2016-10-08
众所周知，脂肪肝是当今社会人类健康面临的一个巨大挑战。在人和大多数动物中，非酒精性脂肪肝（NAFLD）会逐渐发展为脂肪性肝炎、肝纤维化及肝硬化。对鹅而言，通过短期高能量饲料填喂，肝脏重量可以增加6-10倍，但不出现任何病理表现，说明鹅在代谢调节和机体免疫上具有独特的能力。尽管如此，这方面的研究较少，其分子机制尚不明确。
该研究分别在不同的时间点采集过量饲喂组（T）和正常饲喂组（C）的鹅肝脏样品，进行转录组测序和miRNA测序。结果显示，过量饲喂7、14和19天后分别检测到458、875、1733个差异基因（DEGs）和30、48、151个差异miRNA（DEMs）。差异基因所富集的功能通路主要集中于碳、脂肪和氨基酸代谢、细胞生长与死亡和免疫疾病。差异miRNA靶基因预测结果显示，其调控的靶基因所富集的通路与转录组研究结果相一致。
另外，研究对两组鹅的肠道内容物进行宏基因组测序。发现过量饲喂19天和89天后，过量饲喂组和正常组在不同肠段（十二指肠、空肠、回肠、盲肠）的肠道菌群丰度有显著差异（P<0.05）。过量饲喂组鹅的十二指肠中，乳酸杆菌属（Lactobacillus），肠球菌属（Enterococcus），巴斯德菌属（Pasteurella）和盐单胞菌属（Halomonas）的丰度，明显高于正常组，表明过量饲喂后，各个区段的肠道菌群都发生了显著改变。
进一步，研究将转录组和肠道微生物宏基因组测序结果进行了整合分析。结果显示，过量饲喂显著地影响到肝脏转录组和肠道菌群宏基因组共同的代谢途径，表明在一系列的信号通路中，肠道菌群的代谢产物在肝脏对过量饲喂的应答中起到协同作用。例如，过量饲喂的鹅肠道中乳酸杆菌的量会激增，其产生的乳酸通过细胞吸收影响补体系统通路中基因的表达，尤其是三种关键补体C3、C4、C5的基因表达被抑制。然而，上述协同作用在不同肠段的表现各不相同。例如，十二指肠同其他肠段相比，其菌群与肝脏转录组共享的信号通路更多，表明与代谢途径的关联更为密切。同时，KEGG通路分析还发现，某些已知明确功能的肠道微生物参与了对肝脏转录组的变化，例如具有脂质代谢功能的乳酸杆菌属（Lactobacillus）和双歧杆菌属（Bifidobacterium）等，都与肝脏一起参与到脂肪酸的代谢途径中。体外实验也进一步证明，乳酸通过HNF1α/C5途径，抑制了促炎因子TNFα在肝脏中的表达。
本研究由扬州大学龚道清教授课题组、上海交通大学等单位共同合作完成。文章于2016年8月23日在线发表在《Nature》旗下《Scientific Reports》（影响因子5.578）。该研究的高通量测序和数据分析工作由上海派森诺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).
