳酸通過HNF1α/C5途徑，抑制了促炎因子TNFα在肝臟中的表達。
本研究由揚州大學龔道清教授課題組、上海交通大學等單位共同合作完成。文章于2016年8月23日在線發表在《Nature》旗下《Scientific Reports》（影響因子5.578）。該研究的高通量測序和數據分析工作由上海派森諾生物科技股份有限公司完成。
原文索引：
Long Liu, Xing Zhao, Qian Wang, Xiaoxian Sun, Lili Xia, Qianqian Wang, Biao Yang, Yihui Zhang, Sean Montgomery, He Meng, Tuoyu Geng & Daoqing Gong. Prosteatotic and Protective Components in a Unique Model of Fatty Liver: Gut Microbiota and Suppressed Complement System. Scientific Reports. 6:31763; doi:10.1038/srep31713 (2016).
