原發性硬化性膽管炎(PSC)是一種免疫介導的膽汁淤積性肝病,目前尚無有效藥物治療,約有70%的PSC患者同時罹患炎癥性腸?。↖BD),提示腸肝共病。目前,已有大量研究證實,TH17細胞及其分泌的IL-17A是PSC和IBD共同的關鍵致病因素:患者體內TH17比例升高,可轉分化為更具破壞力的“TH17”,從而加劇腸黏膜屏障損傷與炎癥。24-去甲熊去氧膽酸(NorUDCA)是一種已進入III期臨床的新型膽汁酸,已在PSC患者中顯示改善膽汁淤積的療效;在之前的研究中,發現NorUDCA可以通過抑制mTORC1信號重塑CD8?T細胞代謝??紤]到mTORC1也是TH17分化與功能的核心調控節點,作者推測NorUDCA可能具有調節TH17致病性并緩解腸道炎癥的潛力?;诖耍瑏碜跃S也納醫科大學等單位的研究人員在Gut期刊上發表了一篇題為“24-Nor-ursodeoxycholic acid improves intestinal inflammation by targeting TH17 pathogenicity and transdifferentiation”的研究論文,圍繞“NorUDCA通過調控TH17細胞致病性及轉分化改善腸道炎癥”的核心命題,采用“體內模型驗證→機制解析→轉化驗證”的技術路線,系統探究了NorUDCA的作用及分子機制。

技術路線圖

研究結果
1、體內表型觀察
體內表型觀察通過CD4+初始T細胞過繼轉移模型開展。研究將CD4+初始T細胞轉移到Rag2?/?小鼠,分“標準飼料組”和“0.5% NorUDCA”飼料組,8周后做檢測。檢測結果顯示,NorUDCA組的血清膽汁酸升高,mLN、脾臟縮小,結腸更長;腸道白細胞浸潤減少,結構和黏液屏障保留;腸道及淋巴器官中TH17頻率降低、Treg升高,但Treg絕對數不變;TH17的RORγt和CCR6表達未受影響。表明NorUDCA可通過調節TH17和Treg比例減輕腸道炎癥,這個過程不影響TH17分化或遷移。

圖1. NorUDCA在CD4+初始T細胞過繼轉移模型中降低多組織TH17頻率并富集Treg
2、細胞轉分化機制研究
細胞轉分化部分通過兩個模型探究NorUDCA對TH17細胞命運的調控。首先是αCD3誘導的IL-17A命運映射小鼠模型(IL-17ACreR26R-eYFP),腹腔注射αCD3后,小鼠分食“標準飼料”或“NorUDCA飼料”,100小時后檢測。檢測結果顯示,NorUDCA減輕腸道水腫和淋巴細胞浸潤,降低效應TH17(IL-17A+eYFP+)及總eYFP+細胞頻率,減少致病性TH1樣TH17(IL-17A+IFN-γ+)生成,同時提高Tr1細胞(CD49b+Lag3+)和Treg比例,eYFP+細胞IL-10表達增加。且NorUDCA誘導的Treg源自exTH17細胞和未表達IL-17A的CD4+T細胞,eYFP+細胞mTORC1活性(p-RPS6)受抑。
另一個是DEREG小鼠Treg消融模型,αCD3刺激后注射白喉毒素耗竭Treg,發現NorUDCA對TH17的抑制作用減弱,體重丟失更嚴重。綜上,NorUDCA可抑制TH17向致病性表型轉分化,促進其向抗炎性Treg/Tr1轉化,且Treg誘導是其抗炎的關鍵機制。

圖2. 在αCD3模型中,NorUDCA靶向體內TH17致病性及轉分化

圖3. Treg誘導是NorUDCA在體內限制TH17致病性的關鍵
3、代謝通路解析
代謝通路解析部分以體外致病性TH17(pTH17)分化體系為核心模型,深入探究NorUDCA通過代謝調控影響細胞命運的分子機制。實驗以小鼠CD4+初始T細胞為起始材料,在體外誘導其分化為pTH17細胞,設置NorUDCA處理組與對照組,結合多組學、靶向代謝組學、代謝物檢測及功能驗證實驗展開分析。
結果顯示,NorUDCA主要通過靶向“谷氨酰胺-mTORC1-糖酵解”軸調控細胞命運:其一,抑制谷氨酰胺代謝,下調谷氨酰胺酶Gls2的表達,減少谷氨酰胺向谷氨酸的轉化及α-酮戊二酸的生成,而谷氨酰胺轉運體ASCT2的表達未受影響,說明其主要作用于代謝過程而非攝取環節;其二,抑制mTORC1活性,通過降低下游靶蛋白磷酸化RPS6的水平,減弱該信號通路的激活;其三,抑制糖酵解,下調糖酵解關鍵調控因子Hif1α和c-Myc,減少葡萄糖轉運體GLUT1的表達,降低葡萄糖攝取能力(通過2-NBDG熒光標記檢測),并降低細胞外酸化率(ECAR),表明糖酵解活性受抑。
同時,NorUDCA可促進pTH17向功能性Treg轉化,短期處理即可減少pTH17的IL-17A分泌,提高Foxp3+Treg的比例,且這些Treg能有效抑制pTH17的增殖。補充細胞可通透的α-酮戊二酸可逆轉上述效應,恢復mTORC1活性、GLUT1表達及IL-17A分泌,進一步證實谷氨酰胺-mTORC1-糖酵解軸是NorUDCA調控pTH17與Treg細胞命運平衡的關鍵靶點。

圖4. NorUDCA在體外抑制致病性TH17分化并促進功能性抑制性Treg生成

圖5. NorUDCA通過限制谷氨酰胺代謝抑制pTH17細胞中mTORC1激活及糖酵解
4、跨模型驗證
跨模型驗證通過兩種過繼轉移模型驗證NorUDCA對致病性TH17(pTH17)的調控作用。首先是腸道炎癥模型:將體外誘導的pTH17經NorUDCA短期處理后,轉移至Rag2?/?小鼠,4周后發現,處理組小鼠腸道水腫減輕,腸道上皮內TH17頻率降低、Treg頻率升高,且TH17的mTORC1活性(p-RPS6)和增殖能力(Ki67)受抑,CCR6表達未變(排除遷移影響)。
其次是實驗性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)模型:將TCR2D2pTH17經NorUDCA處理后轉移至Rag2?/?小鼠并誘導EAE,結果顯示處理組疾病發作延遲、癥狀減輕,中樞神經系統中TH17減少、Treg增加,TH17的Ki67表達降低,遷移標志物CCR6、CXCR3未受影響。綜上,NorUDCA短期處理可通過T細胞內在機制,長期抑制pTH17在腸道及中樞的致病性,為其跨組織抗炎作用提供依據。

圖6. 經NorUDCA短期處理的pTH17細胞在體內轉移后致病性及增殖能力降低
5、人源化轉化
人源化轉化研究采用重構PSC患者PBMC的人源化NSG小鼠模型。小鼠接受人αCD3抗體刺激后,分食“標準飼料”或“NorUDCA飼料”。結果顯示,NorUDCA組腸道水腫減輕,脾臟、肝臟及腸道的免疫細胞浸潤減少。流式檢測發現,其脾臟、肝臟、小腸和結腸中TH17頻率降低,Treg頻率升高,且TH17的mTORC1活性(p-RPS6)和增殖能力(Ki67)受抑。該結果與動物模型一致,證實NorUDCA可抑制人TH17炎癥,為臨床應用提供依據。

圖7. 在重構PSC患者PBMC的人源化NSG模型中,NorUDCA抑制TH17炎癥
研究結論
本研究成功搭建起小鼠實驗與臨床應用的橋梁,證實了 NorUDCA 能夠糾正原發性硬化性膽管炎(PSC)患者膽管細胞中存在的系統性 T 細胞相關異常。雖然NorUDCA 早已在部分肝病治療中嶄露頭角,此次研究更讓我們看到它的新可能 —— 未來或許能為 PSC 相關腸道炎癥的治療開辟全新方向。
參考文獻
24-Nor-ursodeoxycholic acid improves intestinal inflammation by targeting TH17 pathogenicity and transdifferentiation. Gut. 2025
繪譜幫你測
經歷了千百年的相持后,我們終于看到了戰勝貧困的曙光。勝利在向我們招手,更加美好的未來需要我們共同創造。麥特繪譜開創性地搭建了醫學領域高端代謝組學技術平臺,覆蓋了非靶向-全定量-代謝流等全方位的高端醫學代謝組解決方案,同時全面布局微生物組學、轉錄組學和蛋白質組學等多組學技術服務,已成為全球多組學研究者的優選合作伙伴。麥特繪譜已為數百家三甲醫院、科研院所和企業提供多組學一站式整體解決方案,協助客戶與合作伙伴發表SCI文章600+篇,累計影響因子6000+,平均IF>10,涵蓋Cell, Science, Nature, Cancer Cell, Signal Trans-duction and Targeted Therapy, Nature Biotechnology, Cell Metabolism等權威期刊。
