《Redox Biology》：Hyodeoxycholic Acid Attenuates Atherosclerosis by Antagonizing FXR and Modulating the PD-1/mTORC1 Signaling Axis
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动脉粥样硬化是全球心血管疾病的主要诱因，传统疗法的局限性亟待突破。本研究揭示了一种次级胆汁酸——猪去氧胆酸(HDCA)的抗动脉粥样硬化新机制。研究人员通过临床队列、小鼠模型及分子实验发现，HDCA通过拮抗法尼醇X受体(FXR)，进而调控Treg细胞的程序性死亡受体1(PD-1)/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)信号轴，驱动Treg细胞的代谢重编程（向糖酵解转变）并增强其向斑块的迁移能力，从而减轻斑块负荷和炎症反应。该研究为治疗动脉粥样硬化提供了全新的免疫代谢干预靶点。
想象一下，我们体内的血管像纵横交错的高速公路，负责运送氧气和养分。然而，当过多的“垃圾”——主要是胆固醇等脂质——堆积在血管壁上，就会形成动脉粥样硬化斑块，就像路面上出现了影响交通的障碍物。随着时间的推移，斑块可能变得不稳定，甚至破裂，引发心肌梗死或中风，这是全球最主要的致死致残原因之一。目前，以他汀类药物为主的降脂疗法虽能有效控制血脂，但对于已形成的斑块炎症和免疫紊乱效果有限。因此，科学家们一直在寻找能从根源上调节血管内免疫平衡的新策略。
近日，一项发表在《Redox Biology》上的研究为我们带来了新希望。研究团队发现，一种名为猪去氧胆酸(Hyodeoxycholic Acid, HDCA)的胆汁酸，能够通过一条新颖的“免疫代谢”通路，有效抑制动脉粥样硬化。研究思路源于一个观察：动脉粥样硬化患者和模型小鼠的血液中，HDCA水平都显著降低。这提示HDCA可能与疾病进程有关。那么，补充HDCA是否能治疗疾病？如果能，它又是如何发挥作用的呢？
为了回答这些问题，研究人员运用了多层次的实验策略。他们首先在临床样本（43名参与者的血液和动脉组织）和动物模型（高脂饮食诱导的ApoE-/-小鼠）中验证了HDCA水平与疾病及Treg细胞（一类具有免疫抑制功能的T细胞）数量的相关性。接着，他们通过体内外实验，结合过继性T细胞转移、基因敲除（如CRISPR/Cas9敲除FXR基因）、蛋白印迹、流式细胞术、代谢通量分析（如Seahorse检测细胞耗氧率OCR和细胞外酸化率ECAR）、免疫荧光/组化、以及代谢组学分析等技术，系统探究了HDCA如何通过作用于FXR和PD-1/mTORC1信号轴来重塑Treg细胞的代谢与功能。这些方法共同揭示了一个从分子到整体的清晰作用链条。
研究人员开展了一系列实验，得出了以下关键结果：
1. HDCA改善AS的病理特征并增强Treg向斑块的浸润
临床分析发现，动脉粥样硬化患者血清HDCA水平降低，且与疾病活动度呈负相关。高HDCA水平患者动脉内膜厚度和斑块负荷更小，且斑块内Foxp3+Treg细胞浸润更多。在小鼠模型中，补充HDCA能减轻斑块脂质沉积、改善血流动力学参数、降低促炎因子（IL-6, TNF-α）水平，并特异性促进Treg细胞向斑块迁移，而不影响其在脾脏的数量或其它免疫细胞（如CD11c+细胞）的募集。使用抗CD25抗体清除Treg会抵消HDCA的保护作用，证明其疗效依赖于Treg细胞。
2. FXR依赖性的Treg调节是HDCA介导动脉保护作用的基础
机制研究发现，HDCA是FXR的拮抗剂。通过CRISPR/Cas9技术敲除Treg细胞中的FXR基因后，HDCA对Treg细胞的促迁移作用及其带来的斑块减轻、抗炎因子（如IL-10）上调等益处均消失。相反，在FXR过表达小鼠中，HDCA的益处更为明显。这表明HDCA的免疫调节作用严格依赖于其对Treg细胞上FXR的抑制。
3. 体外HDCA处理改变Treg细胞的代谢谱
代谢分析显示，HDCA处理使Treg细胞从依赖线粒体氧化磷酸化(Oxidative Phosphorylation, OXPHOS)和脂肪酸氧化(Fatty Acid Oxidation, FAO)的状态，转向更依赖糖酵解(Glycolysis)的状态。具体表现为耗氧率(OCR)和脂肪酸/谷氨酰胺氧化率下降，而细胞外酸化率(ECAR)、葡萄糖摄取、己糖激酶1(HK1)表达和乳酸分泌增加。同时，细胞内ATP水平短暂升高，为细胞迁移提供能量。这些代谢重编程同样依赖于FXR。
4. HDCA-FXR轴调节AS中的脂质稳态和炎症
HDCA处理降低了Treg细胞内乙酰辅酶A(Acetyl-CoA)水平和关键脂肪生成基因（如FASN, ACC, SREBP-1c）的表达，抑制了新生脂肪生成。它还下调了促炎信号分子STAT1的磷酸化和下游细胞因子IL-21的表达。在动物整体层面，HDCA能降低血浆胆固醇和甘油三酯水平，改善脂质组成（提高多不饱和脂肪酸/饱和脂肪酸比例），并增强斑块稳定性（增加COL1A1沉积，减少MMP2表达）。这些效应在FXR敲除小鼠中均消失。
5. HDCA与PD-1阻断协同通过mTORC1优化Treg细胞的代谢适应性和保护能力
研究发现HDCA能下调Treg细胞表面的PD-1表达。单独使用PD-1阻断抗体能减少斑块脂质沉积和坏死核心面积，并促进Treg向斑块迁移。这种效应依赖于mTORC1信号，因为敲低mTORC1的关键组分Raptor会消除PD-1阻断带来的益处。代谢上，PD-1阻断增强了糖酵解并抑制了线粒体呼吸，同时下调了脂肪酸氧化关键酶CPT1a，并激活了ERK和S6K磷酸化及RAC表达。HDCA与PD-1阻断在促进Treg糖酵解、抑制氧化磷酸化、激活pERK/pS6K信号以及增强抗炎因子（IL-10, IL-35）产生方面具有协同作用。
6. ZNF671在HDCA/FXR介导的Treg细胞代谢和迁移适应中的调节作用
研究鉴定出锌指蛋白671(ZNF671)是HDCA/FXR下游的一个关键转录调控因子。HDCA能降低Treg细胞中ZNF671的表达，而FXR敲除则使其对HDCA无反应。敲低ZNF671能模拟HDCA的效应，即减少脂质沉积和病变面积，增强抗炎因子（IL-10, IL-35）分泌，促进Treg迁移，并抑制氧化磷酸化。机制上，ZNF671缺失增强了STAT5的磷酸化激活，将代谢重编程与Treg的功能可塑性联系起来。
7. HDCA调节Treg细胞的代谢通路和疾病相关特征
广泛的代谢组学分析显示，HDCA处理显著改变了Treg细胞内的氨基酸和脂肪酸谱，例如降低了精氨酸(Arginine)水平，提高了亚油酸(Linoleic acid)比例。通路富集分析表明，这些变化与白细胞跨内皮迁移、流体剪切应力、动脉粥样硬化以及mTOR信号通路等密切相关。
综上所述，本研究系统阐明了HDCA缓解动脉粥样硬化的新机制：动脉粥样硬化患者体内HDCA水平降低；补充HDCA可通过拮抗Treg细胞上的FXR受体，解除其对PD-1/mTORC1信号轴的抑制，从而驱动Treg细胞发生代谢重编程，从氧化代谢转向糖酵解，获得更强的迁移能力和免疫抑制功能，进而更有效地浸润动脉斑块，改善局部炎症和脂质代谢，最终稳定并缩小斑块。研究还发现转录因子ZNF671是此通路下游的关键效应分子。
在讨论部分，作者强调了该研究的创新性：首次揭示了胆汁酸HDCA通过FXR-PD-1/mTORC1轴调控Treg细胞免疫代谢的新功能，为治疗动脉粥样硬化提供了全新的“免疫代谢”干预思路。将传统的代谢调节分子（胆汁酸）与关键的免疫检查点（PD-1）和代谢枢纽（mTORC1）联系起来，具有重要的理论价值。同时，作者也指出了研究的局限性，如临床队列样本量中等、缺乏饮食和肠道菌群数据、PD-1阻断的协同效应仅用了单一剂量验证、以及HDCA通过腹腔给药等，这些都为未来更深入的转化研究指明了方向。该研究确立了HDCA–FXR–PD-1/mTORC1轴作为动脉粥样硬化治疗的新靶标，为开发基于免疫代谢调节的心血管疾病新疗法奠定了坚实基础。
