Transcription factor Klf9 controls bile acid reabsorption and enterohepatic circulation in mice via promoting intestinal Asbt expression

引言

胆汁酸（Bile Acid，BA）作为脂类食物消化必不可少的物质，是机体内胆固醇代谢的最终产物。胆汁酸在肝脏合成后分泌至胆囊储存，并在进餐后排入肠道，帮助脂肪的消化和吸收。随后，大部分胆汁酸通过肠道重吸收并返回肝脏，这一过程称为胆汁酸的肠肝循环。胆汁酸稳态的维持依赖于肝脏与肠道间的复杂交互作用，而胆汁酸信号通路已成为治疗代谢性疾病的潜在靶点。近期，一项由天津医科大学等研究机构合作发表的研究揭示了转录因子Klf9在调控胆汁酸重吸收和肠肝循环中的关键作用。本文将对该文献进行详细解析，探讨其研究背景、方法、结果及意义。

一、研究背景

胆汁酸稳态的维持涉及多个器官和复杂的信号网络。肝脏是胆汁酸合成的主要场所，而肠道则负责胆汁酸的吸收和排泄。在肠道中，顶端钠依赖性胆汁酸转运蛋白（Apical Sodium-Dependent Bile Acid Transporter，ASBT）起着关键作用，它负责将胆汁酸从肠腔转运至肠细胞，是肠道胆汁酸吸收的限速步骤。胆汁酸被肠细胞重吸收后，通过门静脉系统返回肝脏，进一步参与代谢或排泄。

近年来，随着对胆汁酸代谢机制的深入研究，越来越多的转录因子被发现参与调控胆汁酸稳态。其中，Krüppel样因子（Krüppel-like Factors，KLFs）是一类具有锌指结构的核转录因子，广泛参与多种生物学过程的调控。KLF9作为KLFs家族的一员，已被报道在多种疾病中发挥重要作用，包括心血管疾病、代谢异常和癌症等。然而，关于KLF9在胆汁酸代谢中的功能尚不清楚。

 

二、研究方法

本研究采用生物化学、分子生物学和功能测定相结合的方法，系统探讨了Klf9在调控小鼠胆汁酸稳态中的作用。实验对象包括系统性Klf9缺陷（Klf9-/-）小鼠、肠道特异性Klf9敲除（Klf9vil-/-）小鼠和肠道Klf9转基因（Klf9Rosa26+/+）小鼠。通过测定不同组织（胆囊、粪便和血清）中的胆汁酸水平，评估Klf9对胆汁酸分布的影响。进一步，利用实时荧光定量PCR、蛋白质印迹和免疫组化等方法，检测Klf9对肠道Asbt表达的影响。最后，通过测定肝脏胆汁酸合成酶活性和Fgf15表达水平，探讨重吸收胆汁酸对肝脏胆汁酸合成的反馈调节作用。

三、研究结果

1. Klf9缺陷小鼠胆汁酸水平变化：研究发现，系统性Klf9缺陷（Klf9-/-）小鼠和肠道特异性Klf9敲除（Klf9vil-/-）小鼠胆囊和粪便中的胆汁酸水平显著升高，而血清中胆汁酸水平降低。这表明Klf9的缺失导致肠道胆汁酸重吸收减少，从而增加了胆汁酸在胆囊和肠道中的积累，并降低了血清胆汁酸水平。
2. Klf9转基因小鼠胆汁酸水平变化：相反，肠道Klf9转基因（Klf9Rosa26+/+）小鼠胆囊和粪便中的胆汁酸水平降低，而血清中胆汁酸水平升高。这表明Klf9的过表达促进了肠道胆汁酸重吸收，从而减少了胆汁酸在胆囊和肠道中的积累，并增加了血清胆汁酸水平。
3. Klf9对肠道Asbt表达的影响：通过实时荧光定量PCR和蛋白质印迹分析，研究发现Klf9能够显著促进肠道Asbt的表达。免疫组化结果显示，Klf9主要在回肠肠细胞中表达，并与Asbt共定位。这表明Klf9可能通过直接调控Asbt的表达来影响肠道胆汁酸重吸收。
4. 重吸收胆汁酸对肝脏胆汁酸合成的反馈调节作用：研究发现，肠道胆汁酸重吸收的增加会影响肝脏胆汁酸合成酶的活性。通过测定肝脏中Fgf15的表达水平，研究发现Fgf15作为胆汁酸响应因子，其表达水平随肠道胆汁酸重吸收的变化而调整。这表明重吸收的胆汁酸可通过调节Fgf15表达来影响肝脏胆汁酸合成酶的活性，从而维持胆汁酸稳态。

四、研究意义

本研究揭示了转录因子Klf9在调控小鼠胆汁酸重吸收和肠肝循环中的关键作用。通过促进肠道Asbt的表达，Klf9增强了肠道胆汁酸重吸收，从而影响了胆汁酸在胆囊、肠道和血清中的分布。此外，重吸收的胆汁酸还可通过调节Fgf15表达来影响肝脏胆汁酸合成酶的活性，维持胆汁酸稳态。这一发现不仅深化了对胆汁酸代谢机制的理解，还为治疗代谢性疾病提供了新的潜在靶点。

1. 胆汁酸代谢机制的新见解：本研究首次揭示了Klf9在胆汁酸代谢中的功能，为理解胆汁酸稳态的维持机制提供了新视角。Klf9作为转录因子，通过调控Asbt的表达来影响肠道胆汁酸重吸收，这一发现丰富了胆汁酸代谢调控网络的内容。
2. 代谢性疾病治疗的潜在靶点：胆汁酸信号通路已成为治疗代谢性疾病的潜在靶点。本研究表明，通过调控Klf9的表达或活性，可影响胆汁酸的代谢和分布，从而为代谢性疾病的治疗提供新的策略。例如，针对Klf9的激动剂或拮抗剂可能具有治疗肥胖、糖尿病等代谢性疾病的潜力。
3. 癌症治疗的潜在应用：值得注意的是，KLF9在多种癌症中发挥着重要作用。本研究虽然聚焦于胆汁酸代谢，但Klf9在癌症中的功能提示其可能具有更广泛的生物学意义。未来研究可进一步探讨Klf9在癌症发生、发展和转移中的作用及其机制，为癌症治疗提供新的思路。

五、未来研究方向

尽管本研究取得了重要进展，但仍有许多问题有待进一步探讨。例如，Klf9如何精确调控Asbt的表达？是否存在其他转录因子或信号通路与Klf9协同作用共同调控胆汁酸代谢？此外，Klf9在人类中的功能和调控机制是否与小鼠相似？这些问题都值得未来研究进行深入探讨。

同时，针对Klf9的药物研发也值得关注。通过筛选针对Klf9的激动剂或拮抗剂，并评估其在动物模型中的疗效和安全性，有望为代谢性疾病和癌症的治疗提供新的药物选项。

结论

本研究揭示了转录因子Klf9在调控小鼠胆汁酸重吸收和肠肝循环中的关键作用。通过促进肠道Asbt的表达，Klf9增强了肠道胆汁酸重吸收，并影响了胆汁酸在胆囊、肠道和血清中的分布。此外，重吸收的胆汁酸还可通过调节Fgf15表达来影响肝脏胆汁酸合成酶的活性，从而维持胆汁酸稳态。这一发现不仅为理解胆汁酸代谢机制提供了新的视角，还为治疗代谢性疾病和癌症提供了新的潜在靶点。未来研究将进一步探讨Klf9的功能和调控机制，并评估其作为药物靶点的潜力。

 

 

 

名称	货号	规格
MOUSE CD31 (PECAM-1) MAB	MA3105	500ug
FGF-15 (D-9)	sc-514647	200μg/ml
CLC Genomics Workbench, Desktop License	832000	1Kit
Rabbit anti-SLC10A2 Polyclonal Antibody	abs143593-50ul	50ul