微生物与炎症反应在课题研究中也比较常见，微生物的代谢产物产生的影响，算是一个比较有意思的点。今天讲的这篇文章是北京大学第三附属医院的博后和两个博士生，共同发表在45.5分的Cell主刊上的文章，这篇文章讲的是微生物的胆汁酸合成与脂肪性肝炎：
其实这篇文章实际的内容并不难懂，思路也非常清晰。首先他们分析了MASH（脂肪性肝炎）与生物衍生的胆汁酸之间的关系，确定了两者之间的相关性（其实作为柯霍氏法则的验证，主要的观点，就是要确定表型和基因或在其他物质之间的关联性，不清楚柯霍氏法则的话，可以看看《科研的推理和逻辑——从实验台到咖啡桌》、《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》），这里他们找到的是3-sucCA（3-琥珀酰化胆酸），他们发现3-sucCA和MASH之间有着负相关性，也就是MALFD（代谢功能障碍相关脂肪肝病）患者的粪便和血浆中3-sucCA含量会变低：
那么既然3-sucCA对于MASH有这样的影响，3-sucCA又是怎么来的呢？因为胆汁酸一般都是微生物此生代谢产物，所以他们分析可能产生胆汁酸的微生物。从中，他们筛选出了单形拟杆菌（Bacteroides uniformis），这种拟杆菌显示出强大的3-sucCA产生活性：
他们发现单形拟杆菌的细胞裂解物，保留了将CA转化为3-sucCA的能力，该能力因煮沸或用蛋白酶K处理裂解物而丢失。也就是说单形拟杆菌内存在这样的蛋白酶，可以产生3-sucCA这样的胆汁酸，而这个蛋白肯定是一种酰基转移酶（因为给胆汁酸进行了琥珀酰修饰）。通过对单形拟杆菌的细胞裂解物中蛋白的纯化，并且对其中的酰基转移酶进行了鉴定，他们发现BAS-suc（琥珀酰胆汁酸酰基合成酶）是单形拟杆菌中关键的3-sucCA合成酶。通3-sucCA过对BAS-suc的敲除，他们验证确定了BAS-suc对于3-sucCA合成的具体功能（其实这个也是柯霍氏法则的验证，通过移除关键合成酶BAS-suc，查看3-sucCA的丰度产出，来确定其功能，不清楚柯霍氏法则的话，可以看看《科研的推理和逻辑——从实验台到咖啡桌》、《轻松的文献导读》和《列文虎克读文献》）：
接着他们继续验证了3-sucCA在MASH中产生的影响，因为之前都只是说明了两者的相关性，并不能明确具体的3-sucCA对于MASH产生什么样的影响。他们在MAFL-MASH（代谢功能障碍相关脂肪肝-脂肪性肝炎）进展的建模小鼠中，3-sucCA给药改善了肝脏脂肪变性、炎症和纤维化。有意思的是，在GF小鼠中3-sucCA给药，对MAFL-MASH进展的有益影响完全减轻，也就是说通过肠道微生物群减轻了MAFL-MASH的进展：
那具体3-sucCA影响的是哪种肠道微生物呢？他们有进行了使用3-sucCA给药后，微生物的鉴定（下图的火山图和热图大家应该都能看懂了吧，就是为了找出两组数据中，差异比较大的基因或者标志物的，在这里是分析使用3-sucCA给药后微生物的丰度差异，这个在《夏老师带你读文献》里也都介绍过了）发现，嗜黏蛋白阿克曼菌(Akkermansia muciniphila）的丰度产生了变化。后期的炎症也发现3-sucCA通过促进嗜黏蛋白阿克曼菌的扩增来缓解MAFL-MASH进展：
那么3-sucCA通过促进嗜黏蛋白阿克曼菌的扩增来缓解MAFL-MASH进展，对于细胞而言，会产生什么样的变化呢？他们发现3-sucCA对MAFL-MASH表型的有益影响，主要取决于嗜黏蛋白阿克曼菌-LPS→肠道细胞的TLR4通路（这个是和炎症密切相关的Toll样受体信号通路上的一个受体，其实和很多其他炎症相关的信号通路也有比较密切的联系，不清楚的话，可以回去翻翻《信号通路是什么鬼？》系列，复习下）。当小鼠的细胞缺失TLR4，3-sucCA带来的影响就会降低：
那么既然3-sucCA产生在MAFL-MASH进展中产生的有益影响，和单形拟杆菌密不可分，而单形拟杆菌产生3-sucCA的关键又在于BAS-suc这个合成酶。那么是否单形拟杆菌对于MAFL-MASH进展中产生的有益影响，依赖于BAS-suc呢？他们继续使用了敲除了BAS-suc的单形拟杆菌来进行验证，确定了单形拟杆菌以BAS-suc依赖性方式，减轻MAFL-MASH进展：
最后，他们分析3-sucCA的产生与临床MAFLD之间的关联，结果显示3-sucCA的产生与临床MAFLD呈负相关:
最后就形成了这样的示意图，首先是由单形拟杆菌代谢CA，通过BAS-suc形成了3-sucCA，3-sucCA通过促进嗜黏蛋白阿克曼菌的生长，调控LPS→肠道细胞的TLR4通路，从而减轻了MASH：
这篇文章整个思路都很清晰，通过筛选胆汁酸，找到了胆汁酸和MASH的联系，然后找到产生这个胆汁酸的上游微生物，并且分析获得了关键酶，从而验证出了完整的通路。好了，今天就先策到这里吧，有兴趣的话，可以看看这篇文章，祝你们心明眼亮。
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