腸道菌群代謝生成的次級膽汁酸通過作用于G蛋白偶聯受體或核受體調控宿主的代謝和免疫等生理過程。重慶醫科大學附屬第一醫院李鴻教授研究團隊近期在《Cell Reports》發表題為“Gut microbiota-mediated secondary bile acids regulate dendritic cells to attenuate autoimmune uveitis through TGR5 signaling”的研究，報道了腸道菌群相關的次級膽汁酸失調在小鼠自身免疫性葡萄膜炎（EAU）中的作用，并揭示了次級膽汁酸調控樹突狀細胞功能的信號通路，為這種疾病的發病機制和治療策略提供了新見解。其中，【中科新生命】提供了16s擴增子測序及膽汁酸靶向代謝檢測和技術支持服務。
1. EAU 小鼠的膽汁酸和腸道微生物組成均發生改變
研究表明，腸道微生物菌群的失調與多種自身免疫性疾病的發展息息相關。為了探究腸道菌群相關的膽汁酸失調在小鼠自身免疫性葡萄膜炎（EAU）中的作用，研究人員在EAU動物模型中測試了膽汁酸（BA）和腸道微生物群組成。結果發現，與對照組小鼠相比，EAU小鼠的膽汁酸和腸道微生物組成均發生改變。進一步的相關性檢測表明，膽汁酸組成改變與腸道菌群組成的變化顯著相關。該結果表明，腸道介導的膽汁酸代謝失調與EAU發生密切相關。
2. 腸道介導的次級膽汁酸減輕 EAU 病情
為了進一步驗證腸道膽汁酸影響EAU的發展，研究人員又檢測了EAU小鼠中循環膽汁酸的水平，發現EAU小鼠血清中膽汁酸減少，且糞便膽汁酸濃度與循環膽汁酸水平呈正相關。接下來，研究人員通過給EAU小鼠喂食含有脫氧膽酸（DCA）、膽酸 (CA)、石膽酸 (LCA) 或鵝去氧膽酸 (CDCA) 的各種飲食， 其中喂食含有次級膽汁酸（DCA和LCA）的EAU小鼠，樹突狀細胞（DC）、Th1和Th17細胞的百分比顯著降低，在臨床上表現出EAU病情減輕。
3. 次級膽汁酸調節 DCs 的功能
上述結果表明，次級膽汁酸抑制EAU小鼠DCs的激活。DCs 是專業的抗原呈遞細胞，成熟DCs能有效激活na?ve T細胞，處于啟動、調控、并維持免疫應答的中心環節。為了驗證次級膽汁酸調節DCs的功能并影響T細胞分化，研究人員將DCA預處理的骨髓來源的樹突細胞（BMDCs）和EAU小鼠來源的na?ve T細胞共培養，發現補充DCA可抑制DCs的激活，并減少Th1和Th17細胞的發育。
4. 次級膽汁酸通過 TGR5 信號調節 DCs 功能，抑制DCs生成NF-κB相關促炎細胞因子
膽汁酸已被證明能夠通過調節多種細胞受體的表達來調節細胞的功能，因此研究人員檢測了DCA預處理的BMDCs中膽汁酸誘導受體的mRNA表達，結果發現G蛋白偶聯受體5(TGR5)mRNA的表達顯著增加，在蛋白水平上也觀察到了類似的結果，這一發現為最新的研究結果，即TGR5作為膽汁酸激活的膜受體為某些膽汁酸的抗炎功能提供了新的證據。進一步對TGR5缺陷小鼠進行實驗，結果如預期一樣，TGR5 敲除逆轉了 DCA 對 BMDCs 抗原呈遞功能的抑制作用。
前人的研究表明，DCs中促炎細胞因子（包括 IL-1b、IL-6、TNF-a 和 IL-12p70）是由 NF-κB 途徑介導產生，而TGR5的激活可抑制NF-κB的激活。綜上，DCA能通過其受體TGR5來調控DCs功能，抑制DCs生成NF-κB相關促炎細胞因子，減輕小鼠EAU病情。
5. TGR5 信號通過 cAMP-PKA 途徑抑制 NF-κB 激活
Kawamata 等人發現激動劑結合 TGR5 導致 cAMP 的增加，從而觸發蛋白激酶 A (PKA) 的激活。cAMP-PKA 通路是否參與 TGR5 介導的 NF-κB 抑制在 DCs 中尚不清楚，隨后研究人員在EAU模型中進行了研究。DCA 處理增加了 TGR5+/+ BMDCs 中的 cAMP 水平，且TGR5 信號誘導的 NF-κB 抑制是 PKA 依賴性的，因此，次級膽汁酸可通過TGR5-cAMP-PKA通路，抑制NF-κB的活化，調節DCs功能。
6. DCA通過 TGR5 信號抑制人單核細胞衍生 DCs 的激活
上述結果表明 DCA 通過 TGR5 信號對 EAU小鼠的發展具有免疫抑制作用。研究人員進一步測試了 DCA 或 TGR5 是否參與了人類葡萄膜炎的發展，結果發現葡萄膜炎患者的單核細胞衍生DCs中TGR5表達降低，且DCA和TGR5激動劑能抑制這些DCs活化，顯著抑制了 NF-κB 通路的激活。
結論
① 實驗性自身免疫性葡萄膜炎小鼠的糞便和血清中，膽汁酸組成改變，其中次級膽汁酸減少，且與腸道菌群組成的變化相關；
② 體內和體外實驗表明，補充脫氧膽酸能通過其受體TGR5來調控樹突狀細胞功能，抑制樹突狀細胞生成NF-κB相關促炎細胞因子，減輕小鼠EAU病情；
③ 機制上，次級膽汁酸通過TGR5-cAMP-PKA通路，抑制NF-κB的活化，調節樹突狀細胞功能；
④ 葡萄膜炎患者的單核細胞衍生樹突狀細胞中TGR5表達降低，脫氧膽酸和TGR5激動劑能抑制這些樹突狀細胞活化。
【參考文獻】
Hong Li. Gut microbiota-mediated secondary bile acids regulate dendritic cells to attenuate autoimmune uveitis through TGR5 signaling[J].Cell Reports, 2021.
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