在一項新的研究中，來自日本理化學(xué)研究所、金澤大學(xué)、早稻田大學(xué)、岡山大學(xué)、九州大學(xué)和北里大學(xué)的研究人員研究了腎臟功能與腸道菌群之間可能存在的關(guān)聯(lián)性。為了評估急性腎損傷(acute kidney injury, AKI)對腸道菌群的影響，他們對AKI小鼠模型在遭受缺血/再灌注(ischemia/reperfusion, I/R)損傷后的糞便進(jìn)行腸道菌群分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)特定的腸道細(xì)菌受到AKI損傷的影響。此外，他們還探究了腸道菌群是否促進(jìn)AKI病變。他們誘導(dǎo)接受或未接受來自正常小鼠的糞便移植的無菌小鼠發(fā)生AKI損傷。相比于正常的B6小鼠，I/R損傷在無菌的B6小鼠更加嚴(yán)重。令人關(guān)注的是，接受來自正常小鼠的糞便移植可緩解無菌B6小鼠的腎臟病變。這些結(jié)果表明I/R損傷可導(dǎo)致腸道菌群發(fā)生變化，而且正常小鼠的腸道菌群可能會產(chǎn)生保護(hù)腎臟的分子。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在JCI Insight期刊上，論文標(biāo)題為“Gut microbiota–derived D-serine protects against acute kidney injury”。

接下來，為了鑒定出腸道菌群產(chǎn)生的保護(hù)腎臟免受I/R損傷的分子，這些研究人員分析了多種手性氨基酸：L型氨基酸和D型氨基酸，其中人體所需的20種必須氨基酸都是L型氨基酸。盡管在小鼠糞便中檢測到多種D型氨基酸，但是僅D-絲氨酸在腎臟中檢測到。這一結(jié)果表明由AKI小鼠的腸道菌群產(chǎn)生的D-絲氨酸通過血液循環(huán)運送到腎臟中。再者，鑒于D-絲氨酸并未在無菌小鼠的糞便中檢測到，這表明腸道菌群對AKI損傷作出反應(yīng)，從而產(chǎn)生D-絲氨酸。此外，在遭受I/R損傷后，腎臟中D-絲氨酸代謝酶的濃度增加了。因此，除了在遭受I/R損傷后腸道菌群產(chǎn)生的D-絲氨酸外，由于腎臟中D-絲氨酸產(chǎn)生的增加，腎臟中的D-絲氨酸濃度增加了。

此外，為了研究由腸道菌群產(chǎn)生的D-絲氨酸對腎臟的影響，這些研究人員將溶解在飲用水中的D-絲氨酸喂給正常小鼠?？诜?/span>D-絲氨酸減輕了正常小鼠和缺乏D-絲氨酸的小鼠的腎損傷。這些結(jié)果表明D-絲氨酸在保護(hù)腎臟免受AKI損傷中起作用。

最后，這些研究人員還研究了人類AKI患者是否存在類似的機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)這些患者的血液D-絲氨酸水平高于健康受試者，這表明它與肌酸酐(腎臟疾病的分子標(biāo)志物之一)高度相關(guān)。

這項研究闡明了腎臟通過D-氨基酸與腸道菌群相互作用的機(jī)制。在未來，人們有必要確定因AKI損傷引起的D-氨基酸水平變化是否比迄今為止已知的生物標(biāo)志物更快地出現(xiàn)，以及類似的機(jī)制是否也存在于慢性腎病中。(生物谷 Bioon.com)

參考資料：

Yusuke Nakade et al, Gut microbiota–derived D-serine protects against acute kidney injury, JCI Insight (2018). DOI: 10.1172/jci.insight.97957.