IF=9.2！腸乳桿菌在他汀治療中的屏障保護與抗纖維化機制

研究背景

慢性胰腺炎(Chronic Pancreatitis, CP)是一種以不可逆纖維化破壞和胰腺功能受損為特征的疾病，其病理表現包括胰腺萎縮、腺泡細胞損傷及纖維化，可導致胰腺內外分泌功能永久性不全。CP發病與遺傳、環境、酒精攝入等多種因素相關，免疫細胞如巨噬細胞、樹突狀細胞和CD8+T細胞會在纖維化區域募集并釋放炎癥介質，激活胰腺星狀細胞(Pancreatic Stellate Cells, PSCs)或觸發促炎信號，加劇胰腺損傷和纖維化進展。

腸-胰腺軸被認為是胰腺疾病的關鍵交叉點，CP會導致腸道菌群失調，進而損害胰腺酶分泌和內分泌功能，而糞便微生物群移植(Fecal Microbiota Transplantation, FMT)可通過重新配置腸道菌群來重塑胃腸道及遠處器官的免疫微環境。此外，CP常伴隨脂質代謝紊亂，異常脂質積累產生的氧化應激分子會加速胰腺損傷。

他汀類藥物作為膽固醇合成限速酶β-羥基-β-甲基戊二酰輔酶A(HMG-CoA)還原酶的競爭性抑制劑，可干擾脂質和脂肪酸代謝，抑制膠原表達并加速成纖維細胞凋亡，從而抑制纖維化疾病進展。盡管已有研究描述了他汀治療相關腸道微生物群對宿主代謝的影響，但其在抑制胰腺纖維化中的作用尚未明確。因此，本研究旨在探究他汀治療通過調節腸道穩態及相關微生物群抑制胰腺纖維化的潛在機制。

研究結果

1、他汀類藥物可改善脂質代謝紊亂并緩解慢性胰腺炎(CP)

CP可破壞宿主脂質穩態，研究顯示CP小鼠血漿總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平顯著升高，高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)水平降低（圖1a），且高脂飲食(HFD)會加劇CP模型小鼠的胰腺纖維化和局部炎癥（圖1b-d）。他汀類藥物阿托伐他汀(Atorvastatin, ATOR)可改善上述異常，其通過降低CP組織中α-平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin, α-SMA)和纖連蛋白水平，減少胰腺間質纖維化、炎癥細胞浸潤及腺泡萎縮，降低炎癥評分，還能在CP炎癥早期抑制中性粒細胞浸潤以減輕胰腺壞死和炎癥嚴重程度（圖1f-j），表明他汀類藥物通過調節異常脂質代謝可緩解胰腺纖維化。

圖1. 他汀類藥物改善脂質代謝紊亂并緩解慢性胰腺炎

2、他汀類藥物通過CD8+T細胞依賴性免疫緩解胰腺纖維化

免疫細胞及分泌的炎癥因子在加速胰腺纖維化中起關鍵作用。研究通過對比慢性胰腺炎組與對照組胰腺組織的差異基因（圖2a），發現CP組中參與炎癥反應的白細胞遷移、T細胞增殖活化等炎癥相關過程被上調基因激活（2b），涉及S100a8、S100a9、Ccl5、Cd8a和Ccl7等基因（圖2c）。CP模型中，ATOR可抑制CD8+T細胞和巨噬細胞浸潤，但對中性粒細胞無影響（圖2d-e），且高脂飲食會通過增加T細胞和巨噬細胞浸潤加劇胰腺纖維化（圖2f-g）。在CD8 敲除(CD8-KO)小鼠中，胰腺炎癥和間質纖維化顯著減輕，巨噬細胞浸潤減少，且ATOR治療在CD8缺陷小鼠中失去抗纖維化作用（圖2h-j），表明他汀類藥物通過CD8+T細胞特異性方式減輕胰腺纖維化。

圖2. 他汀類藥物通過CD8+T細胞依賴性免疫緩解胰腺纖維化

3、他汀治療通過改變腸道微生物群并限制其遷移來抑制胰腺纖維化

CP可導致腸道微生物群失調及腸屏障功能損傷，進而引發腸道細菌向胰腺遷移并加劇纖維化。本研究通過16S rRNA測序發現，CP小鼠腸道微生物α多樣性降低，而ATOR干預可恢復其α多樣性并顯著改變菌群結構（圖3a）；CP小鼠胰腺組織細菌信號顯著增強，ATOR治療后細菌負荷降低（圖3f-g），且CP患者胰腺組織微生物α多樣性及OTU數量高于正常組織（圖3h）。進一步研究表明，CP小鼠結腸組織中粘著斑、細胞外基質受體相互作用相關基因下調，促炎因子（如Ccl2、Ccl7）表達上調，緊密連接蛋白（ZO-1、Ocln等）表達降低（圖3i-k），而ATOR可顯著上調緊密連接蛋白表達以修復腸屏障（圖3l-m）。這些結果表明，CP通過損害腸屏障功能促進致病菌遷移，ATOR則通過重塑腸道微生物組成并改善腸屏障功能，抑制細菌易位及胰腺纖維化進展。

圖3. 他汀治療通過改變腸道微生物群并限制細菌遷移來抑制胰腺纖維化

4、他汀治療相關的人類腸道微生物群可減輕胰腺纖維化

為探究他汀治療引起的人類腸道微生物群改變是否具有抗纖維化作用，研究人員將3名接受阿托伐他汀治療超3個月患者和3名健康志愿者的糞便微生物群移植(FMT)到小鼠體內（圖4a），發現他汀治療患者的糞菌移植(FMT-ATOR)可抑制胰腺纖維化，減少CP組織中CD8+T細胞、巨噬細胞和中性粒細胞浸潤，上調結腸緊密連接蛋白ZO-1、Occludin和Claudin1表達，降低炎癥因子Ccl2和Ccl7水平（圖4a-j）。對糞便樣本的測序分析顯示，FMT-ATOR組腸道微生物α多樣性增加，糞擬桿菌(Bacteroides coprocola)、Callidus瘤胃球菌(Ruminococcus callidus)、腸乳桿菌(Lactobacillus intestinalis)等有益菌豐度上升，放線菌門(Actinobacteriota)豐度增加而變形菌門(Proteobacteria)減少，且小鼠血漿總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇水平降低（圖4k）。綜上，他汀治療通過改變腸道微生物群組成、修復腸屏障、抑制炎癥和調節脂質代謝，減輕胰腺纖維化。

圖4. 他汀治療相關的人類腸道微生物群可減輕胰腺纖維化

5、口服補充腸乳桿菌可減輕胰腺纖維化

為探究他汀治療后發揮抗纖維化作用的關鍵菌種，研究通過分析CP+ATOR組與CP組、ATOR組與健康對照組(HC)、FMT-ATOR組與FMT-HC組的上調菌種交集，發現腸乳桿菌(L.intestinalis)為潛在有益菌（圖5a）。進一步實驗顯示，口服灌胃腸乳桿菌（圖5b）可抑制CP小鼠的胰腺纖維化（圖5c-d），減少CD8+T細胞和巨噬細胞浸潤（圖5e–h），同時下調結腸促炎因子Ccl2、Ccl7、Ccl12、Ccl17的表達（圖5i），上調緊密連接蛋白ZO-1、Occludin、Claudin-1及基因Tjp1、Ocln以修復腸道屏障（圖5j–l），并降低TC和LDL-C水平。

在他汀治療與腸道菌群的關聯研究中，整合6項已發表研究發現，乳桿菌屬、雙歧桿菌屬豐度增加與他汀的降脂效果呈正相關，厚壁菌門豐度高及乳桿菌/雙歧桿菌比例增大可預測更好的治療應答（圖5m）。針對20名健康志愿者的分析顯示，根據TC中值分為的低TC組(L-TC)和高TC組(H-TC)中，L-TC組乳桿菌豐度更高，且乳桿菌豐度與血漿TC水平呈負相關（圖5n-o）。綜上，腸乳桿菌通過改善腸屏障、抑制炎癥和調節脂質代謝發揮抗纖維化作用，而他汀治療可能通過提升乳桿菌豐度增強降脂效果，揭示了 “菌群-代謝-纖維化” 的調控軸。

圖5. 口服補充腸乳桿菌可減輕胰腺纖維化

6、腸乳桿菌通過抑制巨噬細胞與上皮細胞之間的Ccl2/7-Ccr1信號傳導來維持腸道穩態

為探究腸乳桿菌改善腸道損傷的機制，研究人員將6名供體糞便樣本按腸乳桿菌水平分為高、低兩組，構建FMT小鼠模型（圖6a、7）。結果顯示，FMT后CP小鼠中腸乳桿菌成功定殖（圖6b），且低腸乳桿菌移植組(FMT-L L.i)的胰腺纖維化比例高于高腸乳桿菌移植組(FMT-H L.i)（圖6c）。單細胞RNA測序表明，FMT-L L.i組結腸內M1型巨噬細胞比例顯著增加（圖6e），而腸乳桿菌上清能誘導巨噬細胞向抗炎的M2型極化（圖6f-g）。

進一步研究發現，FMT-L L.i組M1型巨噬細胞中促炎基因及趨化因子信號通路顯著上調（圖6i-j），腸乳桿菌上清則可抑制M1型巨噬細胞分泌Ccl2和Ccl7并減弱其遷移能力（圖6l-n）。在結腸類器官共培養實驗中，腸乳桿菌上清通過降低上皮細胞Ccr1表達，阻斷M1型巨噬細胞與上皮細胞間的Ccl2/7-Ccr1促炎信號傳導（圖6o-p）。由此可見，腸乳桿菌通過調控巨噬細胞極化、抑制促炎因子分泌和阻斷炎癥信號軸，減輕上皮損傷，進而抑制胰腺纖維化。

圖6. 腸乳桿菌通過抑制巨噬細胞與上皮細胞之間的Ccl2/7-Ccr1信號傳導來維持腸道穩態

圖7. 阿托伐他汀可改變腸道微生物群，維持腸道穩態和屏障功能，從而限制細菌移位

研究結論

本研究圍繞他汀治療與腸道菌群、胰腺纖維化的關聯展開，結果表明，他汀治療可改變人類腸道微生物群組成，經糞便微生物群移植證實，其相關菌群能夠抑制小鼠胰腺纖維化，減少免疫細胞浸潤，改善腸道屏障功能。進一步研究鎖定腸乳桿菌為關鍵有益菌，口服補充腸乳桿菌可顯著減輕胰腺纖維化，降低炎癥因子表達，調節脂質代謝。機制上，腸乳桿菌通過抑制巨噬細胞與上皮細胞之間的Ccl2/7-Ccr1信號傳導，減少M1型巨噬細胞促炎因子分泌，促進巨噬細胞向抗炎的M2型極化，維持腸道穩態。此外，研究還發現他汀治療的降脂效果與乳桿菌屬、雙歧桿菌屬豐度呈正相關，膽固醇水平與人體內乳桿菌豐度呈負相關，揭示了他汀治療通過調節腸道菌群抑制胰腺纖維化、改善脂質代謝的潛在機制。