肠道微生物群的代谢物:其在炎症性肠病中铁死亡的作用The metabolites of gut microbiota: their role in ferroptosis in inflammatory bowel disease - Microbiome Medicine

环球医讯 / 硒与微生态来源:microbiomemedicine.com美国 - 英语2026-01-24 09:38:42 - 阅读时长4分钟 - 1645字
本综述深入探讨了肠道微生物群代谢物如何通过调节铁死亡途径影响炎症性肠病的发展,特别聚焦于短链脂肪酸、色氨酸衍生产物和胆汁酸三类关键代谢物的作用机制,揭示了微生物-宿主相互作用在肠上皮损伤与修复中的关键角色,并为开发基于微生物代谢物的IBD新型诊断标志物和治疗策略提供了重要理论依据,对理解炎症性肠病病理生理学和推进精准医疗具有显著临床价值。
肠道微生物群代谢物炎症性肠病铁死亡短链脂肪酸色氨酸代谢胆汁酸肠上皮损伤GPX4SystemXc−Nrf2/HO-1生物标志物治疗杠杆
肠道微生物群的代谢物:其在炎症性肠病中铁死亡的作用

本综述回顾内容

本综述探讨了肠道微生物衍生的代谢物如何影响炎症性肠病(IBD)中的铁死亡途径,旨在解释微生物-宿主化学反应如何加剧或缓解克罗恩病和溃疡性结肠炎中的上皮损伤。作者重点讨论了在IBD中发生变化且可能调节肠上皮细胞铁死亡的三类代谢物:短链脂肪酸(SCFAs)、色氨酸衍生的吲哚及相关产物,以及胆汁酸。

研究对象与方法

该文章综合了来自IBD患者的临床观察证据(包括粪便代谢物的差异和推断的微生物变化)以及来自细胞和动物结肠炎模型中测量铁死亡特征(如肠上皮细胞中的铁积累、谷胱甘肽耗竭、GPX4抑制和脂质过氧化)的机制研究证据。它还借鉴了微生物群靶向干预的研究,将微生物生态与铁死亡相关炎症联系起来。

最重要研究发现

该综述将IBD活动与由氧化应激、铁处理和脂质过氧化驱动的易铁死亡肠道环境联系起来,并认为微生物代谢物可以通过汇聚于System Xc− (SLC7A11)、GPX4和Nrf2/HO-1信号通路的途径,将这种平衡推向损伤或保护。作为与特征数据库相关的重大微生物关联,文章强调IBD通常表现为SCFAs水平较低和丁酸相关分类群减少,包括毛螺菌科(Lachnospiraceae)和普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)减少,以及据报道同型罗斯伯里氏菌(Roseburia hominis)减少,这些模式与较弱的屏障支持和较少的抗炎张力一致。文章还描述了活动性IBD中的胆汁酸重塑——结合胆汁酸升高而次级胆汁酸降低——并强调次级胆汁酸如石胆酸(LCA)和脱氧胆酸(DCA)可以通过FXR/TGR5信号传导影响炎症和铁死亡,而过量的DCA可促进铁驱动的上皮铁死亡和炎症小体激活。最后,该综述将改变的色氨酸代谢与减少的微生物衍生AhR配体和受损的屏障修复联系起来,同时提出犀草素(kynurenine)和其他色氨酸产物可以通过降低活性氧和限制脂质过氧化来对抗铁死亡。

本综述的重大意义

对于临床医生来说,关键意义在于铁死亡不仅仅是IBD中的细胞死亡标签;它是一个微生物代谢物敏感的损伤程序,肠道微生物组可以调节它,这使得微生物代谢物及其上游微生物生产者成为可能的生物标志物和治疗杠杆。该综述支持一个实用框架:恢复SCFA相关功能(屏障支持、抗炎信号传导、线粒体弹性)、正常化胆汁酸信号传导(FXR/TGR5平衡和次级胆汁酸恢复),以及重建色氨酸-AhR配体活性,以减少上皮氧化应激和铁死亡压力。它还警告说,微生物群导向疗法(抗生素、益生菌、益生元和粪便微生物群移植)可能通过改变这些代谢物池来帮助,但患者间的变异性以及从机制到临床转化的不完整性仍然限制了今天的精准使用。

专业术语解释

铁死亡

铁死亡将代谢与疾病联系起来,因为它依赖于铁处理和膜脂质化学。肿瘤、神经退行性疾病和器官损伤模型通常通过改变胱氨酸摄取、谷胱甘肽水平、GPX4活性以及FSP1-CoQ10等替代抗氧化途径来改变铁死亡敏感性。

克罗恩病

克罗恩病是一种胃肠道的慢性炎症性疾病,可引起广泛的症状,包括腹痛、腹泻和疲劳。该疾病的确切病因尚不清楚,但据信是由遗传易感性和环境因素共同作用的结果。尽管目前尚无治愈方法,但医学研究的持续进展不断改善了受克罗恩病影响者的生活管理和生活质量。

短链脂肪酸(SCFAs)

短链脂肪酸是微生物衍生的代谢物,调节上皮完整性、免疫信号传导和微生物生态。它们的产生模式和机制作用在微生物组特征中提供了重要的功能标记,并支持对各种临床条件下微生物群靶向干预、微生物组代谢活动和系统级微生物变化的解释。

谷胱甘肽

谷胱甘肽是人体最重要的细胞内抗氧化剂,在免疫系统中发挥着远超中和氧化应激的广泛作用。作为营养免疫中的关键参与者,谷胱甘肽有助于调节宿主与病原体之间的营养竞争,确保病原体被剥夺对其生存至关重要的必需营养素,如半胱氨酸。通过参与氧化还原信号传导、细胞因子产生和免疫细胞激活,谷胱甘肽促进了免疫弹性,特别是在营养有限的条件下。

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