炎症与组学_代谢组学_空间代谢组学_离子组学_卵白质组学

炎症相关介质

氧化脂质是多不饱和脂肪酸发生自动氧化或在特定酶的作用下生成的一系列氧化代谢产物，包括前列腺素（prostaglandin, PG）类，白三烯（leukotriene, LT）类，脂氧素（lipoxin, LX）类，�；に兀╬rotectins DX, PDX）等。氧化脂质是炎症介质中最主要的一类，它既可以抗炎，也可以促炎，如前线腺素可调理炎症，白三烯类可促炎，ω-3脂肪酸衍生的剖析素和�；に乜梢种蒲字�，增进炎症的剖析和组织修复。

在炎症最先时，爆发促炎症氧化脂质，而在炎症消退时代，SPM大宗合成，包括有脂氧素，消退素（resolvins）等。SPM不但可以作为终止炎症反应的信号，还可以增进巨噬细胞吞噬殒命细胞以加速炎症的消退，在急性炎症（如脓毒症、肺损伤和缺血再灌注损伤）和慢性炎症（如哮喘和阿尔茨海默�。┲械闹饕；ぷ饔靡驯黄毡楸ǖ�^[6]。

前线腺素是一类花生四烯酸氧化产品，环氧化酶（cyclooxygenase, COX）将花生四烯酸（arachidonic acid, AA）转化为前线腺素中心代谢产品PGG2和PGH2，再天生种种有活性的前线腺素。有些前线腺素具有增进其他扩血管因子的作用，有些前线腺素能诱导血小板的转移，施展凝血作用，其中促炎性前线腺素可引起炎症反应、发热和疼痛。阿司匹林的抗炎就是使用的这个原理，它使COX的丝氨酸位点乙�；�，导致COX酶失活，因此前线腺素的合成被抑制，炎症反应即被阻断。在种种非甾体抗炎药（non-steroidal anti-inflammatory drugs, NSAID）中，阿司匹林是最著名的^[7]。

短链脂肪酸

短链脂肪酸（Short chain fatty acids, SCFAs）指分子结构中碳原子数小于6的脂肪酸，常见的短链脂肪酸有乙酸、丙酸、丁酸和戊酸，是肠道微生物的主要代谢产品。

短链脂肪酸在宿主的康健和疾病中施展着主要的作用。首先，SCFAs是结肠和回肠细胞的要害能量泉源，通过调理相关基因表达影响肠上皮屏障和防御功效。其次，SCFAs调理固有免疫细胞的功效，以加入免疫系统，如巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞。另外，SCFAs还可以调理T细胞和B细胞的分解以及它们介导的抗原特异性顺应性免疫^[8] 。

人类溃疡性结肠炎和其他结肠炎的一个特征是康健菌群（如双歧杆菌和细菌）爆发转变，同时SCFA s镌汰。早在2009年，澳大利亚加文医学研究院的Kendle M Maslowski等人在nature上揭晓的研究显示，SCFAs与G卵白偶联受体43（G protein-coupled receptor 43, GPR43）团结是某些炎症反应消退所必需的，在缺乏GPR43（GPR43?/?) 的结肠炎、枢纽炎和哮喘模子中，小鼠的炎症会加重或无法消退。无菌小鼠缺乏细菌，险些不表达SCFAs，对某些炎症反应也体现出类似的失调。SCFAs与GPR43团结可能在饮食、胃肠道细菌代谢、免疫和炎症反应之间提供分子联系^[9]。

丁酸是研究的最多的一种短链脂肪酸，已有研究批注丁酸具有抗炎的作用。2022年北京大学人民医院栗占国课题组在science advance揭晓了丁酸调控类风湿性枢纽炎的研究效果，通过一种新的宏基因组剖析算法“类配对算法”发明类风湿患者体内产丁酸菌显著镌汰而耗丁酸菌显着增添。作者又举行了类风湿枢纽炎患者粪便及血液的代谢组学和动物模子研究，效果显示患者的血液、粪便中丁酸浓度低于康健人，在模子小鼠的饮食中增补丁酸盐可以显著抑制枢纽炎的爆发^[10]。

胆汁酸

胆汁酸加入肠乳、消化和吸收脂质等历程。当胆汁酸浓度过高时，会损害细胞并引起炎症，如胆汁淤积性肝病。在20年前发明胆汁酸受体后，胆汁酸被以为是信号分子。胆汁酸及其受体除了具有调理胆汁酸、外生物和营养物质代谢的作用外，还具有免疫调理特征，并被以为是肝脏炎症性疾病的治疗靶点。

2019年，美国哈佛医学院以小鼠为实验工具开展了两项自力的研究，发明胆汁酸可以增进几种加入炎症调理并与肠道炎症有关的T细胞的分解和活性，还展现了将胆汁酸转化为免疫信号分子的要害作用，为调理肠道炎症提供了一种潜在的治疗途径。

在第一项揭晓在nature上的研究中，哈佛医学院免疫学家Jun Huh及其团队将未分解的小鼠T细胞袒露在多种胆汁酸代谢产品中，发明两种胆汁酸会对T细胞爆发差别的作用：一种增进调理性T细胞（Treg细胞）分解，另一种脱氢石胆酸（dehydrolithocholic acid, 3-oxoLCA）抑制辅助性T细胞17（Th17细胞）分解^[11]； 2022年Jun Huh及其团队又在nature揭晓了第二篇关于胆汁酸与肠道炎症的研究效果，该研究叙述了可以爆发3-oxoLCA的肠道细菌种类，并且3-oxoLCA与炎症性肠�。╥nflammatory bowel disease, IBD）这些炎症性疾病的关系。文章中判断出了能爆发3-oxoLCA和另一种相关胆汁酸代谢物异石胆酸（isolithocholic acid, isoLCA）的人类肠道细菌，还找到了他们合成途径中的要害细菌酶，诠释了他们对TH17细胞调控的分子机制以及与IBD的相关性^[12]。第二项揭晓在nature上的研究中，哈佛医学院布拉瓦尼克研究所免疫学教授Dennis Kasper及其团队的实验效果批注微生物和饮食可以协同作用来修饰胆汁酸，进而影响小鼠结肠中的Treg细胞水平，还发明缺乏胆汁酸或胆汁酸传感卵白会导致结肠Treg细胞水平低下，使小鼠容易患上炎症性肠炎^[13] 。现在大都对胆汁酸及肠道微生物的研究着重于宏基因组学或者代谢组学，未来应该整合这些数据，以诠释肠道微生物的品貌和功效与胆汁酸浓度之间的关系。总之，以肠道菌群-胆汁酸为靶点在炎症性肠病的治疗中有重大的潜力^[14]。

综上所述，炎症作为一种防御系统，与多种疾病有关，包括哮喘、枢纽炎、癌症、肥胖症、心脏病、结肠炎和神经系统疾病等，关于机体的生涯是必不可少的。在疾病爆发的历程中，由于熏染和损伤引起的炎症是最突出的反应形式。这种熏染和损伤带来的炎症反应对机体内的代谢历程也造成影响，刺激炎症相关介质的爆发。然而这些介质受到的调控路径和调控工具以及炎症的许多主要功效还没有被清晰的挖掘，这包括炎症在监测�；ず驮銮孔橹捌鞴俚亩胶狻⒐πШ徒峁雇暾苑矫娴淖饔�^[15]。而接纳多组学的研究手段举行深入的探索，有望为炎症作用机制的多样性、相关疾病诊断及抗炎治疗提供有力的组学数据支持。

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