安格斯大学：粪便来源的细胞外囊泡参与了导致肝脏疾病的屏障功能障碍

背景

非酒精性脂肪性肝病 (NAFLD)是目前公认的主要慢性肝病，在全球范围内的患病率为25%。NAFLD的特征是存在脂肪变性，从而导致脂肪毒性。肝脏脂毒性先于肝脏炎症，并增加出现不可逆非酒精性脂肪性肝炎 (NASH)的易感性。NASH与纤维化生成相关，导致肝功能损害和疾病加重。在这方面，NASH可在21%~26%的病例中导致肝硬化，在2.6%和12.8%的病例中可能演变为肝细胞癌。

图形摘要. 总结了NASH fEVs效应的结果和结论

简介

2023年1月28日，来自法国安格斯大学的Lionel Fizanne及其团队在J Extracell Vesicles (IF: 17.337)杂志上发表名为Faeces-derived extracellular vesicles participate in the onset of barrier dysfunction leading to liver diseases的研究[1]。

主要结果

粪便源性的细胞外囊泡的特征

我们使用电子显微镜确认了nNnN、NAFLD和NASH样本中粪便源性的细胞外囊泡 (fEVs)的形态 (图1a)。nNnN患者的fEVs、NAFLD患者的fEVs和NASH患者的fEVs显示出相似的大小和模式大小分布 (图1b和c)。与NASH患者相比，nN受试者的粪便颗粒/克数更大 (图1d)。与NAFLD和NASH fEVs相比，nNnN fEVs的平均蛋白质含量更高 (图1e)。有趣的是，与nNnN fEVs相比，NAFLD和NASH fEVs的LPS含量更高 (图1f)。GPA-33 (肠细胞的特异性标记物)以及CD63和CD81 (真核EVs的特异性标记物)存在于所有类型的fEVs中，而LTA (革兰氏阳性细菌的特异性标记物)仅在NASH fEVs中表达 (图1g)。

图1. 非NAFLD/非NASH (nNnN)供体或NAFLD (NF)/NASH (NS)患者粪便源性的细胞外囊泡 (fEVs)的特征

NASH fEVs增加内皮通透性并诱导内皮炎症

在HAoECs中，nN和NAFLD fEVs对TEER值或单核细胞迁移没有影响；然而，与赋形剂、nNnN和NAFLD fEV相比，NASH fEV降低了TEER值，并且与赋形剂和nNnN fEV相比，单核细胞迁移增加 (图3a,b)。TAK-242不改变NAFLD fEV刺激后内皮细胞通透性和TEER值或单核细胞迁移。有趣的是，TAK-242阻止了TEER值的降低 (图3c)，并增加了由NASH fEVs诱导的单核细胞迁移 (图3d)。与nNnN fEV刺激相比，NAFLD fEV刺激不会改变趋化因子/细胞因子的产生 (图3e-g)。相比之下，与nNnN fEV相比，NASH fEV刺激诱导促炎细胞因子IL-6和IL-8 (图3e)、趋化因子 (C-C基序)配体2 (CCL2) (图3e)、粒细胞集落刺激因子 (G-CSF)和粒细胞巨噬细胞集落刺激因子 (GM-CSF) (图3f)的产生显著增加。使用多重分析法证实了NASH fEV刺激后IL-6和CCL2的生成增加。此外，细胞因子阵列分析显示，TAK-242 (而非nmMLCK)对TLR4受体的抑制作用会降低NASH fEVs升高IL-6、IL-8、CCL2和CXCL1的能力。因此，NASH fEVs可能通过作用于TLR4 (可能通过其携带的LPS)诱导内皮通透性、单核细胞转胞和炎症。

图3. NASH (NS)粪便衍生的细胞外囊泡 (fEVs)通过TLR4依赖通路增加内皮通透性并诱导体外内皮炎症

nmMLCK缺失可防止NASH粪便衍生的细胞外囊泡 (fEVs)诱导的肠道通透性增加

在胃内给药fEVs后，使用Ussing室测量体内小鼠道肠通透性 (图7a)。与对照组相比，使用nN和NAFLD fEVs治疗的野生型小鼠在回肠中没有表现出更大的磺酸流量。与对照组、nNnN fEVs和NAFLD fEVs相比，使用NASH fEVs治疗的野生型小鼠回肠中的磺酸流量更大，这与纤维化而非脂肪变性的趋势增加有关 (图7b-d)。重要的是，nmMLCK缺失完全保护小鼠抵抗NASH fEV治疗引起的回肠通透性增加 (图7b)。nN、NAFLD和NASH fEV治疗没有能增加野生型和nmMLCK-/-小鼠空肠、近端结肠和远端结肠中的磺酸流量。

图7. 在体内，非肌性肌球蛋白轻链激酶 (nmMLCK)缺失可防止NASH fEVs诱导的肠道通透性增加

结论及展望

粪便细胞外囊泡 (EVs)和小循环Evs (fEVs)在非酒精性脂肪性疾病 (NAFLD)和非酒精性脂肪性肝炎 (NASH)等肝病中的作用尚未得到证实。分离并表征了健康供体、NAFLD和NASH患者的fEVs和cEVs。在肠细胞、内皮细胞、Kupffer细胞和星状细胞中评估了EVs的作用。在体内使用了非肌性肌球蛋白轻链激酶 (nmMLCK)缺陷型小鼠。通过16s rDNA基因测序分析了fEVs的细菌来源，发现fEVs和小型cEVs由原核和真核来源组成，且只有NASH-fEVs产生有害作用。NASH-fEVsv增加了肠道的通透性，减少了nmMLCK抑制所阻止的紧密连接蛋白的表达，增加了内皮细胞的通透性，以及需要TLR4/脂多糖途径的炎症细胞因子和趋化因子。NASH-fEVs和NASH-cEVs激活肝星状细胞的促纤维化和促炎蛋白。在野生型小鼠中，使用NASH-fEVs治疗引起肠通透性增加，而在nmMLCK缺陷小鼠中未引起。NAFLD和NASH患者之间fEVs的细菌来源不同，16个扩增子序列变异体的丰度存在差异。我们证明，fEVs积极参与导致肝损伤的屏障功能障碍，强调了fEVs携带的nmMLCK和脂多糖的作用。

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jev2.12303

转自：“生物医学科研之家”微信公众号

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