肠道纤维化是克罗恩病（CD）的主要并发症，常进展为狭窄，需手术干预。成纤维细胞代谢重编程在器官纤维化中起关键作用，但其在CD肠道纤维化中的机制尚未阐明。本研究旨在探索CD肠道纤维化中成纤维细胞的代谢重编程及其上游调控机制。

收集同一CD患者狭窄区及邻近非狭窄区的配对黏膜/黏膜下组织，进行非靶向代谢组、转录组、单细胞RNA测序（scRNA-seq）及空间转录组分析。分离原代人肠道黏膜成纤维细胞（HIMF），建立葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的小鼠肠道纤维化模型，验证关键代谢物及代谢酶功能。最后，在HIMF和小鼠肠纤维化模型中，通过靶向代谢组学、转录组学、代谢流分析、Seahorse能量代谢分析、ChIP-seq和ATAC-seq等综合策略验证已识别代谢物和代谢酶的调控机制。

多组学分析显示，成纤维细胞磷酸戊糖途径（PPP）激活是CD肠道狭窄的关键代谢特征。PPP代谢物木酮糖-5-磷酸（Xu5P）在狭窄组织中显著上调，表达差异最显著，且与狭窄相关临床参数强相关。体内外实验共同证实，Xu5P通过表观遗传机制上调胶原转录，促进细胞外基质合成并加剧纤维化。此外，上游代谢酶木酮糖激酶（XYLB）可激活PPP、增强糖酵解、增加NADPH产生，从而加剧纤维化进程。

本研究证实，成纤维细胞XYLB/Xu5P轴通过激活磷酸戊糖途径加剧CD肠道纤维化，为CD肠道狭窄提供了新的潜在治疗靶点。

CD肠道菌群失调的特点为兼性厌氧菌扩增与专性厌氧菌耗竭，但氧化还原失衡是否介导专性厌氧菌的选择性缺失，目前尚不明确。本研究旨在验证NADPH依赖性硫氧还蛋白（Trx）系统是调控CD专性厌氧菌稳定的核心氧化还原调控节点。

对SOURCE队列中57例初治CD患者和269例健康对照（HC）进行粪便宏基因组测序；对40例CD和31例HC行黏膜转录组测序。依托BacDive数据库完成耐氧性注释，结合KEGG直系同源数据库进行功能注释。在独立ASCEND队列（148例初治CD，77例HC）中通过蛋白质组学定量粪便Trx水平，并用于验证Trx阳性微生物特征。通过H2O2刺激评估代表性专性厌氧菌株（普通拟杆菌、沙氏另枝菌）氧化还原敏感性。在DSS诱导结肠炎小鼠模型中评估NADPH补充的治疗效果。

宏基因组与宏蛋白质组学均显示，CD中Trx系统（Trx-1/Trx还原酶）明显下调，且在专性厌氧类群中优先减少。Trx丰度与微生物α多样性强相关，Trx-1水平较低的CD患者表现出严重的多样性丧失。在对Trx系统贡献最大的13种核心专性厌氧菌种（主要为厚壁菌门/拟杆菌门）中，11种在对照组富集，仅1种在CD组富集。Trx相关微生物标志物鉴别CD的效能优异（AUC=0.932），并在ASCEND队列中得到独立验证（AUC=0.886）。

宿主转录组学分析显示，磷酸戊糖途径酶（G6PD/PGD/RPE/TKT）及NADPH消耗氧化酶（DUOX2/DUOXA2/NOX4）代偿性上调，伴随氧化磷酸化及TCA循环途径抑制，提示氧化还原失衡导致生态系统失稳。普通拟杆菌与沙氏另枝菌对H2O2表现出较高的敏感性。在DSS诱导的小鼠结肠炎模型中，外源补充维生素B3（NADPH底物）可恢复核心厌氧菌生长并显著缓解结肠炎。

微生物Trx-NADPH氧化还原系统失衡是CD中选择性专性厌氧菌缺失及菌群失调的核心机制。Trx定义的氧化还原特征为CD提供了基于微生物组的分层框架，提示靶向氧化还原的菌群调控是一种具有潜力的治疗策略。

生理性浓度的硫化氢（H₂S）是结肠稳态的关键信号分子，但过量H₂S具有细胞毒性并抑制内源性H₂S合成。梭杆菌属（Fusobacterium）是产H₂S的共生菌，asrABC和megL基因为微生物H₂S代谢的关键遗传决定因素。虽已有宏基因组研究报道CD患者粪便中梭杆菌富集，但其H₂S代谢对肠道炎症的致病机制尚未明确。

通过同源重组构建F. varium ΔasrC与F. nucleatum ΔmegL突变株。通过醋酸铅试纸法检测细菌H₂S产生。体外实验：将Caco-2细胞与WT或ΔmegL突变株共培养。体内实验：SPF小鼠（n=5/组）经广谱抗生素预处理后，口服接种F. varium WT、F. varium ΔasrC、F. nucleatum WT或F. nucleatum ΔmegL，并接受DSS处理。部分小鼠给予水杨酸或H₂S清除剂次水杨酸铋治疗。采用亚甲蓝法测定血清H₂S；免疫荧光/RT-qPCR/Western blot检测肠道组织及细胞培养物内源性H₂S合成酶（CBS、CSE）及紧密连接蛋白（occludin、ZO-1）的表达；荧光原位杂交（FISH）观察肠道细菌定植。

（1）相较于WT，F. varium ΔasrC突变体在L-半胱氨酸、甲硫氨酸、硫代硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠培养下合成H₂S的能力无明显改变，且对DSS诱导的结肠炎无明显影响。

（2）在L-半胱氨酸培养下，F. nucleatum ΔmegL突变体H₂S产量显著高于WT。

（3）FISH证实具核梭杆菌成功在上皮定植，ΔmegL突变株的黏膜负荷高于WT；ΔmegL定植小鼠血清H₂S浓度升高（P＜0.01）。体内外实验均证实，ΔmegL突变株可抑制宿主内源性H₂S合成、破坏肠道屏障完整性，进而加速结肠炎进展。

（4）次水杨酸铋可减轻ΔmegL介导的结肠炎恶化（P<0.0001），降低循环H₂S水平（P＜0.0001），并恢复编码内源H₂S生成酶的宿主基因表达。

F. nucleatum ΔmegL通过增强H₂S产生加剧DSS诱导结肠炎，药物清除微生物H₂S可逆转此过程，提示微生物H₂S代谢是结肠炎可干预的潜在治疗靶点。

爬行脂肪（CrF）是CD的标志性病理改变，在肠道炎症及纤维化狭窄进程中发挥重要作用。越来越多证据表明CrF是CD的潜在治疗靶点，然而对于CrF的细胞来源仍知之甚少。

基于非CD和CD患者的肠系膜脂肪标本，结合多组学分析策略，通过体内谱系示踪和清除，对相关细胞群体在疾病过程的作用进行系统研究。采用重复活检模型在体内诱导CrF。通过荧光激活细胞分选（FACS）分选细胞谱系群体，进行体外培养和组学测序。

单核RNA测序及Bulk-RNA测序显示，间皮样前脂肪细胞在CrF中显著富集，该细胞群体兼具间皮及脂肪祖细胞特征，并具备向脂肪细胞分化的潜能。进一步分析提示该过程在CrF状态显著增强。体内实验显示，间皮谱系来源的脂肪细胞在CrF中显著增加，而对该细胞谱系删失可显著抑制CrF形成，提示其在CrF形成中的关键作用。FACS-分选的间皮谱系细胞测序结果提示，该细胞独特分泌中期因子，且该因子与成脂相关。体外实验发现该因子可显著促进成脂过程。

肠系膜脂的间皮谱系细胞通过中期因子介导的成脂分化参与爬行脂肪形成，为靶向治疗提供新方向。

专家简介

陈旻湖 教授

• 主任医师、博士生导师

• 中山大学附属第一医院消化内科学术带头人，首席专家

• 深圳前海泰康医院院长

• 第十一届中华医学会消化病学分会主任委员

• 第九届亚洲炎症性肠病协会主席

• Journal of Digestive Disease及胃肠病学及肝病学杂志共同主编

• 中华消化杂志、中华炎性肠病杂志副主编

• 主持国家自然科学基金重点项目、国家科技重大专项等国家及省部级科研项目多项

• 在JAMA、Lancet Gastroenterology & Hepatology、Gastroenterology、Gut等杂志发表论文500余篇，其中SCI收录400余篇，主编出版学术著作10余部

• 曾获教育部自然科学奖一等奖、教育部科技进步奖二等奖及丁颖科技奖等多项科研成果奖