eGastroenterology:酒精如何“破坏”肠道屏障?新研究揭示大麻素受体是关键机制!
时间:2025-03-15 12:08:53 热度:37.1℃ 作者:网络
导读
酒精,作为全球范围内广泛消费的物质,不仅与社交活动息息相关,还与多种疾病的发生发展密切关联,尤其是长期或大量饮酒,会导致一系列消化系统疾病,包括酒精相关性肝病(alcohol-associated liver disease,ALD)和酒精相关性肠病(alcohol-associated bowel disease,ABD)等。近年来,科学家们逐渐意识到,酒精对肠道的损害不仅仅是表面上的炎症反应,更深层次的影响在于它如何破坏肠道的屏障功能,导致“肠漏”(leaky gut)现象。近期,eGastroenterology发表了来自美国国立卫生研究院George Kunos教授和高斌教授团队的原创研究“Gut cannabinoid receptor 1 regulates alcohol binge-induced intestinal permeability”,为我们揭示了酒精引发肠漏的新机制,为后续的治疗提供新思路。
小百科1:什么是“肠漏”?
肠漏,学名为“肠道通透性增加”,指的是肠道黏膜屏障功能受损,导致原本应该被阻挡在肠道内的有害物质(如细菌、毒素等)通过肠道壁进入血液循环。这种现象不仅会引发局部炎症,还可能通过“肠-肝轴”影响肝脏健康,甚至导致全身性炎症反应。
小百科2:酒精如何引发肠漏?
酒精通过多种机制破坏肠道屏障功能。首先,酒精可以直接损伤肠道上皮细胞,导致细胞间的紧密连接蛋白(如occludin和claudin)表达下降,从而削弱肠道屏障功能。其次,酒精还会改变肠道微生物群的组成,进一步加剧肠道炎症和通透性增加。然而,尽管这些机制已经被广泛研究,酒精如何通过特定的分子信号通路引发肠漏,仍然是一个未解之谜。
第一部分 研究背景
酒精滥用是全球范围内的重大健康问题,每年导致超过300万人死亡,并与多种消化系统疾病密切相关。尽管酒精相关性胃肠道疾病(alcohol-associated gastrointestinal diseases,AGD)在全球范围内具有高死亡率,但其病理机制尚未完全阐明,且目前尚无批准的针对性治疗药物。酒精的摄入量和饮酒模式(如暴饮)是AGD(尤其是ABD)发生的主要风险因素。ABD的发病机制涉及多种因素,包括肠道通透性增加(即“肠漏”)、肠道微生物群改变以及肠道免疫系统功能失调。
内源性大麻素系统在调节肠道功能中发挥重要作用,尤其是通过大麻素受体1(cannabinoid receptor 1,CB1R)调控肠道运动、免疫反应和肠道通透性。近年来的研究表明,CB1R在肥胖相关肠道通透性中起关键作用,且抑制CB1R可减少酒精诱导的脂多糖。然而,肠道CB1R在酒精引发的肠道通透性增加中的具体机制尚未被深入研究。
本研究旨在探讨肠道上皮细胞特异性CB1R在酒精暴饮引发的肠道通透性增加中的作用。通过基因敲除小鼠模型和药理学实验,研究发现酒精通过激活肠道CB1R-ERK1/2信号通路,下调紧密连接蛋白,导致肠道通透性增加。这一发现不仅揭示了酒精损害肠道屏障的新机制,还为开发外周选择性CB1R拮抗剂治疗ABD提供了理论依据。
第二部分:CB1R——肠道通透性增加的“幕后黑手”
CB1R是什么?
CB1R是大麻素系统中的一种重要受体,广泛分布于中枢神经系统和周围组织中。它通过与内源性大麻素结合,调节多种生理功能,包括食欲、疼痛感知、情绪调节等。近年来,科学家们发现CB1R在肠道中也扮演着重要角色,尤其是在调节肠道运动和免疫反应方面。
酒精如何激活CB1R?
在这项新研究中,研究人员发现酒精摄入后,肠道中的内源性大麻素水平显著升高。这些内源性大麻素通过与肠道上皮细胞中的CB1R结合,激活了ERK1/2信号通路,进而导致紧密连接蛋白的表达下降,最终引发肠道通透性增加。
CB1R的“双重身份”
有趣的是,CB1R不仅在肠道上皮细胞中表达,还在大脑中广泛分布。为了避免中枢神经系统的影响,研究人员特别开发了肠道上皮细胞特异性CB1R敲除小鼠,并发现这些小鼠在酒精摄入后,肠道通透性显著降低。这一结果进一步证实了肠道上皮细胞中的CB1R在酒精引发的肠漏中起到了关键作用。
药理学验证CB1R拮抗剂的效果?
为了进一步验证CB1R的作用,研究人员使用了一种外周选择性CB1R拮抗剂——(S)-MRI-1891。这种药物能够特异性地阻断肠道中的CB1R,而不影响大脑中的CB1R功能。实验结果显示,(S)-MRI-1891能够显著减少酒精引发的肠道通透性增加,并且在肠道上皮细胞特异性CB1R敲除小鼠中无效。这一发现为未来开发针对ABD的药物提供了新的思路。
图1:肠道CB1R在酒精诱导的肠漏中的作用机制示意图。左侧表示“酒精暴饮引发的肠道通透性增加”:酒精摄入后,肠道中的内源性大麻素水平升高,内源性大麻素与肠道上皮细胞中的CB1R结合,激活CB1R信号通路。CB1R激活后,下游的ERK1/2信号通路被激活,随后导致紧密连接蛋白表达下降,最终破坏了肠道屏障功能,导致“肠漏”现象,使有害物质(如细菌和毒素)通过肠道壁进入血液循环。右侧表示“CB1R基因缺失或药理学抑制的作用”:(1)CB1R基因缺失:肠道上皮细胞特异性CB1R敲除小鼠中,CB1R信号通路被阻断。(2)CB1R药理学抑制:使用外周选择性CB1R拮抗剂(如(S)-MRI-1891)抑制CB1R活性。CB1R的缺失或抑制阻断了ERK1/2信号通路的激活,使得紧密连接蛋白的表达恢复正常,恢复改善了肠道屏障功能,减少了肠道通透性,阻止了有害物质的泄漏。
来源:原文图6
第三部分:肠道CB1R与肝脏疾病——是敌是友?
肠道通透性与肝脏疾病的关系
肠道和肝脏之间通过“肠-肝轴”紧密相连。肠道通透性增加会导致肠道内的细菌和毒素进入门静脉系统,进而引发肝脏炎症和纤维化。因此,肠道通透性的增加被认为是ALD和代谢功能障碍相关性脂肪性肝病(metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease,MASLD)的重要发病机制之一。
CB1R在肝脏疾病中的作用
尽管肠道CB1R在酒精引发的肠漏中起到了关键作用,但研究人员发现,肠道CB1R的缺失并没有显著改善ALD或MASLD的进展。这一结果提示,虽然肠道通透性增加是肝脏疾病的重要诱因之一,但肝脏疾病的发病机制远比我们想象的要复杂。
多靶点治疗的必要性
肝脏疾病的发病机制涉及多个环节,包括肠道通透性增加、免疫系统失调、代谢紊乱等。因此,单纯针对肠道CB1R的治疗可能不足以完全逆转肝脏疾病的进展。未来的治疗策略可能需要综合考虑多个靶点,才能有效改善肝脏健康。
第四部分:未来展望——CB1R拮抗剂的治疗潜力
CB1R拮抗剂的优势
与传统的CB1R拮抗剂(如rimonabant)不同,(S)-MRI-1891是一种外周选择性CB1R拮抗剂,能够特异性地阻断肠道中的CB1R,而不影响大脑中的CB1R功能。这意味着它不会引发中枢神经系统的副作用(如焦虑、抑郁等),具有更好的临床应用前景。
未来的研究方向
这项研究为我们揭示了CB1R在酒精引发的肠漏中的关键作用,但仍有许多问题需要进一步探索。例如,CB1R在肠道上皮细胞中的具体表达位置(顶膜还是基底膜)尚不明确;此外,CB1R在不同肠道疾病(如炎症性肠病、肥胖等)中的作用也有待进一步研究。
总结
酒精引发的肠道通透性增加是一个复杂的病理过程,涉及多种分子机制。这项研究为我们揭示了CB1R在这一过程中的关键作用,并为未来制定针对ABD的治疗策略提供了新的思路。随着对CB1R功能的进一步研究,我们有望开发出更加精准、有效的治疗方法,帮助深受酒精相关疾病困扰的患者群体。
引证本文
Maccioni L, et al. Gut cannabinoid receptor 1 regulates alcohol binge-induced intestinal permeability. eGastroenterology 2025;0:e100173.
https://doi.org/10.1136/egastro-2024-100173