最新研究发现,慢性炎症性肠病(IBD)患者的肠道上皮细胞存在严重的能量代谢危机。德国基尔大学(Kiel University)与石勒苏益格-荷尔斯泰因大学医院(UKSH)的联合研究显示,患者的肠上皮细胞线粒体结构和功能出现显著异常,导致能量生产不足,这种代谢障碍与炎症反应形成恶性循环。
"我们首次系统性证明了IBD患者的肠上皮细胞存在特定代谢特征。"该研究通讯作者Prof. Stefan Schreiber解释道,"这些细胞不仅表现出线粒体嵴结构减少、膜电位下降等线粒体功能障碍,还出现糖酵解和氧化磷酸化代谢途径的协调失衡。"
研究团队通过多组学分析发现,炎症微环境中促炎因子IL-1β通过抑制AMPK信号通路,导致线粒体生物合成减少。这种代谢重编程使肠道上皮细胞无法维持正常的能量供应,进而影响肠粘膜屏障完整性,最终加剧肠道炎症。
更令人关注的是,患者肠道组织中发现特定代谢标记物模式:琥珀酸盐积累与α-酮戊二酸水平下降形成显著梯度差,这种代谢失衡与疾病活动指数呈正相关。代谢通量分析显示,IBD患者肠道细胞的氧化磷酸化效率下降达42%,而糖酵解速率却异常升高3.6倍。
这项发表在《Nature Metabolism》的研究为开发新型治疗策略提供了关键线索。通过补充特定代谢中间产物(如α-酮戊二酸前体)或激活AMPK通路,可能恢复肠道上皮细胞的能量稳态。研究团队已在小鼠模型中验证了靶向代谢调节的有效性,干预组小鼠的结肠炎症评分降低了58%。
"我们的发现不仅揭示了IBD的全新致病机制,更为精准治疗开辟了道路。"共同第一作者Dr. Annika Büscher强调,"通过代谢组学检测筛选合适的患者,结合线粒体功能动态监测,未来可能实现真正的个体化代谢干预。"
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