做为肠上皮营养和能量来源以及在脂肪生成和糖异生中发挥关键作用的SCFAs,除了能够维持肠道屏障完整性、减少炎症,还可以通过肠—肝轴影响肝功能。例如,在胃肠道中合成的SCFAs,尤其是丁酸盐,通过与GPR43和GPR109A受体相互作用产生促炎细胞因子,如TNF-α、IL-6和IL-1β,导致肠道炎症。同时,丁酸盐还能调节HDAC1/miR-155激活巨噬细胞极化并影响免疫反应,通过上调Sirt1和下调miR-22,促进肝细胞死亡。此外,丁酸盐还通过NF-κB和PI3K/AKT/mTOR途径强调了其在肝脏炎症中的功能(图2)。
作为重要的内源性化合物,胆汁酸(BAs)在肝脏生理过程中发挥多方面的作用,包括肝脏再生、代谢平衡以及炎症调节。它们的合成和代谢涉及复杂的酶促反应和相互作用,尤其是与肠道微生物群的互作影响着BAs的组成和功能。BAs在胆囊中合成并分泌到肠道中,初级胆汁酸由肠受体ABST输出,随后转运到肝脏。肝脏中的初级胆汁酸可以通过四种不同的机制影响肝稳态:FGF19、mTOR、β-catenin和TGR5。初级胆汁酸通过刺激FXR激活FGF19信号传导过程。随后,FGF19刺激Ras-Raf-MEK-ERK信号通路,促进肝细胞增殖和肝再生。mTOR的激活以及β-catenin刺激cyclin D的增加,诱导肝细胞增殖。当TGR5受到胆汁酸的刺激后导致cAMP-PKA途径激活,随后激活Kupffer细胞,导致TNF-α和IL-6表达量降低,进而抑制肝脏炎症(图3)。
肠道微生物能通过调节免疫细胞功能和细胞因子合成来影响肠道稳态和免疫反应。例如,Faecalibacterium prausnitzii通过促进CD4+、CD25+、Treg细胞的生成,增强IL-10的释放,减轻肠道炎症;Bifidobacterium breve通过TLR2/MyD88信号通路促进CD103+树突状细胞分泌IL-10/IL-27,诱导Tr1细胞积累,减轻肠道炎症(图4)。这些免疫调节功能使其成为治疗肠道炎症和肝脏疾病的潜在益生菌。
肠道微生物也能通过调节免疫系统影响肝脏疾病(图5),如Bacteroidetes等菌群代谢膳食纤维生成SCFAs,激活GPR43受体和NLRP3炎症小体,促进IL-18释放,增强肠道屏障完整性,减少LPS进入肝脏;同时通过抑制组蛋白乙酰转移酶活性降低肝脏的炎症反应。除此之外,肠道微生物群通过免疫系统还能够调节肝脏疾病,如:MASH的进展、肝癌的转移以及乙肝病毒的清除等。这些发现为开发针对肠—肝轴疾病的个性化治疗策略提供了重要的理论依据。
综上所述,肠道微生物通过代谢产物和免疫调控等多种机制在肠道—肝脏轴中发挥重要作用,对肠道微生物促进肠道稳态与肝脏修复的研究揭示了其在临床治疗中的潜力。未来,随着进一步机制研究的深入,AI在多组学数据整合、疾病风险预测及干预方案优化方面的技术创新,以及工程化益生菌和合成菌群的安全性及长期疗效的人源化动物模型和大规模临床试验中的验证,都将不断推动肠道微生物对肠道-肝脏轴修复的研究向临床转化发展。
作者简介
王亚梅 博士研究生
第一作者
机构:东北大学生命科学与健康学院
研究方向:新生隐球菌致病与耐药机制研究

阎慧凝 硕士研究生
第一作者
机构:中国医科大学第四临床学院
研究方向:肠道微生物与肠肝损伤修复

郑倩倩 教授
通讯作者
机构:中国医科大学基础医学院
研究方向:肝脏代谢性疾病及肿瘤免疫代谢

孙逊 教授
通讯作者
机构:中国医科大学基础医学院
研究方向:皮肤、黏膜免疫及其相关自身免疫性疾病发病机制,与肿瘤免疫微环境的形成机制
引用格式:Wang Y, Yan H, Zheng Q, et al. The crucial function of gut microbiota on gut–liver repair. hLife 2025; https://doi.org/10.1016/j.hlife.2025.01.001.
期刊简介
hLife由高福院士、董晨院士和Jules A. Hoffmann教授(2011诺奖获得者)领衔,是中国科学院微生物研究所主办,中国生物工程学会,浙江大学陈廷骅大健康学院,西湖大学医学院,上海市免疫治疗创新研究院和广州霍夫曼免疫研究所联合支持,与国际出版商爱思唯尔合作的健康科学领域综合性英文期刊。
hLife聚焦健康科学领域的前沿进展,旨在促进基础研究与临床应用的融合发展。期刊发表与医学相关各研究领域最新成果,学科领域包括(但不限于)病原生物学、流行病学、生理学、免疫学、结构生物学、疾病监测、肿瘤、药物、疫苗和健康政策等。
hLife是一本金色开放获取期刊,月刊出版;2022年成功入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”;2023年11月正式创刊; 2024年5月被DOAJ收录;2024年8月被Scopus收录。
2026年前hLife接收的稿件免收文章处理费(APC)。
期刊网址:
https://www.sciencedirect.com/journ
转载本文请联系原作者获取授权,同时请注明本文来自闫群科学网博客。
链接地址:https://wap.sciencenet.cn/blog-3552961-1481128.html?mobile=1
收藏