心力衰竭（HF）是一個全球性問題，全球約有3800萬患者被診斷為這種疾病。心肌肥大是心臟發(fā)病和死亡的重要危險因素。因而必須加強對心臟肥大病理生物學的了解，制定預防心臟肥大和衰竭的方法。代謝物是代謝過程中轉(zhuǎn)化的化學實體，可提供細胞生物化學功能信息。代謝組學通過進行全局代謝物分析，為詢問機制生物化學與細胞表型的關系提供了一個窗口，對發(fā)現(xiàn)新的代謝物和推進HF的表征具有重要意義。目前許多研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物群改變，可通過產(chǎn)生腸道衍生的代謝物來影響各種疾病的發(fā)展。然而，特異性代謝物及其對心臟肥大或心力衰竭進展的病理生理學貢獻仍不清楚。

近日，首都醫(yī)科大學和華中科技大學在Nat Commun上發(fā)表了一篇題為“Gut microbiota production of trimethyl-5-aminovaleric acid reduces fatty acid oxidation and accelerates cardiac hypertrophy”的學術性論文，發(fā)現(xiàn)腸道微生物群產(chǎn)生的三甲基-5-氨基戊酸可減少脂肪酸氧化并加速心臟肥大。

研究對1647名患者組成的隊列進行84個月的隨訪，其中387名患者發(fā)生不良結局（心臟死亡和移植）。研究發(fā)現(xiàn)，N，N，N-三甲基-5-氨基戊酸（TMAVA）通過腸道微生物群從三甲基賴氨酸衍生而升高，在前瞻性心力衰竭隊列中心臟死亡和移植的風險逐漸增加（n = 1647）。研究在冠心?。╪=642,39.0%）和糖尿病（n=493,29.9%）患者中也發(fā)現(xiàn)了統(tǒng)計學意義，發(fā)現(xiàn)TMAVA水平預測各種主要慢性病亞組的HF風險，血漿TMAVA水平升高與心臟死亡和移植風險事件相關，且獨立于傳統(tǒng)危險因素和其前體三甲基賴氨酸（TML）。為了確定TMAVA代謝物對與代謝綜合征相關的心臟肥大和HF的具體貢獻，研究人員將高脂肪飲食（HFD）小鼠使用或不使用TMAVA治療12周，研究發(fā)現(xiàn)，TMAVA治療加重了高脂肪飲食喂養(yǎng)小鼠的心臟肥大和功能障礙。脂肪酸氧化減少（FAO）是患病心臟代謝重編程的標志，并導致心肌能量受損和收縮功能障礙。利用蛋白質(zhì)組學，發(fā)現(xiàn)TMAVA擾亂了心臟能量代謝，導致抑制FAO和心肌脂質(zhì)積累。此外，TMAVA治療改變了線粒體超微結構，呼吸和FAO，并抑制了肉堿代謝。患有γ丁基羅貝辛羥化酶（BBOX）缺乏癥的小鼠表現(xiàn)出類似的心臟肥大表型，表明TMAVA通過γ-丁基羅貝辛羥化酶（BBOX）起作用。最后，外源性肉堿補充劑逆轉(zhuǎn)了TMAVA誘導的心臟肥大。

圖 TMAVA在高脂肪飲食中加重心臟肥大和功能障礙

該項研究表明，腸道微生物群衍生的TMAVA通過抑制肉堿合成和脂肪酸氧化減少發(fā)生心臟肥大。（生物谷Bioon.com）

參考文獻：Zhao, M., Wei, H., Li, C. et al. Gut microbiota production of trimethyl-5-aminovaleric acid reduces fatty acid oxidation and accelerates cardiac hypertrophy. Nat Commun 13, 1757 (2022). https:///10.1038/s41467-022-29060-7