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近日,我院毕惠嫦教授团队在《Acta Pharmaceutica Sinica B》以封面故事发表了题为“Parabacteroides distasonis promotes liver regeneration by increasing β-hydroxybutyric acid (BHB) production and BHB-driven STAT3 signals”的研究论文。该研究首次揭示了肠道关键功能菌狄氏副拟杆菌(Parabacteroides distasonis, P.distasonis)通过代谢产物β-羟基丁酸(β-hydroxybutyric acid, BHB)激活STAT3信号通路促进肝脏再生的分子机制,为肝切除术后功能恢复提供了干预新策略。
肝脏再生能力对于部分肝切除术(Partial hepatectomy, PHx)及肝脏移植患者的预后至关重要,深入探究肝脏再生的调控机制尤为关键。肠道菌群在肝脏再生中的作用受到了广泛关注,目前已发现肝脏再生过程中肠道菌群组成发生了显著的动态变化,但调控肝脏再生的关键功能菌及其潜在分子事件与机制尚未明确。
该团队发现P.distasonis的肠道丰度在PHx术后呈现先升后降的变化趋势,且与肝细胞增殖变化趋势一致。给予P.distasonis活菌能显著促进PHx后小鼠肝细胞增殖和肝脏再生,而灭活菌则无此效应。利用靶向代谢组学分析,进一步发现P.distasonis丰度与代谢物BHB、猪去氧胆酸和3-羟基苯乙酸含量显著正相关。但是,只有BHB能显著促进小鼠PHx后肝细胞增殖和肝脏再生,猪去氧胆酸和3-羟基苯乙酸均未能促进肝再生。体内外实验发现,STAT3特异性抑制剂Stattic则显著减弱了BHB对细胞增殖和小鼠肝脏再生的促进作用。机制研究表明,P.distasonis通过上调肝脏脂肪酸氧化关键蛋白,显著增加肝脏中BHB水平;BHB通过激活STAT3信号,驱动细胞周期蛋白(CCND1、CDK4等)表达,最终促进肝脏再生。
该研究首次揭示了P. distasonis及其相关代谢产物BHB是促进部分肝切除术后肝脏再生的关键功能菌和代谢物,为基于P. distasonis和BHB的促肝脏再生干预策略提供了新思路和科学数据。
上述工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳市科技计划、广东省药品监督管理局科技创新项目等多项经费资助。毕惠嫦教授和陈鹏教授为论文的共同通讯作者,博士研究生郭曼岚、江晓雯和硕士研究生欧阳辉为论文的共同第一作者。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.apsb.2025.01.024