非酒精性脂肪性肝炎（NASH）作为非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的晚期类型，已成为肝衰竭相关移植的主要原因，同时NASH还增加了非肝脏相关的严重后果，如心血管疾病和其他恶性肿瘤等。然而，目前尚没有针对NASH的药物获得批准。双硫仑（DSF）是一种已被批准可用于治疗慢性酒精中毒的药物，已有证据表明DSF具有抗肿瘤、抗寄生虫、抗丙型肝炎病毒感染等作用。众所周知，肝脏通过门静脉接触肠道菌群及其代谢产物，“肠-肝”轴的相互交流广泛参与了NASH发生、发展和治疗恢复的过程。
11月11日，陆军军医大学第二附属医院消化内科唐波副教授、杨仕明教授团队和基础医学院魏泓教授团队在Nature Communications（IF=17.694）上发表了题为“Disulfiram ameliorates nonalcoholic steatohepatitis by modulating the gut microbiota and bile acid metabolism”的论文，揭示了戒酒药物双硫仑DSF可通过调节肠道菌群和胆汁酸代谢改善NASH。本研究进行了系列动物实验和一项临床试验，证实DSF可降低细菌梭菌（Clostridium）介导的7α-脱羟基反应，抑制其次级胆汁酸生物合成并改善NASH，并在一项自身前后对照的临床试验中验证了双硫仑对健康人群“肠-肝”轴的调节作用。（麦特绘谱提供胆汁酸靶向定量检测分析）
DSF对NASH的改善作用依赖于肠道菌群
动物模型分组：1）野生型小鼠作为对照组（control）；2）control+DSF；3）饮食诱导NASH模型小鼠（NASH）；4）NASH+DSF；检测其血清ALT、血清AST、肝脏甘油三酯、肝指数、肝脏脂肪变性、炎症和纤维化严重程度，结果表明DSF对NASH具有潜在的改善作用。随后通过饮用水中添加复合抗生素清除了小鼠肠道菌群来确定肠道菌群的作用，结果发现耗竭肠道菌群抵消了DSF对NASH的改善作用。
研究人员进一步建立人类菌群相关（HMA）小鼠模型来复制NASH患者的肠道菌群模式。将NASH患者的肠道菌群（粪菌）移植给预先经抗生素清除了肠道菌群的小鼠，同时予以DSF治疗，结果发现DSF对HMA小鼠仍具有潜在的改善作用。因此，DSF是以肠道菌群依赖性方式改善NASH。
图1. 双硫仑对HMA小鼠具有潜在改善作用
DSF调控肠道菌群组成和结构
研究人员对小鼠粪便样本进行了16S rRNA基因测序（Control组、NASH组和NASH+DSF组），结果发现NASH组中Turicibacter, Ruminococcaceae_UCG_005, Alloprevotella 和Clostridium为优势菌属，而NASH+DSF组以Roseburia和Blautia为主。随后，研究人员又对HMA小鼠粪便进行宏基因组测序（NASH+F组和NASH+F+DSF组），分析发现DSF的处理显著降低了细菌Clostridium，结合验证实验表明，DSF可调节肠道菌群结构并显著降低细菌梭菌的丰度。进一步通过单菌灌胃实验发现灌胃梭菌可抵消双硫仑对NASH的改善作用，表明梭菌参与了DSF对NASH的改善作用。
图2. 双硫仑调节肠道菌群结构并显著降低细菌梭菌的丰度
胆汁酸靶向定量分析结果（麦特绘谱提供）
菌群数据的KEGG通路富集分析显示，DSF治疗后细菌功能主要集中在代谢调节上。先前的研究表明DSF可调节肥胖患者的脂质稳态并预防肝脏脂质变性，研究人员首先聚焦于脂肪酸和脂质代谢通路，发现短链脂肪酸代谢可能在DSF改善NASH过程中不发挥作用，但DSF可调节次级胆汁酸生物合成过程。
因此，研究人员分析小鼠血清和粪便中胆汁酸水平的变化，结果显示，在DSF处理后血清中初级胆汁酸鹅去氧胆酸(CDCA)和牛磺去氧胆酸(TUDCA)明显升高，次级胆汁酸去甲脱氧胆酸(NorDCA)明显降低；在HMA小鼠中发现初级/次级胆汁酸相似的变化，其中DSF处理导致异别石胆酸（isoalloLCA）的显著减少。随后探究次级胆汁酸生物合成中酶功能和反应活性变化，发现DSF显著降低了梭菌介导的7α-脱羟基反应以抑制其次级胆汁酸生物合成。
图3. DSF降低梭菌介导的7α-脱羟基反应以抑制次级胆汁酸生物合成
FXR信号通路的作用
已知胆汁酸主要通过激活胆汁酸受体FXR发挥作用，激活肝脏FXR信号可显著改善NASH。为了阐明在双硫仑改善NASH的过程中FXR信号的作用，作者在FXR敲除小鼠(Fxr−/−)中建立NASH模型，同时给予DSF治疗。结果发现DSF依赖于胆汁酸诱导的肝脏FXR信号激活来改善NASH。
接下来，研究人员进行了一项自身前后对照的临床试验，共纳入23名健康志愿者。受试者连续7天口服250 mg/天的DSF，并在口服DSF前后采集其血液和粪便样本，分析其临床特征和肠道菌群多样性、组成和功能特征以及胆汁酸谱的变化情况。结果表明DSF可改善健康人群的血脂代谢并降低梭菌介导的7α-脱羟基反应。
图4. 双硫仑可改善健康人群的血脂代谢并降低梭菌介导的7α-脱羟基反应
双硫仑的功能验证
最后，研究人员将口服DSF前后受试者的粪菌分别移植给无菌小鼠（口服前：BD组；口服后：AD组），再以饮食诱导NASH。结果发现，与BD组小鼠相比，AD组小鼠的临床肝损伤指标更低，并且初级/次级胆汁酸比率更高，其中初级胆汁酸TCDCA水平较高，次级胆汁酸DCA水平较低。这表明，将口服双硫仑的健康人群的肠道菌群移植给无菌小鼠可显著改善其饮食诱导的NASH表型。
图5. 将口服双硫仑的健康人群的肠道菌群移植给无菌小鼠显著改善NASH
综上所述，本研究发现了双硫仑的一种新作用，通过调节肠道菌群多样性，直接抑制Clostridium的生长，降低Clostridium介导的7α-去羟基化活性，抑制次级胆汁酸的生物合成，进而激活肝脏FXR信号，最终改善NASH。总的来说，双硫仑对小鼠和人类具有相似的改善作用，表明它可作为一种新型潜在的肠道菌群依赖药物，用于NASH治疗。
图6. 双硫仑通过调节肠道微生物群和胆汁酸代谢改善非酒精性脂肪性肝炎的具体机制
参考文献
Lei, Y., Tang, L., Chen, Q. et al. Disulfiram ameliorates nonalcoholic steatohepatitis by modulating the gut microbiota and bile acid metabolism. Nat Commun. 2022.
绘谱帮你测
本研究胆汁酸靶向定量代谢组由麦特绘谱提供检测服务。胆汁酸作为一类具有特殊生理作用的小分子，近年来被证实在多种疾病的发生发展中起重要作用。针对胆汁酸谱，麦特绘谱拥有两套绝对定量检测方法：胆汁酸简谱和65+种胆汁酸全谱。利用这些方法已协助客户在Diabetes Care, Nature Communications, Advanced Science, Science Advances, Microbiome等国际学术期刊发表近40篇胆汁酸相关研究成果，平均IF>7.5。
麦特绘谱专注于代谢组学与转化医学疾病研究领域，拥有成熟的代谢组学检测平台，以全定量靶向代谢组学技术为核心，包括全球独有技术Q600、Q300、Q200和各类小分子代谢物单独检测方法共20+套，同时兼顾了非靶和广靶检测。同时还有菌群16S测序、宏基因组学、转录组学和蛋白质组学等多组学及联合分析等全套解决方案。独家的检测技术、全面的数据报告及专业科研级别的售后探讨，助您科研探索之路不断创新和突破。欢迎联系获取详细资料！
“
往期推荐
1. 客户案例 | Microbiology Spectrum：李后开等发现肠菌降解不饱和脂肪酸，或与冠心病的形成相关
2. 绘谱代谢更懂你“心” | 心血管疾病客户研究成果合集
3. 客户案例 | Nature子刊：重要进展！间歇性禁食或可预防阿尔茨海默病
4. 客户案例 | npj Parkinson''s Dis：帕金森患者血浆氨基酸紊乱与肠道菌群变化相关
5. 客户案例 | NC：线粒体复合体Ⅱ组装在扩张型心肌病发生中的重要机制
6. 糖尿病&肥胖合集 | 麦特绘谱助力糖尿病/肥胖相关研究成果
麦特绘谱生物科技（上海）有限公司（Metabo-Profile）汇聚了从事代谢组学和转化医学研究近二十年的海内外专家团队，专注于精准医学和健康领域的高端代谢组学技术服务及科研、临床试剂盒产品研发，业务覆盖临床、动物、细胞、微生物、药物、食品及营养等领域，是一家集科技服务、健康检测及产品研发于一体的国家级高新技术企业。
成立至今，麦特绘谱已为上千家三甲医院、科研院所和企业提供高端、定制化的代谢组学一站式整体解决方案，协助客户与合作伙伴发表SCI文章200+篇，累计影响因子2000+，包括Cell Metabolism、Immunity、Gut、Diabetes Care、Advanced Science、Hepatology、Microbiome、Nature Communications等领域内权威期刊。
首页
