文献翻译20版

肠道FXR核受体激动（动机争胜性行为）促进脂肪组织燃烧和减少肥胖症和胰岛素抗受性摘要胆汁酸受体FXR在系统中的表达有希望作为新的治疗方法作用于胆固醇代谢，甘油三酯，脂肪肝和胆汁阻塞。与系统的治疗不同的是，胆汁酸在餐中的释放会选择性的激活FXR受体，通过模仿这种生物选择性的效应，受肠道限制的FXR的激活剂Fex特定地诱导成纤维细胞生长因子15，会改变胆汁酸的组成，但是并不激活肝中FXR靶基因。然而，不像系统的激动，我们发现，Fex减少饮食诱导体重增加，全身性炎症和肝葡萄糖的生成，同时增强生热作用及白色脂肪的燃烧。这些显著的脂肪代谢的增加预示着组织特异性FXR的活化将作为一种治疗肥胖症和胆汁阻塞的新的方法。前言FXR（被编码为Nr1h4）是一种在各种不同组织中都存在的配体激活的转录因子，包括肾上腺，肾，胃，十二指肠，空场，回肠，结肠，胆囊，肝脏，巨噬细胞，以及白色，棕色脂肪组织中。肠和系统释放的胆汁酸作为FXR的内源性配体，其功能是可以诱导受FXR指导的基因在表达网络中的改变。研究表明，小鼠中的FXR在整个机体内的新陈代谢稳态中扮演着多种角色。正常的饮食条件下，小鼠Nr1h4会产生代谢缺陷包括高血糖症和高胆固醇血症，但是相比于高脂膳食控制小鼠，正常饮食的小鼠表现出改善的葡萄糖稳态。在全身的的FXR兴奋剂中也可以看到相似的互逆作用，在饲料喂养的小鼠中也可以观察到有益效果，然而也会在饮食诱导肥胖（DIO）的小鼠中表现出加重体重增加和葡萄糖耐受不良。在肝中，FXR的激活也会抑制肝胆汁酸的合成，改变胆汁酸的成分，减小胆汁酸池的尺寸，并且有利于肝再生和葡萄糖、脂质和胆固醇的平衡。与之相同，可以通过合成胆汁酸6α-ethyl鹅去氧胆酸激活肝FXR，有利于糖尿病、肺酒精性脂肪肝以及早期肝硬化的治疗。除了在肝中表达，FXR也可以在肠中控制内分泌激素FGF15（人体内为FGF19）的生成，与肝FXR共同被认为是控制胆汁酸的合成、运输和新陈代谢。尽管肠的FXR的活动也涉及减少饲养过程中微生物过度增殖，但是在膳食过程中，肠道FXR在机体中的扮演的生理学功能的角色还没有被很好的解释。在一次进食后，胆汁酸先从胆囊分泌到胆内随后剧烈的刺激胆FXR，因此我们推断可以模拟饮食过程中肠的FXR的动员是可行的，即用一种非吸收的合成的FXR兴奋剂来治疗小鼠。像我们现在所展示的，口服运送的Fex很难被吸收进入循环，导致肠道特异性FXR的激活。尽管这种激活是具有特异性的，Fex对饮食诱导肥胖（DIO）小鼠的治疗产生一个新的、引人注目的代谢的概况，包括减少体重增加,减少炎症,白色脂肪细胞棕色化和增加胰岛素敏化作用。通过Fex实现的对整个机体的有益的功效表明FXR疗法对系统性FXR激动在胰岛素抵抗和代谢综合征的治疗是一种很有前途的和潜在的安全方法。结果口服Fex显示最小的全身暴露（一统计词汇，在这里类似于机体药剂含量？我自己理解的）我们之前报道的发展和Fex的体外表征作为一个特定的和强有力的FXR激动剂。在探索体外的作用时，我们发现由于吸收量少，口服的(p.o.)和腹腔注射的(i.p.)给药方式产生了非常不同的效果(Fig.1a,b)。腹腔注射的(i.p.)Fex的治疗方式(100mg·kg-1for5d)对FXR靶基因Nr0b2（编码SHP，smallheterodimerpartner小异聚二体伴侣分子）在肝、肾、内脏中产生了强烈的响应。然而口服的(p.o.)Fex仅仅对肠道Nr0b2产生了响应(Fig.1c).与观测值一样，急性的口服Fex治疗诱导多种FXR靶基因Fabp6(编码IBABP,ilealbileacidbindingprotein回肠胆汁酸结合蛋白),Slc51a(编码OST-α,organicsolutetransporterα有机溶质转运体α)andFgf15，但是不能激活它们在其他如肝或肾(Fig.1dandSupplementaryFig.1)中的表达。量化显示，和腹腔注射相比，急性口服处理后，药物含量低一个数量级(图1a、b),并且Fex的血清水平在腹腔注射后比Fex最高有效浓度的一半低25nM,与肾脏，肝脏中FXR靶基因未活化现象一致。Fex抵制肥胖和代谢综合征为了调查肠道FXR激活的全身效应，小鼠5周内每天被填喂Fex（100mg·kg-1Fex）治疗,。长期的治疗饲料喂养的小鼠与溶媒对照组小鼠（真是要吐槽刘畅原来的翻译啊多吓人的）（即对照组）在体重增加、基础代谢活动和葡萄糖耐受性方面并！无！不同(SupplementaryFig.2)。相比之下，用Fex处理过的饮食诱导肥胖（DIO）小鼠(C57BL/6Jmiceafter14weeksofa60%fatdiet)表现出在体重增加上剂量依赖性较低，(Fig.2aandSupplementaryFig.3b)并未显示出对肠道的毒性(SupplementaryFig.4)。在增重减少的用Fex治疗的小鼠主要地被认为是全身脂肪量的减少所致，对湿重方面包括皮下的（腹股沟的/鼠蹊部的）以及内脏的（性腺的和肠系膜的）脂肪组织有重要意义(Fig.2b,c)。与肥胖减少一致的是，用Fex治疗的小鼠在内分泌和新陈代谢包括减少葡萄糖、胰岛素、瘦素、胆固醇和降低抵抗素水平有显著的改善(Fig.2dandSupplementaryFig.3a)。另外，血清中炎症性细胞因子肿瘤坏死因子α(Tnf-α),白介素(Il)-1α,Il-1β,Il-17和肥大细胞蛋白酶1(Mcp-1)明显的减少(Fig.2e)。此外，在饮食诱导肥胖小鼠中Fex治疗诱导剂量依赖性在葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性有所提高（通过葡萄糖和胰岛素耐性试验测得；Fig.2f,gandSupplementaryFig.3c），但对正常饲料喂养小鼠无影响(SupplementaryFig.2d)。特别地，这些Fex诱导的基因表达的改变和新陈代谢稳态的改进在Fex治疗的小鼠（Nr1h4）中并不存在，同时建立FXR依赖的观察效果(SupplementaryFig.5)。Fex提高了棕色脂肪组织的能量消耗尽管不同的体重效应（不等权数的影响）并不是由于对照组和Fex治疗的小鼠摄食不同引起的，但是我们比较相同体重的小鼠的新陈代谢速率，Fex治疗的饮食诱导肥胖小鼠都比对照组小鼠有较高的氧消耗（VO2）并呼出较多的CO2（VCO2），但是显示出相同的交换速率，意味着提高了糖和脂肪的利用率(SupplementaryFig.6)。由流动的数量而定，Fex治疗的小鼠比受控制的小鼠更活跃，这可以反映他们的通过增强的能量消耗实现的较低体重(Fig.3d)。与增强的能量消耗一致的是，Fex治疗的小鼠也增加了大约1.5℃的核心体温(Fig.3e)。另外，在对照组的饮食诱导肥胖小鼠的棕色脂肪组织中，脂质囊泡的显著积聚，而在Fex治疗的小鼠中则明显的减少(Fig.3f)。基因表达分析证实了如下基因的诱导表达增强：Esrrg(编码雌激素生长相关受体γ(ERR-γ)),Ppargc1a(编码PGC-1α过氧化物酶体增殖物受体γ共激活剂1α)Ppargc1b(encodingPGC-1β)以及一些如上基因在棕色脂肪组织中生热作用、线粒体生物合成和脂肪酸氧化的相关靶基因(Fig.3g)。此外，Fex治疗也增加了P38的氧化磷酸化水平，p38已经被发现可以稳定PGC-1α（一种关键的在棕色脂肪组织中产热转录程序的共激活剂）。在腹股沟,性腺的和棕色脂肪组织中显示的协同变化即选择性地增强棕色脂肪组织内的氧化磷酸化反应，暗示着棕色脂肪组织对能量消耗和生热作用是一个关键的贡献者(SupplementaryFig.7b)。与此一致的是，Fex诱导的在棕色脂肪组织中转录改变的KEGG通路分析确定了氧化磷酸化和趋化因子/细胞因子信号通路也随着发生了显著变化(SupplementaryFig.7c,d)，同时，在Fex治疗的小鼠中蛋白激酶A的活动也可以被观察到(SupplementaryFig.7e)。此外，在Fex治疗的饮食诱导肥胖小鼠中血清乳酸水平也显著的降低，表明全身能量的新陈代谢转向一个更加的氧化状态(SupplementaryFig.7f)。因此，脂肪的减少，蛋白激酶A活动的增加，P38的磷酸化作用，以及核心体温的增加，表明在Fex治疗的DIO小鼠中的棕色脂肪组织中存在一个协同生热作用的激活。Fex诱导Fgf15和改变胆汁酸成分本实验应用肠道组织的RNA序列来探索Fex可能导致的机体能量消耗和代谢率的变化机制。KEGG通路分析显示多种代谢途径的诱导包括在回肠和结肠过氧化物酶体增殖物受体共激活剂和脂肪细胞因子信号(SupplementaryFig.8a)。Fex诱导的表达的改变与之前已经确定肠道FXR结合位点的重叠确定了作为潜在的直接FXR靶基因的一个子集(Fig.4a)。在这个子集里面，Fgf15被发现可以被Fex显著地上调，除了建立如Lpl的FXR靶基因以外,其它可能带受FXR控制的基因被确定,包括生理调节剂Per1(Fig.4a)。尽管只编码一个肠道内分泌激素,Fgf15诱导也是令人特别感兴趣的,因为Fgf15被知道可以激活棕色脂肪组织中的生热作用。Fgf15也可以通过抑制肝Cyp7a1来负性调节胆汁酸的合成,Cyp7a1是编码胆汁酸合成的限速酶。正如所料,在对照治疗的小鼠中发现血清内源性Fgf15水平太低。然而,通过Fex治疗，肠道FXR被持续激活并导致Fgf15持续增产。我们能够测量在Fgf15循环的增加伴随着回肠mRNA表达的增加(Fig.4b,c)。与血清Fgf15增加一致，长期Fex治疗后，无论在mRNA还是蛋白水平上，肝Cyp7a1表达都被明显抑制,而Cyp8b1和Cyp27a1的表达却没有受到显著影响。然而绕过了Cyp7a1的Cyp7b1的表达增加了,Cyp7b1可以编码一个胆汁酸合成的交替的(酸性)通路中的关键酶(Fig.4dandSupplementaryFig.8b)。显著地，肝FXR靶基因Nr0b2和Abcb11(编码Bsep，胆汁酸盐输出泵)的表达没有改变,进一步证明长期Fex治疗后没有肝脏FXR激活(Fig.4d)并且暗示其他途径如Fgf15，在调停肝基因表达的变化。尽管明显缺乏肝FXR激活,但是Fex治疗也使胆汁酸池的成分产生了显著的改变。除了胆汁酸池大小的减少,Fex的治疗也改变了胆汁酸循环的相对比例,尤其是牛磺胆酸比例的减少和二级胆汁酸石胆酸比例的增加(Fig.4e,fandSupplementaryTable1)。这些变化与肠道FXR激活的增加是一致的,包括肝脏胆汁酸合成中Fgf15循环的影响。事实上,小鼠血清中牛磺胆酸降低这一现象在之前已经被报道过，表达肠道组成性激活FXR转基因,以及FGF19注入后（一种人类Fgf15的类似物(ref.31)）。此外，在从胆酸转化为鹅去氧胆酸及其衍生物（包括石胆酸）的过程中,胆汁酸合成的变化可以在FGF19治疗中观察到，这与肝脏Cyp7a1的减少和Cyp7b1表达的增加相一致。FXR的激活曾被报道可以加强涉及粘膜防御和肠道屏障功能的基因的表达。与这些报告一致,在长期Fex治疗后，通过测量血清中渗入的右旋糖酐-异硫氰酸荧光素(氰基)，小鼠肠道的通透性降低,并且粘膜防御基因Ocln(编码闭合蛋白)和Muc2的表达增加(Fig.4g,h)。尽管Fex不激活G偶联蛋白胆汁酸受体Tgr5(由Gpbar1编码)(SupplementaryFig.9)，但是胆汁酸中显著的改变表明这条通路可能作用于已观察到的相应生理效应。值得注意的是，用含肠道特异性Tgr5兴奋剂L7550379的HFD（高脂饮食）喂养小鼠的治疗并不诱导新陈代谢的改变,而用系统性Tgr5兴奋剂RO5527239的治疗则改善葡萄糖体内平衡（以葡萄糖耐量试验和胰岛素分泌来测量(SupplementaryFig.10)）。这些发现表明Tgr5的肠外激活可能有助于Fex治疗SupplementaryFig.10b,d–f)。为了探究这种可能性,长期用Fex(100mgk