免疫蛋白酶体抑制对杜氏肌营养不良症中的肠道-肌肉轴具有积极影响

《Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle》：Immunoproteasome Inhibition Positively Impacts the Gut-Muscle Axis in Duchenne Muscular Dystrophy

　　本研究利用mdx小鼠模型，探讨免疫蛋白酶体（IP）抑制剂ONX-0914对DMD肠道-肌肉轴的调控机制。通过抗生素处理和粪菌移植实验，发现ONX-0914显著改善肠道炎症、菌群失调及肠道屏障功能，同时增强肌肉线粒体活性（提高ETC复合物和TCA酶表达），减少肌肉纤维化（降低TGFβ水平）和炎症因子（如TNFα、IL-6）。菌群扰动实验证实其效果依赖肠道菌群完整性。结论指出IP抑制通过调节肠道菌群代谢重塑肌肉微环境，为DMD提供了新的菌群靶向治疗策略。

　　### 解读：免疫蛋白酶体抑制剂 ONX-0914 在杜兴肌肉营养不良症中的治疗潜力

杜兴肌肉营养不良症（Duchenne Muscular Dystrophy, DMD）是一种严重的遗传性肌肉疾病，其主要特征是肌肉纤维的进行性退化、炎症反应的加剧以及肌肉再生能力的受损。这种疾病不仅影响肌肉组织，还与肠道功能异常密切相关。近年来，越来越多的研究表明，肠道微生物群与免疫系统之间存在复杂的相互作用，这种相互作用不仅影响肠道的健康，还可能通过免疫-肌肉串扰影响全身的炎症状态和肌肉功能。因此，探索肠道微生物群与DMD之间的联系，以及通过调控肠道微生物群改善DMD的治疗策略，成为当前研究的热点。

在本研究中，科学家们关注了一种名为ONX-0914的免疫蛋白酶体（Immunoproteasome, IP）抑制剂，该药物在动物模型中已被证明能够有效调节炎症反应和线粒体功能。研究团队通过使用mdx小鼠模型，该模型是DMD的典型代表，模拟了人类DMD的主要病理特征，如肌肉纤维坏死、细胞浸润、脂肪沉积和纤维化等。通过实验分析，研究人员发现ONX-0914在肠道和肌肉组织中具有显著的治疗效果，这为DMD的新型治疗方案提供了重要的科学依据。

#### 肠道炎症的缓解与肠道微生物群的调节

研究首先评估了ONX-0914对肠道炎症环境的影响。结果显示，ONX-0914显著改善了肠道屏障功能，表现为减少FITC-dextran的泄漏，这说明肠道的通透性得到了一定程度的恢复。此外，ONX-0914促进了肠道蠕动功能，表现为粪便重量和体积的增加，这可能与肠道运动能力的增强有关。这些结果表明，ONX-0914能够有效缓解肠道炎症，并改善肠道功能。

进一步的实验显示，ONX-0914显著提升了JAM-A的表达，这是一种在维持肠道稳态中起关键作用的蛋白质。同时，研究发现ONX-0914增加了肠道中CD206+的M2型巨噬细胞数量，而CD68+的M1型巨噬细胞则有所减少。这说明ONX-0914可能通过调节巨噬细胞的极化状态，减轻肠道炎症反应。然而，当使用抗生素（ABX）破坏肠道微生物群时，这些效应被逆转，表明ONX-0914对肠道的治疗作用依赖于一个功能正常的肠道微生物群。

#### 肠道微生物群的改变与代谢调控

为了更深入地了解ONX-0914对肠道微生物群的影响，研究团队采用了宏基因组分析技术，对肠道微生物的组成进行了系统评估。结果显示，与C57Bl/6小鼠（正常对照组）相比，mdx小鼠的肠道微生物群存在显著的失衡现象。具体而言，mdx小鼠中一些关键的微生物物种如*Muribaculum gordocarteri*、*Duncaniella dubosi*和*Xylanibacter rodentium*的丰度明显降低，而其他非培养的微生物则有所增加。ONX-0914的治疗显著改变了这种失衡状态，使肠道微生物群趋向于更接近正常水平，特别是增加了与淀粉糖降解相关的代谢途径。

代谢组学分析进一步揭示了ONX-0914对肠道代谢物的影响。研究发现，ONX-0914显著提高了血清中谷胱甘肽、半乳糖、甘油、甘油醛和三羧酸循环（TCA）中间产物的水平，这表明该药物可能通过调节肠道微生物群，间接影响宿主的全身能量代谢。此外，研究还发现，ONX-0914能够诱导一些与细菌代谢物、脂肪酸合成和降解相关的代谢通路的富集，这可能对肌肉代谢产生深远影响。

#### 肌肉功能的改善与线粒体活动的增强

在肌肉组织中，ONX-0914的治疗效果同样显著。研究团队通过分析肌肉中线粒体相关蛋白的表达，发现ONX-0914能够提高电子传递链（ETC）和TCA循环酶的表达水平，从而增强线粒体的功能。这一结果在多种肌肉组织中均得到验证，包括胫骨前肌（TA）和横膈膜（DIA），这说明ONX-0914对肌肉线粒体活动的改善具有普遍性。

此外，ONX-0914还促进了肌肉纤维类型的转变，即增加了氧化/糖酵解型MyHC-IIa/IIx纤维的比例，同时减少了糖酵解型MyHC-IIb纤维的比例。这种转变表明，ONX-0914可能通过调节肌肉代谢途径，促使肌肉向更高效、更耐疲劳的氧化型纤维发展。同时，研究发现，ONX-0914治疗显著改善了肌肉的形态学特征，表现为肌肉纤维面积的增大，这可能是由于肌肉再生过程的增强。

#### 免疫调节与炎症反应的改善

在肌肉组织中，ONX-0914的治疗也显著影响了巨噬细胞的极化状态。研究发现，ONX-0914能够减少CD68+的M1型巨噬细胞数量，同时增加CD206+的M2型巨噬细胞数量，这表明该药物可能通过促进抗炎性巨噬细胞的募集，减少炎症反应。此外，通过RT-qPCR分析，研究团队还发现，ONX-0914能够显著降低一些促炎基因如*ccl2*和*vcam-1*的表达水平，这些基因通常与促炎性M1型巨噬细胞的激活和招募有关。

在蛋白质组学层面，研究发现ONX-0914治疗显著降低了MCP1、JAK-1和MEK-3等促炎性蛋白的水平，这进一步支持了其在调控炎症反应中的作用。同时，研究还发现，ONX-0914能够促进肌肉中mTOR及其下游效应因子4EBP1/4EBP1p的表达，这表明该药物可能通过激活mTOR通路，促进肌肉的合成和修复过程，从而改善肌肉功能。

#### 微生物群移植实验与治疗机制的验证

为了进一步验证ONX-0914对肌肉功能的改善是否依赖于肠道微生物群，研究团队进行了粪菌移植（FMT）实验。将mdx小鼠的肠道微生物群移植到另一组mdx小鼠体内后，发现ONX-0914对肌肉功能的改善效果显著减弱，说明其治疗作用确实与肠道微生物群的存在密切相关。这一结果也表明，肠道微生物群在DMD的病理过程中起着关键的调控作用。

此外，研究团队还发现，ONX-0914治疗能够显著降低血清中的肌酸激酶（CK）水平，这通常被视为肌肉损伤的标志。同时，ONX-0914治疗还显著降低了纤维化标志物TGFβ的表达水平，表明该药物可能具有抗纤维化的作用。这些结果进一步支持了ONX-0914通过调节肠道微生物群和代谢途径，改善肌肉功能和炎症状态的治疗机制。

#### 治疗潜力与未来方向

综上所述，本研究揭示了免疫蛋白酶体抑制剂ONX-0914在DMD治疗中的潜在价值。通过调节肠道微生物群，ONX-0914不仅能够改善肠道屏障功能和炎症状态，还能够通过影响宿主的代谢途径，促进肌肉线粒体功能的恢复，增强肌肉的氧化代谢能力，并改善肌肉形态和功能。这些发现为DMD的治疗提供了新的思路，即通过调控肠道微生物群来改善全身性炎症和肌肉损伤。

未来的研究可以进一步探索ONX-0914对肠道微生物群的长期影响，以及其对不同DMD亚型的治疗效果。此外，针对特定的微生物群和代谢产物进行干预，可能为开发更加精准的DMD治疗策略提供新的方向。本研究还强调了肠道与肌肉之间的紧密联系，提示我们关注肠道微生物群在慢性疾病中的作用，可能是未来医学研究的重要领域之一。