炎症介导的生物失调调节NAFLD和肥胖的进展

摘要

介绍

非酒精性脂肪肝（NAFLD）的患病率在普通人群中为20-30%，在肥胖人群中高达75-100%^1,2NAFLD被认为是代谢综合征的表现之一^三虽然大多数NAFLD患者仍无症状，但20%的患者会发展为慢性肝炎症（非酒精性脂肪性肝炎，NASH），进而导致肝硬化、门脉高压、肝细胞癌和死亡率增加^4,5,6。尽管其发病率很高，但导致NAFLD进展为NASH的因素仍不清楚，且没有任何治疗证明有效^7,8.

提出了一种“两击”机制来驱动NAFLD/NASH发病机制⁹第一个打击是肝脏脂肪变性，它与脂毒性诱导的线粒体异常密切相关，线粒体异常使肝脏对额外的促炎损伤敏感。这些第二次打击包括脂质过氧化增强和活性氧（ROS）生成增加¹⁰炎症小体是由NLR和PYHIN蛋白之一组成的细胞质多蛋白复合物，包括NLRP1、NLRP3、NLRC4和AIM2。炎症体是内源性或外源性疾病相关分子模式（PAMP）或损伤相关分子模式的传感器¹¹控制前IL-1β和前IL-18等效应性促炎细胞因子的裂解^12,13大多数DAMP触发ROS的生成，已知ROS可激活NLRP3炎性体¹⁴因此，我们假设IL-1β和IL-18的炎性体依赖性处理可能在NAFLD的进展中起重要作用。

结果

从8周龄开始，给成年小鼠喂食缺乏蛋氨酸-胆碱的饮食（MCDD）4周，可诱发人类NASH的几种特征，包括肝脂肪变性、炎症细胞浸润和最终纤维化¹⁵为了研究炎症小体在NASH进展中的作用，我们将MCDD喂入C57Bl/6重量（NCI），抗坏血酸^−/−、和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1^−/−小鼠在无纤维化的情况下诱导早期肝损伤(图1a-d,补充图1c). 与相比重量年龄和性别匹配的动物抗坏血酸^−/−和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1^−/−喂食MCDD的小鼠的特征是血清ALT和AST活性显著升高，微泡和大泡肝脂肪变性增强，免疫系统固有臂和适应性臂的多个免疫亚群在肝脏中积聚（如病理检查和流式细胞术所定义；n=7-11只小鼠/组；图1a-d;补充图1c;补充图2a). 值得注意的是，自从抗坏血酸^−/−缺乏适应性免疫细胞的小鼠(抗坏血酸^−/−;拉格牌手表^−/−)与之相比，NASH也更严重重量动物的病理学程度与抗坏血酸^−/−动物(补充图2b–d).

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图1

炎症物质缺乏小鼠NASH严重程度增加

为了诱导NASH，用MCDD喂养小鼠24天。测定小鼠血清ALT和AST活性，并测定NAFLD组织学活性评分。(a–h)单个野生型之间ALT、AST和NAFLD活性以及脂肪变性和炎症组织学评分的比较(重量)小鼠和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1^−/−(a、 b条),抗坏血酸^−/−(c、 d日),Nlrp3号机组^−/−(e、 （f）)，或18岁^−/−(g、 小时). 数据代表两个独立的实验（n=7-19只小鼠/治疗组）。误差条表示一组内样品的SEM*p≤0.05，**p≤0.01，***p≤0.001（学生t检验）。

测试是否在抗坏血酸-和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1-缺陷小鼠由IL-1β或IL-18介导，我们用IL-1受体缺陷的小鼠进行了类似的实验(伊尔1r^−/−)或IL-18(18岁^−/−).伊尔1r^−/−与对照组相比，小鼠NASH的严重程度没有任何变化重量喂食MCDD的小鼠(补充图1a-b). 相反，但与抗坏血酸^−/−和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1^−/−小鼠，MCDD-fed18岁^−/−动物表现出NASH严重程度的显著恶化(图1g–h;补充图1c).

为了评估NLRP3炎性体在NASH进展中的作用，我们用单孔Nlrp3号机组^−/−和重量动物MCDD 24天，并评估疾病进展。Nlrp3号机组^−/−与对照组相比，小鼠NASH加重重量根据血清ALT和AST水平升高以及NAFLD活性炎症评分判断小鼠(图1e–f;补充图1c). 值得注意的是，NLRP3和ASC缺陷仅限于造血区室的骨髓（BM）嵌合小鼠与重量用重量BM公司(补充图3a-f). 同样，在CD11c+髓细胞中特异表达组成活性NLRP3炎性体的敲除小鼠(Nlrp3KI公司;CD11c公司⁺-Cre）或肝细胞(Nlrp3KI公司;白蛋白核心）¹⁶与对照组相比，MCDD诱导的NASH严重程度无显著差异重量老鼠(补充图3g–l). 这些结果表明，除肝细胞或髓细胞外，其他细胞中炎症小体功能的异常是炎症小体缺乏小鼠疾病进展加剧的关键决定因素。

我们最近发现，炎症小体是结肠微生物群的稳态传感器和调节器，两种炎症小体NLRP6的成分缺乏¹⁷和NLRP3（未发表），两者都包括ASC、胱天蛋白酶-1，并涉及IL-18，但不涉及IL-1R，导致改变的可传播、致大肠杆菌的肠道微生物群落的发展¹⁷这种微生物群与拟杆菌成员的代表性增加有关(普雷沃菌科)和细菌门TM7，以及厚壁菌门中乳杆菌属成员的代表性减少¹⁷此外，电子显微镜（EM）研究揭示了利伯库恩隐窝与具有普氏菌科形态特征的细菌的异常定殖¹⁷因此，我们试图研究炎症物质缺乏小鼠NASH严重程度的增加是否是由其改变的微生物群驱动的。引人注目的是抗坏血酸^−/−和18岁^−/−带有重量在用MCDD诱导NASH之前，动物持续4周（从4-6周龄开始），导致重量笼子[我们将称之为重量（抗坏血酸^−/−)和重量(18岁^−/−)分别在下文中]，与单身、年龄和性别匹配的人相比重量对照组（n=5-7只小鼠/基因型/住房条件）。合住重量小鼠，疾病严重程度达到与共同饲养的小鼠相当的水平抗坏血酸^−/−和18岁^−/−老鼠(图2a-h). 此外，肝脏中多种炎症细胞类型的数量显著增加重量（抗坏血酸^−/−)与相比重量老鼠(补充图2a). 在重量与共同居住的老鼠半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1^−/−,Nlrp3号机组^−/−、和Nlrp6号机组^−/−老鼠(补充图4a–f). 为了排除在我们饲养的所有小鼠中都存在异常微生物群的可能性，我们共同饲养重量具有其他NLR-缺陷小鼠菌株的小鼠，这些小鼠或是从同一来源获得抗坏血酸^−/−和Nlrp3号机组^−/−老鼠(Nlrc4号机组^−/−，第12页^−/−)，或在我们的实验室中生成(Nlrp4c公司^−/−). 这些菌株都没有表现出类似的表型(补充图4g–l). 这些结果表明，炎性体缺乏小鼠体内存在的可传播结肠炎微生物群是其NASH升高的主要原因。与此相一致的是，环丙沙星和甲硝唑联合抗生素治疗可以消除与炎性体缺乏小鼠相关微生物群相关的微生物群的结肠炎活性¹⁷，显著降低了NASH的严重程度抗坏血酸^−/−小鼠，并消除了表型向重量(抗坏血酸^−/−)动物(补充图5).

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图2

NASH严重程度增加抗坏血酸和18岁-缺陷小鼠可传播给共同饲养的野生型动物

抗坏血酸^−/−或18岁^−/−小鼠和重量小鼠被共同饲养4周，然后喂食MCDD。(a–d)谷丙转氨酶(一)、AST(b条)，NAFLD活动得分(c（c）)和肝脏H&E染色切片(d日)单孔的重量老鼠(重量),重量与共同居住的老鼠抗坏血酸^−/−(重量(抗坏血酸^−/−))、和抗坏血酸^−/−与共同居住的老鼠重量(抗坏血酸^−/−(重量)). (e–h)谷丙转氨酶(e（电子）)、AST(（f）)、NAFLD活动组织学评分(克)和肝脏H&E染色切片(小时)第页，共页重量，重量(18岁^−/)⁻、和18岁^−/−(重量）数据代表了两个独立的实验。误差条代表SEM。比例尺=200μm(d、 小时). *p≤0.05，**p≤0.01，****p≤0.001。

为了确定MCDD对肠道微生物群的影响，我们对从以下人群采集的粪便样本中针对细菌16S rRNA基因可变区2的引物产生的扩增子进行了非培养分析：重量与共同居住的老鼠抗坏血酸−/−动物[重量（抗坏血酸−/−)]，他们的抗坏血酸−/−笼子[抗坏血酸−/−（周t） ]以及单孔重量对照组在开始该饮食前1d和12d以及开始该饮食后7、14和19天（n=20只动物；8只单独饲养重量，6合-封装重量和6抗坏血酸−/−小鼠）。使用未加权UniFrac根据细菌的系统发育含量比较细菌群落的结构。结果如所示图3.表1根据“方法”中概述的标准，提供了一个区分共宿的所有藻型的列表重量(抗坏血酸−/−）来自他们的单身重量相对应的人。MCDD之前，与我们之前的调查结果一致¹⁷，粪便微生物群重量(抗坏血酸−/−）小鼠采用的配置类似于抗坏血酸−/−笼子，包括普雷沃菌科(表1和图3a-c). 家庭成员的比例代表性也显著增加卟啉单胞菌科（主要在属中类副杆菌)英寸重量(抗坏血酸−/−）小鼠与单孔小鼠的比较重量对应方(图3d，e). 代表卟啉单胞菌科在这两个合住公寓中都大大增加了重量和抗坏血酸−/−小鼠（但不适用于单孔重量)当他们改用MCDD饮食时（p<0.01；t检验；图3d). 家庭成员急剧增加丹参科（厚壁菌门）在共住动物中也发生了MCDD，其水平超过群落的10%(图3f). 虽然普氏菌科合住时减少重量(抗坏血酸−/−）将小鼠置于MCDD中，其相对丰度仍显著高于单剂量组重量动物(图3c).

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图3

16S rRNA测序显示肠道微生物生态中与饮食和居住相关的变化

(一)对16S rRNA序列的未加权UniFrac距离进行主坐标分析（PCoA），根据主坐标1（PC1）上的共有状态证明聚类。(b条)与中相同地块的PCoA(一)为实验日着色。在实验的前32天（在第20天和第32天采集两个时间点），老鼠被安置在一起，并以常规饮食喂养，然后切换到MCDD（在实验的第39、46和51天采集样本）。(c–f)PCoA和科级分类群的条形图普雷沃菌科,卟啉单胞菌科,杆菌科和丹参科证明饮食和微生物群在分类表征上的依赖性差异。PCoA图包含代表单个粪便群落的球体，根据该分类单元的相对代表性进行着色（蓝色表示相对较高的水平；红色表示较低的水平）。条形图表示在常规或MCD饮食中单独或共同饲养的小鼠的平均分类表征（单窝鼠n=8重量，n=12合用抗坏血酸−/−（重量)和重量(抗坏血酸−/−）动物；）*对多个假设进行Bonferonni校正后，通过t检验，p<0.05，**p<0.01，***p<0.001。n.d.=未检测到。

综上所述，这些结果表明，在炎症缺乏MCDD治疗的小鼠中，肠道微生物群的改变可能会在易位时促进肝脏中的信号级联，导致易感动物进展为NASH。Toll样受体（TLR）在NAFLD病理生理学中起着重要作用，因为肝脏暴露于相对大量的PAMP，这些PAMP来自肠道并通过门脉循环传递^18–20因此，我们假设TLR信号介导了暴露于以下肠道微生物群的小鼠对NASH进展敏感性的增加抗坏血酸^−/−动物。Myd88（Myd88）^−/−;特里夫^−/−(抗坏血酸^−/−)小鼠缺乏所有TLR信号通路。当与抗坏血酸^−/−与对照组相比，5至9周龄的小鼠暴露于MCDD 24天后，NASH严重程度降低重量(抗坏血酸^−/−)老鼠(补充图6a–b). 为了确定哪些特异性TLR负责炎症反应，我们共同研究了Tlr4号机组-,第9天-，或Tlr5号机组-缺陷小鼠抗坏血酸^−/−动物，并如前所述用MCDD诱导NASH。类似重量老鼠，Tlr5号机组^−/−与共同居住的老鼠抗坏血酸^−/−老鼠((Tlr5号机组^−/−(抗坏血酸^−/−))与单独用药相比，肝损伤、脂肪变性和炎症的加重具有统计学意义Tlr5号机组^−/−控件(图3c;补充图6g–h)表明TLR5不会介导微生物群介导的疾病严重性恶化。相反，Tlr4号机组^−/−(抗坏血酸^−/−)和第9天^−/−(抗坏血酸^−/−)与单独饲养的小鼠相比，小鼠没有表现出疾病严重程度的常规增加Tlr4型^−/−和第9天^−/−对应方(图3a-b;补充图6c–f).

这些观察结果表明，完整的细菌或来源于肠道的细菌产物会触发TLR4和TLR9的激活，这会导致携带与炎症小体缺陷相关的结肠炎肠道微生物群（即。抗坏血酸^−/−,重量(抗坏血酸^−/−)老鼠）。对可能存在于肝脏总DNA中的16S rRNA基因进行测序、门静脉血DNA的微生物qPCR分析、完整肝脏的组织学分析以及肝匀浆的需氧和厌氧培养，均未发现任何证据表明肝组织中存在完整的细菌重量或抗坏血酸^−/−喂食MCDD的小鼠（数据未显示）。值得注意的是，结肠的透射电镜研究重量和抗坏血酸^−/−小鼠在结肠上皮细胞和位于固有层的巨噬细胞中发现了丰富的电子致密物质，提示存在一些黑色细菌物种抗坏血酸^−/−老鼠，但不在重量动物(图3e;补充图7c). 与之前的结果一致，我们没有检测到任何完整细菌的移位(图3e;补充图7c).

这些观察结果提供了以下证据：抗坏血酸^−/−老鼠(图3e;补充图7c). 如果将微生物成分而非整个生物体传播到肝脏，则应在门脉循环中检测到它们。事实上，在MCDD-fed的门脉循环中，TLR4和TLR9激动剂水平显著升高，但TLR2激动剂水平没有显著升高（通过其激活TLR报告细胞系的能力进行检测）重量(抗坏血酸^−/−)、和抗坏血酸^−/−小鼠与重量对照组（n=13-28只小鼠/组；图3d;补充图7a–b). 总之，这些结果表明了一种机制，即TLR4和TLR9激动剂通过门静脉循环从炎症小体缺陷小鼠或其共同居住的伴侣的肠道流出到肝脏，在那里它们触发TLR4和TLR9激活，进而导致NASH的进展增强。

接下来，我们探讨了微生物群诱导的TLR信号增强NASH进展的下游机制。已知促炎细胞因子，尤其是TLR信号的下游细胞因子肿瘤坏死因子（TNF）-α，在许多动物模型和人类患者中有助于肝脂肪变性进展为脂肪性肝炎，最终导致肝纤维化^21,22MCDD诱导NASH后，肝脏TnfαmRNA表达在抗坏血酸^−/−和18岁^−/−小鼠，表现出加重的疾病，但在伊尔1r^−/−老鼠，它们不会(补充图8a–c). 此外，TnfαmRNA水平在重量以前与抗坏血酸^−/−或伊尔18^−/−小鼠，然后喂食MCDD(补充图8d–e)这表明其增强表达是由导致NASH加重的微生物群元素介导的。相比之下，我们没有观察到伊尔6或Il1β肝脏中的mRNA水平抗坏血酸^−/−，第18页^−/−，或伊尔1r^−/−小鼠与重量控件(补充图8a–c). 此外，虽然MCDD是单独管理的Tnfα^−/−小鼠NASH的严重程度与单胎小鼠相当重量动物(图3f–h;补充图8f)与抗坏血酸-MCDD诱导NASH前的缺陷小鼠导致肝损伤、肝脂肪变性和炎症增加重量老鼠，但不在Tnfα^−/−老鼠(图3f–h;补充图8f). 这些结果表明，TNF-α介导了肠内可传播微生物群下游的肝毒性效应抗坏血酸^−/−老鼠。

NLRP3和NLRP6炎性体缺乏小鼠肠道菌群异常通过上皮诱导CCL5分泌诱导结肠炎症¹⁷为了测试这种结肠炎症是否影响TLR激动剂流入门脉循环和NASH进展，我们在重量和Ccl5公司^−/−单独居住或共同居住的老鼠。MCDD进料、单壳wt和Ccl5公司^−/−小鼠表现出同等程度的NASH严重程度(补充图9a–c)这表明CCL5在NAFLD/NASH的早期阶段不起作用，因为没有炎症相关的结肠炎微生物群。然而，我们记录到重量(抗坏血酸^−/−)但不是Ccl5公司^−/−(抗坏血酸^−/−)老鼠(图5a–c)这使我们得出结论，CCL5是通过与炎症缺乏小鼠同居而导致疾病恶化所必需的。此外，Ccl5公司^−/−(抗坏血酸^−/−)动物门静脉血中TLR4和TLR9激动剂的水平显著低于重量(抗坏血酸^−/−)老鼠(补充图9d–f). 总之，这些结果表明微生物群诱导的亚临床结肠炎症是TLR激动剂从肠道流入速率和NAFLD/NASH进展的决定因素。

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图5

NASH严重程度增加抗坏血酸-缺陷小鼠可传染给分贝/分贝由共同住房和CCL5诱导的肠道炎症介导

(a–c)谷丙转氨酶(一)、AST(b条)和NAFLD活动组织学评分(c（c）)第页，共页重量(抗坏血酸^−/−)和Ccl5公司^−/−(抗坏血酸^−/−)老鼠。数据代表两个独立的实验。(d–j日)分贝/分贝小鼠与重量或抗坏血酸^−/−小鼠12周。(d–f日)结肠的典型H&E染色切片(d日)，末端回肠(e（电子）)和肝脏(（f）)来自分贝/分贝(重量)和分贝/分贝(抗坏血酸^−/−)老鼠吃标准的食物。粘膜和隐窝增生（箭头所示）。肝细胞变性（箭头）。比例尺=500μm(d–e），比例尺=200μm(（f）). (g–i类)谷丙转氨酶(克)、AST(小时)和NAFLD活动得分(我)第页，共页分贝/分贝(重量)、和分贝/分贝(抗坏血酸^−/−)老鼠。(j个)T型肝炎nfα，il6、和il1βmRNA水平。误差线代表SEM。*p≤0.05，**p≤0.01，**p≥0.001。

MCDD系统是研究NAFLD向NASH进展相关炎症过程的常见模型，但它缺乏NAFLD的许多相关代谢表型，如肥胖和胰岛素抵抗²³因此，我们在该模型中的结果可能局限于生物失调对肠通透性增强患者（如IBD患者）NASH进展的影响²⁴但对于代谢综合征背景下患有NASH的大多数患者来说并非如此。为了测试炎症物质缺乏小鼠肠道微生物群的改变是否会影响NAFLD的进展速度以及与代谢综合征相关的其他特征，我们将研究扩展到了遗传性肥胖小鼠和喂食高脂肪饮食（HFD）的小鼠。

瘦素受体缺乏(分贝/分贝)动物出现多种代谢异常，包括NAFLD和肠屏障功能受损²⁵与人类疾病非常相似²⁶然而，在没有“二次打击”的情况下，未观察到明显的肝细胞损伤、炎症和纤维化²⁷.同居时分贝/分贝带有抗坏血酸^−/−(分贝/分贝(抗坏血酸^−/−))或WT小鼠(分贝/分贝(重量))为期十二周，如前所示抗坏血酸^−/−老鼠¹⁷结肠和回肠分贝/分贝(抗坏血酸^−/−)小鼠出现轻度至中度粘膜和隐窝增生(图5d–f)，在中没有看到分贝/分贝(重量)老鼠。

引人注目，合住分贝/分贝(抗坏血酸^−/−)小鼠血清中ALT和AST水平升高，表明肝细胞损伤程度增加，与对照组相比，脂肪变性和肝脏炎症评分明显加重分贝/分贝(重量)老鼠(图5g–i). 除了实质炎性渗出物外，还观察到明显退化的肝细胞和坏死的肝细胞斑片状区域，但仅在分贝/分贝(抗坏血酸^−/−)动物(图5f). 此外，在中央区和肝实质中可以看到一些充血区域，这些特征类似于骨盆肝，这种情况在包括感染在内的各种病理环境中都可以观察到（数据未显示）。根据MCDD结果，肝脏TnfαmRNA水平在居室中显著升高分贝/分贝(抗坏血酸^−/−)老鼠比在分贝/分贝(重量)动物(图5j). 同样，在肝脏中也没有观察到显著差异伊尔6或Il1βmRNA水平(图5j).

有趣的是，分贝/分贝(抗坏血酸^−/−)与对照组相比，小鼠体重增加显著增加分贝/分贝(重量)共同居住12周后(图6a)这表明炎症相关肠道微生物群可能加剧与代谢综合征相关的其他过程，如肥胖。为了解决这种可能性，我们监测了体重、，重量(抗坏血酸^−/−)、和抗坏血酸^−/−小鼠喂食高脂肪饮食（HFD）12周。引人注目的是，抗坏血酸^−/−小鼠体重增加更快，肝脏脂肪变性增强(图6b–c;补充图11f).抗坏血酸^−/−与单小时体重匹配的小鼠相比，小鼠的空腹血糖和胰岛素水平升高，糖耐量降低重量老鼠(图6d–f). 有趣的是，重量(抗坏血酸^−/−)小鼠体重增加和脂肪变性的增加率与单胎小鼠相同重量对照组，尽管他们在葡萄糖稳态方面没有明显改变(图6d–f). 然而，抗生素治疗（环丙沙星和甲硝唑）消除了所有这些影响，包括体重增加率的改变、葡萄糖不耐受和空腹血浆胰岛素水平的改变抗坏血酸^−/−小鼠与重量老鼠(图6g–j). 这些代谢参数的改变不是由抗生素治疗组和未治疗组之间的喂养行为变化引起的（数据未显示）。这些结果表明，不同水平的微生物群介导的代谢综合征各种表现的调节：即，一些特征（肥胖、脂肪变性）是明显的，并可通过共同住房传播，而另一些特征（血糖控制）受微生物群改变的影响，但不易通过共同住房转移。此外，我们对抗坏血酸−/−和重量在转为HFD治疗4周之前，接受或不接受环丙沙星和甲硝唑治疗的动物（4周）。我们还观察到卟啉单胞菌科在里面抗坏血酸^−/−与相比重量在没有抗生素的情况下，HFD第八周的小鼠（p=0.052）。重要的是，分析表明普雷沃菌科和卟啉单胞菌科，两个家族级分类群，在抗生素治疗8周后检测不到(补充图12a–c;表2).

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图6

抗坏血酸-缺乏HFD的小鼠肥胖加剧，血糖控制丧失

(一)的重量分贝/分贝(重量）或(分贝/分贝(抗坏血酸^−/−)3周龄和12周共同居住时。(b–f)抗坏血酸^−/−和重量小鼠被共同饲养4周，然后喂食HFD。(b条)体重。(c（c）)NAFLD组织学活动评分。(d–e日)HFD 11周后空腹血糖和胰岛素。(（f）)12周HFD后的IPGTT。(g–j)在HFD喂养12周之前，小鼠未经治疗或口服抗生素治疗3周。(克)体重。（h–i）HFD治疗8周后空腹血糖和胰岛素水平。(j个)HFD 10周后进行IPGTT。误差线代表SEM。*p≤0.05，**p≤0.01，**p≥0.001。

评估这些代谢异常是否与抗坏血酸^−/−我们对小鼠进行了类似的实验Nlrc4号机组^−/−老鼠。这些小鼠的体重增长率与单胎小鼠相同，并且糖耐量表型与单胎鼠相似重量小鼠，确认表型的特异性(补充图10a–d). 16S rRNA分析显示卟啉单胞菌科在里面Nlrc4号机组−/−小鼠与重量老鼠(表3). 这些结果表明：（i）与炎性体缺陷小鼠的失调相关的一些代谢异常可以从一个小鼠水平转移到另一个小鼠，（ii）炎性体缺乏小鼠的肠道微生物群对NAFLD进展和葡萄糖稳态产生负面影响，以及（iii）微生物群的结构变化，涉及过度任职卟啉单胞菌科结合其他分类群的改变，很可能需要产生这些宿主表型。

讨论

本文的结果提供了证据，表明通过多种炎症组分调节肠道微生物群是NAFLD/NASH进展以及代谢综合征其他多方面（如体重增加和葡萄糖稳态）的关键决定因素。我们的结果证明了两个传感蛋白家族，即NLR和TLR在形成代谢事件中的复杂协同作用。在肠道内，宿主相关因素的结合，如遗传性炎症小体缺乏相关的失调，导致细菌产物在门脉循环中异常积聚。肝脏是一个“第一次通过”的器官，因此暴露于门脉系统产物（如PAMP）的最高浓度下，预计最容易受到其影响，特别是当受到亚临床病理学（如肝细胞中的脂质积聚）的预先调节时。事实上，在我们的模型中，TLR激动剂的积累足以推动NAFLD/NASH的进展，即使在基因完整的动物中也是如此。

这一由肠道微生物生态变化驱动的“肠道-生命轴”可能为一些长期存在但尚未被理解的临床联系提供了解释。一个例子是炎症性肠病患者发生原发性硬化性胆管炎（PSC），尤其是结肠沿线炎症患者。腹腔疾病是另一种肠道通透性增加的炎症性疾病，与多种肝脏疾病相关，从无症状的转氨酶血症（NAFLD）到原发性胆汁性肝硬化（PBC）。在完全发展的肝硬化中，与高死亡率相关的并发症，如门脉高压、静脉曲张破裂出血、自发性细菌性腹膜炎和脑病，都是由细菌或细菌成分的易位引发的，这是微生物群之间相互作用的重要性的另一个重要例子，免疫反应与肝脏病理²⁸.

最近的报告表明炎症小体功能在代谢综合征的多种表现中起着复杂的作用。IL-1β的激活，主要通过NLRP3炎性体的裂解，促进胰岛素抵抗^29,30动脉粥样硬化斑块形成³¹和β细胞死亡^32,33此外，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1的激活似乎将脂肪细胞导向胰岛素抵抗更强的表型³⁴相反，18岁-缺陷小鼠容易发展成肥胖、吞咽过度和胰岛素抵抗³⁵这些差异很可能反映了不同代谢过程、组织和小鼠模型中多种炎症小体成分的分级贡献。与之前的研究一致，我们发现肥胖和胰岛素抵抗在18岁-喂食HFD的缺陷小鼠（数据未显示）。然而，与之前的两份报告相比^30,34，我们展示了抗坏血酸^−/−当喂食HFD时，小鼠容易发生肥胖诱导、肝脂肪变性以及葡萄糖稳态受损。我们建议，与多种炎症小体缺陷相关的肠道微生物群落的改变可以解释这些差异，并且应将其添加到影响易感人群代谢综合征表现和进展的主要环境/宿主因素列表中。

显著扩展了卟啉单胞菌科在中找到抗坏血酸−/−和wt（抗坏血酸^−/−)在给予MCDD和HFD后，通过抗生素治疗将其废除。有趣的是，卟啉单胞菌家族的一个成员与小鼠和人类代谢综合征的几个组成部分有关，包括动脉粥样硬化和糖尿病^36,37此外，该分类群的扩大与慢性肝病的并发症密切相关³⁶需要更多的工作来进一步阐明我们工作中发现的建议分类群与人类NAFLD/NASH的发病机制和进展以及代谢综合征的其他特征的相关性。解释与此处所述机制相似或不同的机制，可能与卟啉单胞菌科扩大代谢综合征的发展趋势对该领域具有重要意义。

方法总结

对6至8周龄雄性小鼠进行24天的蛋氨酸-胆碱缺乏饮食喂养。8至10周龄雄性小鼠随意喂食高脂肪饮食（HFD）。这种饮食由60%的脂肪热量组成，为期10-12周。前面描述了肝脏、回肠末端和结肠的标准组织学¹⁷用0.5mg/ml胶原酶IV消化肝脏，用流式细胞仪分析肝组织中免疫细胞的存在。摄入HFD后10-12周进行葡萄糖耐量试验，小鼠禁食过夜（~14 h），并腹腔注射D-葡萄糖。如前所述进行透射电子显微镜检查¹⁷数据表示为平均值±SEM。差异通过Student t检验或方差分析以及多组比较的事后分析进行分析。p值≤0.05被认为是显著的。

方法

补充材料

致谢

脚注

工具书类