本文是由Lili Ding、Li Yang、Zhengtao Wang和Wendong Huang共同撰写,发表于2015年的《Acta Pharmaceutica Sinica B》期刊(第5卷第2期)。作者单位包括上海中医药大学中药标准化教育部重点实验室(中国上海)以及美国希望之城国家医学中心糖尿病与代谢疾病研究系(美国加州)。这篇综述文章聚焦胆汁酸核受体FXR(法尼醇X受体,farnesoid X receptor)在消化系统疾病中的作用机制及其潜在治疗价值。
文章的核心主题是阐明FXR作为胆汁酸信号通路的关键调控因子,如何通过调节胆汁酸、脂质和葡萄糖代谢稳态,进而影响炎症性肠病(IBD)、结直肠癌和2型糖尿病(T2D)等疾病的病理进程。近年来,胆汁酸从单纯的消化乳化剂角色转变为多功能信号分子的认知革新了代谢性疾病的研究范式。FXR作为胆汁酸的主要核受体,其调控网络覆盖肝脏、肠道等多个器官,成为连接代谢与免疫的重要靶点。
FXR通过负反馈调节胆汁酸合成限速酶CYP7A1(胆固醇7α-羟化酶)的表达来控制胆汁酸水平。在肝脏中,FXR激活诱导小异二聚体伴侣蛋白SHP(small heterodimer partner)的表达,进而抑制肝细胞核因子4α(HNF4α)和肝脏受体同源物1(LRH-1)对CYP7A1的转录激活。在肠道中,FXR通过上调回肠胆汁酸结合蛋白(I-BABP)和有机溶质转运体(OSTα/OSTβ)促进胆汁酸重吸收,并通过内分泌因子FGF15/19(成纤维细胞生长因子15/19)抑制肝脏胆汁酸合成。这一部分通过基因敲除小鼠模型(如FXR−/−小鼠)和GW4064(合成FXR激动剂)干预实验证实,FXR缺失会导致胆汁酸代谢紊乱和肝脏脂质堆积。
FXR通过双重途径减轻肠道炎症:(1)免疫调节:FXR激活可抑制NF-κB和AP-1通路,降低TNF-α、IL-1β等促炎因子的表达。实验显示,FXR激动剂6-ECDCA(6α-乙基鹅去氧胆酸)能显著改善TNBS(三硝基苯磺酸)和DSS(葡聚糖硫酸钠)诱导的小鼠结肠炎模型;(2)屏障保护:FXR通过上调抗菌肽(如血管生成素1、碳酸酐酶12)和IL-18的表达,抑制肠道细菌过度生长。FXR−/−小鼠表现出肠道菌群失调、屏障通透性增加和细菌易位,而GW4064处理可恢复肠道稳态。这些发现为FXR配体治疗IBD提供了理论依据。
临床数据显示,结直肠癌组织中FXR表达显著低于正常黏膜。机制上:(1)FXR缺失导致Wnt/β-catenin信号异常激活,促进上皮细胞增殖;(2)次级胆汁酸(如脱氧胆酸DCA)的积累通过氧化损伤和NF-κB激活加速癌变。动物实验表明,Apcmin小鼠(结直肠癌模型)和FXR−/−小鼠的肿瘤负荷增加,而FXR激动剂可诱导癌细胞凋亡。表观遗传学分析进一步揭示,人类结肠癌中FXR启动子甲基化和KRAS信号异常是FXR沉默的主要原因。
FXR通过多重机制改善胰岛素抵抗和脂代谢紊乱:(1)抑制肝脏糖异生关键酶PEPCK(磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶)和G6Pase(葡萄糖-6-磷酸酶)的表达;(2)下调固醇调节元件结合蛋白1c(SREBP-1c)减少肝脏脂质合成;(3)激活PPARα(过氧化物酶体增殖物激活受体α)促进脂肪酸β氧化。在db/db糖尿病小鼠中,FXR激动剂可降低空腹血糖和甘油三酯水平。此外,垂直袖状胃切除术(VSG)的代谢改善作用部分依赖FXR信号通路,这为代谢手术的机制研究提供了新视角。
本文系统整合了FXR在消化系统生理与病理中的多维作用,具有以下重要价值: 1. 理论创新:提出FXR作为代谢-免疫交叉调控的核心节点,深化了对胆汁酸信号网络的认识。 2. 临床转化:FXR配体(如6-ECDCA)在IBD、结直肠癌和T2D动物模型中的有效性,为开发靶向药物提供了候选分子。 3. 方法学启示:强调组织特异性FXR调控的重要性,提示未来需开发器官选择性激动剂以减少全身副作用。
本文的局限性在于对人类FXR异构体(如FXRα2/α4)的功能差异讨论不足,且缺乏临床试验数据的直接支持。未来研究可聚焦组织特异性FXR调节剂的开发及其在个体化治疗中的应用。