IF26.5!近日新篇!南京中医药大学用“多组学+单细胞+公共数据库”拿下《Nature》子刊!

做心血管生信的朋友，这两年应该对“肠-心轴”这个概念不陌生了。肠道菌群代谢物影响心脏疾病，这个方向从数据到机制的发文量都在快速增长。但说实话，很多文章还停留在“相关性”阶段——测了16S、做了代谢组、看到了某些代谢物变化，然后就说“菌群参与了心脏损伤”。但问题是：菌群变化是原因还是结果？肠道屏障破坏是驱动因素还是伴随现象？免疫调节是局部的还是全身性的？今天拆的这篇，我觉得是“肠-心轴”机制研究的一个非常完整的范本。它发在 Pharmacological Research 上，IF大概在9-10分区间，药理学领域的正经期刊。

团队来自加拿大约克大学等多个机构。他们用一个脂联素受体激动剂ALY688，在心肌缺血再灌注（IR）损伤模型中，同时盯住了心脏和肠道两个器官，把“ALY688→巨噬细胞TGFβ→Treg分化→心脏炎症抑制”和“ALY688→RORγt/IL-17A→肠道屏障增强→内毒素易位减少”两条机制线串在一起，形成了一套完整的“肠-心轴”双向调控故事。我读完最大的感受是：这篇文章的“多器官机制”不是两张皮，而是一个完整的闭环——心脏损伤导致肠道屏障破坏，肠道菌群代谢物入血加重心脏炎症；ALY688同时打断这个循环的两个环节。

这个代谢组数据让我有点意外。活性RA血清里缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和它们的分解产物BCKA全线下调，跟缓解期差异非常明显。而且血清BCAA和BCKA跟DAS28-ESR这些疾病活动度指标负相关，说明代谢紊乱程度跟病情严重程度是挂钩的。更有意思的是滑膜液里BCAA没变但BCKA高了，说明不是系统性缺乏，是局部消耗加快。单细胞和免疫荧光定位到CD68+巨噬细胞（图1）。

图1. BCAT2在滑膜巨噬细胞中上调，将BCAA分解代谢与活动性RA联系起来

180例样本的代谢组，样本量在临床研究里算大的，统计效力没问题。但横断面设计只能看相关性，分不清因果。另外mRNA和蛋白高不等于酶活性高，这个点后面需要补酶活测定。

单细胞分群做了6个巨噬细胞亚群。最让我注意的是ISG15_Macs在活性RA里显著增多，而TREM2_Macs在缓解期多。BCAA分解代谢评分最高的就是ISG15_Macs，BCAT2是leading-edge基因。SCENIC预测IRF1是BCAT2上游，后面实验证实IFNγ（不是IFNα）通过IRF1驱动BCAT2。多重免疫荧光证实活性RA滑膜里CD68+ISG15+BCAT2+细胞比缓解期多2.7倍（图2）。

单细胞整合了23个样本，分群工作做得挺细的。但ISG15_Macs到底是不是致病的直接证据还缺，目前只是相关性。IFNγ的来源也没确定，滑膜里可能是T细胞或者NK细胞产的。

体外实验做得挺全。BCAA剥夺以后TNF和IL-1β分泌减少，蛋白质组显示ISGs（IFI6、IFI27、ISG15）下调，干扰素信号通路被抑制了。BCAT2敲低导致STAT1/STAT2磷酸化降低，但有意思的是补BCKA能恢复，说明BCAT2的酶产物是真正的效应分子。过表达BCAT2则增强炎症（图3）。

这个实验设计很聪明，因为BCAA剥夺本身可能引起应激反应，影响eIF2α磷酸化，所以单纯看BCAA剥夺的结果不能全归因于BCAT2。敲低BCAT2再补BCKA这个设计把问题聚焦到了BCAT2的酶活性上。