缺血性心脏病是全球患病率和致死率最高的疾病,主要由冠状动脉堵塞引发急性心肌梗死(Acute myocardial infarction,AMI)所致。目前临床治疗以经皮冠状动脉介入(Percutaneous coronary intervention,PCI)等血液重建手段为主,但再灌注过程本身可能诱发缺血/再灌注(Ischemia/reperfusion,I/R)损伤。尽管其机制涉及钙超载、氧化应激和炎症反应,最终导致心肌细胞死亡及心功能障碍,临床仍缺乏有效干预策略。AMI后心脏泵血功能下降可致多器官灌注不足,引发远端器官损伤。肠道菌群作为维持机体稳态的重要微生态系统,近年被提示,参与心血管疾病发生发展。然而,肠道微生物是否及如何调控急性心脏I/R损伤,目前尚不明确。
2026年 3 月3 1 日 ,来自北京大学基础医学院/ 北京大学第三医院张岩研究员和董尔丹院士团队,联合大连医科大学第一附属医院杨晓蕾主任医师和北京大学第三医院张辛主任医师等多学科团队,在 Cell Host & Microbe 在线刊发了题为Bacteroides acidifaciensExacerbates Cardiac Ischemia/Reperfusion Injury via the Microbial-Host Isozyme DPP4的研究论文。该研究揭示了肠道微生物通过“肠-心轴”调控心脏I/R损伤的全新机制,为缺血性心脏病的防治提供了新的生物标志物和潜在治疗靶点。
研究者通过建立小鼠不同时程心脏I/R损伤模型,发现菌群组成显著改变。通过不同时间点菌群的粪便微生物移植检测其对I/R损伤的影响,发现仅急性I/R(1天)菌群具有明显加重效果。借助16S rRNA测序和序列比对进行物种水平分析,发现酸性拟杆菌( Bacteroides acidifaciens , Ba )在I/R早期(1天)显著富集。通过菌株灌胃实验,确定酸性拟杆菌可加重I/R后心脏损伤。
机制研究表明,心脏I/R损伤时心输出量下降,引发肠道局部缺氧,进而促进肠上皮细胞产生乳酸。肠腔内积累的乳酸为酸性拟杆菌提供了有利的增殖环境,使其特异性扩增。更重要的是,酸性拟杆菌可产生一种与宿主类似的酶(菌源宿主同工酶)——二肽基肽酶4(BaDPP4)。当I/R损伤导致肠道屏障受损时,BaDPP4进入血液循环,降解具有心脏保护活性的多肽(如胰高血糖素样肽-1),从而放大心肌损伤。而使用菌源DPP4抑制剂蝙蝠葛苏林碱(Daurisoline)治疗,可显著抑制DPP4活性从而恢复心功能,降低心肌细胞死亡,减轻心脏I/R损伤。
在临床转化方面,研究团队收集了接受PCI治疗的AMI患者粪便和血浆样本,发现患者粪便DPP4活性显著升高,并与左心室功能呈负相关,与心肌损伤标志物呈正相关。宏基因组测序结果显示,AMI患者肠道中酸性拟杆菌的丰度以及BaDPP4丰度均显著高于健康对照,且BaDPP4丰度与临床心肌损伤指标密切相关,提示酸性拟杆菌及DPP4活性是潜在的疾病预测标志物。
综上所述, 该研究首次揭示了“心脏缺血-肠道缺氧-乳酸累积-酸性拟杆菌扩增-BaDPP4入血-GLP-1降解-加剧心肌损伤”这一全新的肠-心轴调控网络。 研究不仅揭示了肠道微生物如何感知心脏损伤并反作用于心脏的分子机制,还提出微生物来源的DPP4(BaDPP4)作为心脏I/R损伤的潜在预后生物标志物和干预靶点。重要的是,针对微生物DPP4的特异性抑制剂Daurisoline能够在体内有效减轻心肌I/R损伤,而传统靶向宿主DPP4的药物可能因无法抑制微生物DPP4而效果有限。这一发现为缺血性心脏病的治疗开辟了新的方向——通过调控菌源宿主同工酶来保护心脏。本研究不仅加深了我们对“肠-心轴”在急性心脏损伤中作用的理解,也为临床上预防和治疗心肌I/R损伤提供了基于菌源宿主同工酶靶点的新策略。
北京大学第三医院 心内科 张俊霞 副研究员 、北京大学基础医学院 刘长允 博士 生 和北京大学第三医院 心内科汪 宇鹏 主任医师 为 该 文章的共同第一作者。 此外,本研究得到了北京大学基础医学院姜长涛教授、汪锴研究员、 北京大学第三医院 王贵松教授、赵威主任医师和肖晗研究员的大力支持与帮助。
原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312826001204
制版人: 十一
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