Nature Communications｜胆汁酸代谢如何加速IBD？GCA压制TRIB3-ID1轴、削弱肠干细胞更新，天然产物岩白菜素可逆转！(花芳/尚爽-北协和)

2026年7月11日，中国医学科学院北京协和医学院药物研究所尚爽、花芳团队等，在Nature Communications （IF=18.1,中科院综合性期刊1区、JCR Q1）发表题为“Glycocholic Acid Inhibits TRIB3-ID1 Axis to Accelerate Colitis Progression via Suppressing Intestinal Stem Cell Renewal”的研究论文。该文于2025年8月28日投稿，2026年6月12日接收。

炎症性肠病（IBD）治疗的关键目标之一是实现黏膜愈合，而肠干细胞（ISCs）的数量和再生能力是维持肠上皮修复的重要基础。该研究发现，IBD患者粪便中升高的结合型初级胆汁酸——甘氨胆酸（GCA）可通过抑制TRIB3表达，破坏TRIB3-ID1轴，降低肠干细胞自我更新能力，并加重结肠炎进展。机制上，TRIB3可与ID1相互作用，阻止ID1棕榈酰化以及AP3D1介导的溶酶体降解，从而维持肠干细胞干性和肠黏膜屏障完整性。

研究进一步通过CMAP数据库筛选发现，天然产物岩白菜素（Bergenin）可上调TRIB3表达，稳定ID1蛋白，恢复肠干细胞自我更新，并在小鼠结肠炎模型中改善肠黏膜损伤。该研究提示，靶向TRIB3-ID1轴、增强肠干细胞再生能力，可能为IBD黏膜修复提供新的药物干预思路。需要注意的是，本文证据主要来自小鼠模型、细胞实验和肠类器官实验，不能直接等同于人体临床疗效。

▶获取原文PDF文件，请关注本公众号，并在后台私信留言“20260713”，可自助获取！！！

☛或请关注本公众号“代谢与整合生物学”，然后点击下方链接，自动跳转下载页面：

代谢与整合生物学微信公众号_20260713.pdf

【摘 要】

肠干细胞的数量及其再生能力，对于实现黏膜愈合至关重要。解析炎症性肠病中肠干细胞受损的分子机制，可能为治疗策略提供新的启示。胆汁酸代谢改变是炎症性肠病的典型特征之一，通常表现为粪便中初级胆汁酸水平升高，例如甘氨胆酸（glycocholic acid，GCA）。然而，GCA与炎症性肠病之间的关系仍不清楚。

本研究发现，GCA可通过下调TRIB3表达、破坏肠干细胞自我更新，从而加速炎症性肠病进展。TRIB3在肠隐窝细胞中高度表达，并通过阻止ID1棕榈酰化及AP3D1介导的溶酶体降解，维持肠上皮干性。研究进一步发现，GCA可抑制TRIB3-ID1轴，进而损害肠上皮完整性。

值得注意的是，研究鉴定出天然化合物岩白菜素（Bergenin）可通过上调TRIB3，成为潜在的抗炎症性肠病治疗候选物。上述发现提示，TRIB3-ID1轴可能是炎症性肠病治疗中值得关注的潜在靶点。

01

研究背景及科学问题

代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）和代谢功能障碍相关脂肪性肝炎（MASH）是全球最常见的肝脏疾病之一，其中约20%—30%的MASLD病例可能进展为MASH。长期暴露于西方饮食（WD）可导致肠道菌群失衡、慢性低度肠道炎症和代谢紊乱，其不利影响已得到广泛关注。

肠屏障在多种代谢性疾病中发挥关键作用，尤其与肝脏和肺部炎症及纤维化密切相关。肠道微生物组成和菌群来源代谢物与MASH严重程度及肺部炎症相关。肠屏障受损后，细菌及其产物更容易发生移位，进而激活并募集局部和外周免疫细胞，推动肝脏和肺部功能异常。因此，理解西方饮食如何影响肠屏障功能，对于认识饮食干预对健康的整体影响具有重要意义。

神经酰胺代谢被认为参与MASH发生。神经酰胺酶是一类可将神经酰胺分解为鞘氨醇和脂肪酸的酶。已有研究报道，碱性神经酰胺酶3和酸性神经酰胺酶缺失可减轻MASH小鼠模型中的炎症和纤维化。中性神经酰胺酶由Asah2基因编码，主要表达于肝脏和小肠。作者团队此前使用全身性中性神经酰胺酶敲除小鼠发现，中性神经酰胺酶是肠道IgA产生型B细胞的功能调节因子，可改变肠道菌群并加速MASH进展。然而，肠道中性神经酰胺酶在MASH进展中的具体作用仍未明确。

肠上皮屏障功能部分受黏膜上皮糖链系统调节，其中包括岩藻糖基化。岩藻糖基化糖链由岩藻糖基转移酶（fucosyltransferases，Futs）合成。Fut1和Fut2可使肠上皮细胞表达α1-2岩藻糖基化碳水化合物。既往研究显示，肠上皮α1-2岩藻糖基化在宿主-菌群互作中具有重要作用，并参与酒精相关肝病和结肠炎。Fut2缺失导致α1-2岩藻糖基化不足，可加重慢性乙醇诱导的肝损伤、脂肪变和炎症。

然而，肠上皮中性神经酰胺酶是否通过调节肠道岩藻糖基化影响MASH，仍是一个未解决问题。本研究利用肠上皮细胞特异性Asah2缺失小鼠（Asah2ΔIEC），探讨肠道中性神经酰胺酶如何影响肠道菌群、微生物代谢物和上皮屏障功能，并重点分析芳香烃受体（aryl hydrocarbon receptor，AhR）信号及菌群来源代谢物2-HHA在调控肠道岩藻糖基化和疾病进展中的作用。

炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）包括溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）和克罗恩病（Crohn’s disease，CD），是一类慢性、复发性疾病，全球患病率持续上升。黏膜愈合（mucosal healing，MH）已被广泛认为是诱导IBD长期缓解所需达到的重要治疗目标。

然而，目前可用的IBD治疗方式大多通过抑制炎症来促进黏膜愈合，仍不足以完全治愈IBD。考虑到长期免疫抑制治疗可能带来感染风险，在不依赖免疫抑制的情况下实现黏膜愈合，成为一个具有吸引力的治疗方向。

肠上皮细胞（intestinal epithelial cells，IECs）形成单层屏障，是肠黏膜屏障最基本的结构基础，可将宿主与肠腔内有害内容物分隔开来。肠干细胞（intestinal stem cells，ISCs）位于肠隐窝底部的干细胞生态位中，其功能紊乱或数量减少，是肠上皮细胞更新失败和肠黏膜屏障破坏的重要原因。

提高肠干细胞数量或增强其再生能力，有助于促进黏膜愈合。例如，类器官移植等方法已在IBD小鼠模型中显示出促进长期缓解的潜力，但类器官递送等技术难题限制了其进一步应用。另一方面，激活STAT3/STAT5、Hippo-YAP/TAZ等促增殖信号可促进肠干细胞增殖，并在损伤后加速隐窝再生。这些发现提示，解析IBD中肠干细胞受损的分子机制，可能帮助发现新的治疗靶点和促进黏膜愈合的新策略。

多个IBD患者队列研究均显示，患者粪便中结合型初级胆汁酸升高，而次级胆汁酸减少，提示胆汁酸代谢紊乱与IBD进展密切相关。原发性硬化性胆管炎（primary sclerosing cholangitis，PSC）是一种常见慢性胆汁淤积性肝病，其特点是胆汁淤积和胆汁酸稳态受损。值得注意的是，多达80%的PSC患者可合并IBD，尤其是UC；而IBD患者中仅约1%—2%会进展为PSC。这种共病差异提示，胆汁酸稳态受损可能是IBD发生和进展的潜在原因之一。

已有研究显示，石胆酸（lithocholic acid，LCA）和胆酸（cholic acid，CA）代谢紊乱可通过调控免疫反应或肠干细胞干性特征参与IBD进展。GCA是一种结合型初级胆汁酸，在IBD患者粪便中丰度升高。然而，GCA在IBD中的具体功能此前尚未得到系统研究。

Tribbles同源蛋白3（Tribbles homolog 3，TRIB3）被认为是一种应激感受器，作者团队此前已在多种肿瘤疾病中对其进行了系统研究。这些研究显示，TRIB3可支持结直肠癌、乳腺癌、肺癌和血液系统恶性肿瘤中肿瘤细胞的干性特征。其他研究也提示，TRIB3参与维持正常体细胞干性。例如，TRIB3可通过与PPAR相互作用抑制脂肪细胞分化；TRIB3表达升高有助于维持小鼠精原干细胞样特征。然而，TRIB3在维持肠干细胞干性和调控IBD进展中的作用仍不清楚。

本研究表明，TRIB3在肠隐窝中高度表达，并通过与分化抑制蛋白1（inhibitor of differentiation protein 1，ID1）相互作用、提高其蛋白稳定性，维持肠干细胞干性。ID1是肠干/祖细胞标志物之一。GCA可下调TRIB3表达，加速ID1降解，进而损害储备干细胞（reserve stem cells，RSCs）和隐窝基底柱状细胞（crypt base columnar cells，CBCs）。研究还发现，天然产物岩白菜素可通过上调TRIB3表达，增强肠干细胞自我更新并缓解结肠炎进展。这提示，提高TRIB3表达可能成为促进IBD中肠干细胞自我更新和黏膜愈合的一种潜在策略。

02

重要发现及亮点

GCA损害肠干细胞自我更新并加速IBD进展

既往研究显示，与健康对照相比，IBD患者粪便中结合型胆汁酸GCA显著升高，接近10倍；活动期UC患者的GCA水平也高于缓解期患者。基于这一临床现象，研究首先探索GCA在结肠炎进展中的潜在作用。

葡聚糖硫酸钠（dextran sulfate sodium，DSS）诱导的结肠炎小鼠模型是研究IBD的重要工具。研究发现，与此前报道的胆酸不同，DSS处理本身并未显著升高C57BL/6J小鼠粪便中的GCA水平。因此，研究人员通过灌胃方式给予DSS诱导结肠炎小鼠外源性GCA。200 mg/kg GCA处理可使小鼠粪便GCA浓度接近1000 nmol/g，与人类IBD患者中观察到的平均胆汁酸丰度接近。基于这一人源模拟浓度，研究选择200 mg/kg GCA和较低剂量100 mg/kg GCA开展UC模型中的功能实验。

在DSS处理的雄性C57BL/6J小鼠中，GCA以剂量依赖方式加重结肠炎。接受200 mg/kg GCA的小鼠相较Vehicle对照出现额外约10%的体重下降、疾病活动指数（disease activity index，DAI）升高以及结肠长度缩短。组织病理学评估显示，GCA处理后结肠出现更大范围的隐窝丢失、糜烂和上皮黏膜损伤。

鉴于黏膜屏障功能障碍在IBD中的关键作用，研究采用FITC-右旋糖酐评估肠通透性。结果显示，GCA显著升高血清FITC-右旋糖酐水平，提示肠屏障渗漏加重。同时，GCA下调结肠组织中紧密连接相关基因Tjp1和Cdh1的表达，与肠上皮屏障“渗漏”表型一致。类似结果也在雌性C57BL/6J小鼠中得到验证。

为了判断GCA单独补充是否足以启动结肠炎，研究人员向健康C57BL/6J小鼠给予200 mg/kg GCA。与DSS条件下观察到的情况类似，GCA处理可诱导约4%的体重下降、DAI升高以及明显结肠缩短，并可观察到轻度结肠上皮黏膜损伤。这些结果共同说明，GCA补充可加重肠道损伤。

进一步机制探索显示，GCA并不通过直接增强炎症反应来加重结肠炎。研究人员在体外使用骨髓来源单核/巨噬细胞，以及初始CD4+ T细胞进行实验，发现300 μM GCA并不明显影响CD11b+髓系细胞增殖，也不影响CD11b+F4/80+巨噬细胞向M1或M2表型极化。同时，GCA不影响初始CD4+ T细胞增殖，也不影响其向TH1细胞分化。结合已有研究中GCA对TH17或Treg分化无明显影响的结果，作者认为，GCA并非主要通过直接增强免疫炎症反应加重结肠炎。

随后，研究重点转向肠上皮黏膜屏障。GCA显著降低结肠组织中EdU+细胞比例和Cdh1蛋白表达，提示其抑制肠上皮细胞增殖并破坏屏障完整性。肠隐窝中有两类ISCs参与上皮稳态和再生：以Lgr5和Olfm4为标志的CBCs，以及以Bmi1和Dclk1为标志的RSCs。GCA处理降低了这4种ISC标志物的mRNA表达，并减少Bmi1+ RSCs数量。利用Lgr5-EGFP-CreERT2转基因小鼠，研究进一步证实，GCA给药降低了Lgr5表达，但并未改变结肠切片中Lgr5+ CBCs数量。来源于GCA处理结肠炎小鼠的结肠和小肠类器官，其增殖速度均低于未处理组。

此外，体外肠类器官通透性实验显示，在正常条件下，结肠或小肠类器官对4 kDa FITC-右旋糖酐通透性很低；而经300 μM GCA处理24小时后，类器官腔内出现强荧光信号，与阳性对照IL-1β处理相似。上述结果表明，GCA可通过减少和削弱肠干细胞功能、损害上皮屏障完整性，从而加重结肠炎。

图1：GCA补充损害肠干细胞自我更新和黏膜屏障完整性，从而加速IBD进展。a，GCA处理示意图。b、c，体重变化（b）和疾病活动指数DAI（c）。d，代表性结肠大体图像及结肠长度统计。e，结肠组织H&E染色代表性图像及组织学评分统计。比例尺=1 mm（上图）或50 μm（下图）。f，血清FITC-右旋糖酐相对丰度。g，结肠组织中紧密连接相关基因的相对mRNA表达。h，结肠组织中EdU和Cdh1染色代表性图像及统计数据。比例尺=20 μm。i，结肠组织中Bmi1免疫荧光染色代表性图像，以及每个隐窝中Bmi1+细胞数量的统计数据（n=5个独立生物学实验）。比例尺=5 μm。j、k，在接受或未接受GCA处理的Lgr5-EGFP-IRES-creERT2小鼠结肠组织中，通过流式细胞术分析Lgr5-FITC的代表性直方图（j），以及结肠黏膜中Lgr5+细胞比例的统计数据（k）。l，结肠类器官代表性图像（左）及增殖曲线（右）（n=10个独立生物学实验）。比例尺=200 μm。m，图l所述结肠类器官中EdU染色代表性图像及统计数据。比例尺=20 μm。n，在经或未经GCA（300 μM）或IL-1β（50 ng/mL）处理24小时的小鼠结肠类器官中检测FITC-右旋糖酐通透性。比例尺=50 μm。数据以均值±SEM表示，并采用Kruskal-Wallis检验（c、g-Cdh1和n）、普通单因素方差分析（b、d–f、g-Tjp1）、非配对双尾Student t检验（h、j–m）和Mann-Whitney U检验（i）进行分析。NS表示无统计学显著性。a–d、f–h、m和n中n=6个独立生物学实验；e、j和k中n=3个独立生物学实验。所有统计检验均为双侧检验。误差线表示95%置信区间。图a元素使用BioRender创建：shang, S. (2026) https://BioRender.com/tbfxh4l。

TRIB3缺失加重结肠炎，而TRIB3过表达减轻结肠炎

作者此前研究发现，TRIB3可维持结直肠癌细胞干性。本研究进一步显示，TRIB3也参与调控肠上皮细胞自我更新。免疫组织化学染色显示，在人和小鼠结肠及小肠组织中，TRIB3蛋白在隐窝基底区域表达较高，而在更分化的上皮细胞中表达较低。研究人员从健康C57BL/6J小鼠小肠中分离隐窝细胞和绒毛细胞，也发现TRIB3的mRNA和蛋白丰度在隐窝中高于绒毛。

为进一步探究TRIB3在ISCs中的功能，研究人员构建了肠上皮细胞特异性Trib3敲除小鼠（Trib3IEC-KO）。Trib3缺失下调了结肠和小肠隐窝中Lgr5及Bmi1蛋白表达，并减少Bmi1+ RSCs数量、降低Lgr5表达。来源于Trib3IEC-KO小鼠的结肠或小肠类器官增殖受抑，提示ISCs自我更新能力下降。同时，Trib3缺失增强了肠类器官对4 kDa FITC-右旋糖酐的通透性，其效果与体外GCA处理类似，说明Trib3对维持肠上皮屏障完整性十分重要。

接下来，研究人员分析TRIB3在结肠炎进展中的作用。GEO数据集GSE11223和GSE105074显示，与健康组织相比，UC患者炎症性肠组织中的TRIB3 mRNA丰度较低。随后，在慢性和急性实验性结肠炎小鼠模型中，肠上皮特异性Trib3删除均加速了体重下降、升高DAI、缩短结肠长度，并上调结肠黏膜炎症因子mRNA表达。组织病理学评估进一步显示，Trib3缺失加重黏膜糜烂、黏膜下水肿和隐窝结构破坏。Trib3缺失还导致血清FITC-右旋糖酐水平升高、紧密连接相关基因表达下降，提示黏膜屏障功能受损。

在肠上皮再生层面，EdU与Cdh1共免疫荧光染色显示，Trib3缺失降低结肠上皮细胞增殖和Cdh1表达。Trib3缺失还抑制结肠黏膜中CBC标志物Lgr5、Olfm4以及RSC标志物Bmi1、Dclk1的mRNA丰度。体外培养系统中，慢性UC模型来源的肠类器官在Trib3IEC-KO组中增殖能力低于对照组。

相反，在DSS诱导的UC模型中，研究人员利用腺相关病毒（AAV）过表达Trib3。结果显示，Trib3过表达减轻体重下降、降低DAI，并加速DSS诱导结肠炎的恢复。小鼠处死后，Trib3过表达可缓解结肠缩短，并降低结肠组织中炎症因子表达。组织病理学评估显示，肠道Trib3过表达有效减轻糜烂和肠道水肿，并保留更多完整隐窝结构。同时，Trib3过表达降低血清FITC-右旋糖酐含量，上调结肠黏膜中紧密连接相关基因mRNA水平，提示黏膜屏障更加完整。

图2：肠道Trib3缺失加速结肠炎进展，而Trib3过表达延缓结肠炎进展。a、b，根据GSE11223数据集（HC组n=69，UC组n=63）（a）和GSE105074数据集（HC组n=28，UC组n=23）（b），分析正常非炎症结肠组织（缩写为HC）和UC炎症结肠组织（缩写为UC）中TRIB3 mRNA表达。c，慢性UC小鼠模型示意图。d、e，体重变化（d）和DAI（e）。f，代表性结肠大体图像及结肠长度统计。g，相对mRNA表达。h，代表性H&E染色及组织学评分统计。比例尺=1 mm（上图）或50 μm（下图）。i，血清FITC-右旋糖酐相对丰度。j，相对mRNA表达。k，代表性EdU和Cdh1染色。比例尺=20 μm。l，相对mRNA表达。m，结肠类器官代表性图像（左）及增殖曲线（右）（n=10个独立生物学实验）。比例尺=200 μm。n，结肠类器官中代表性EdU染色。比例尺=20 μm。o，急性重症UC小鼠模型示意图。p，结肠黏膜中Trib3免疫印迹。q、r，体重变化（q）和DAI（r）。s，代表性结肠大体图像及结肠长度统计。t，相对mRNA表达。u，代表性H&E染色及组织学评分统计。比例尺=1 mm（上图）或50 μm（下图）。v，小鼠血清中FITC荧光相对水平。w，结肠组织中相对mRNA表达。数据以均值±SEM表示，并采用非配对双尾Student t检验（a、d、f–k左、m、p、q、t-Tnf-α、u和w）、Mann-Whitney U检验（e、n、r、s和t-IL-1β）及Welch t检验（b、k右、l、t-IL-6和v）进行分析。h、p和u中n=3个独立生物学实验；c–g、i–l、n、o和q中n=6个独立生物学实验；r–t、v和w中Ctrl组n=4、Trib3OE组n=6。所有统计检验均为双侧检验。误差线表示95%置信区间。图c和o元素使用BioRender创建：shang, S. (2026) https://BioRender.com/tbfxh4l。

GCA通过下调ATF4介导的TRIB3转录来破坏肠干细胞功能

研究随后追问：GCA是否会影响TRIB3表达？结果显示，无论是在UC小鼠模型中，还是在人正常结肠黏膜来源NCM460细胞中，GCA处理均下调TRIB3表达。

机制上，GCA降低TRIB3 mRNA表达。即便同时使用MG132和bafilomycin抑制蛋白酶体和溶酶体降解通路，GCA仍可降低TRIB3蛋白表达，提示GCA主要抑制TRIB3转录，而不是影响TRIB3蛋白稳定性。

已有研究报道，ATF4、β-catenin、CHOP、FOXO1和SMAD3可作为TRIB3转录因子。研究人员在NCM460细胞中使用TRIB3启动子荧光素酶报告系统发现，只有敲低ATF4能够挽救GCA诱导的TRIB3转录降低。与此一致，敲低ATF4也可阻断GCA诱导的TRIB3蛋白下降。此外，GCA本身可下调ATF4蛋白表达。这些结果说明，GCA可通过下调关键转录激活因子ATF4，抑制TRIB3转录。

进一步研究显示，GCA通过下调TRIB3促进结肠炎。Trib3过表达在很大程度上恢复了GCA给药引起的体重下降和DAI升高，也缓解GCA诱导的结肠缩短和结肠组织炎症因子表达升高。组织病理学分析显示，与GCA处理组相比，肠道Trib3过表达可显著减轻黏膜糜烂和水肿，并保留隐窝结构完整性。

此外，Trib3过表达可逆转GCA导致的血清FITC-右旋糖酐升高，以及结肠黏膜紧密连接相关基因mRNA表达下降，提示黏膜屏障完整性得到恢复。Trib3过表达还显著挽救GCA在DSS诱导UC小鼠中造成的结肠上皮细胞增殖下降和屏障破坏，并恢复GCA抑制的ISC标志物表达。来源于小鼠的结肠类器官实验也显示，Trib3过表达可挽救GCA抑制的类器官增殖和通透性异常。

总体而言，GCA处理可通过抑制肠上皮中ATF4介导的TRIB3转录，加速肠屏障破坏和结肠炎进展。

图3：GCA通过下调TRIB3，损害肠干细胞增殖并破坏黏膜屏障完整性，从而加重结肠炎。a，接受或未接受200 mg/kg GCA处理小鼠结肠黏膜中Trib3免疫印迹（左）及相对蛋白水平统计（右）。b，不同剂量GCA处理NCM460细胞后TRIB3免疫印迹（左）及相对蛋白水平统计（右）。c，接受或未接受GCA处理NCM460细胞中TRIB3相对mRNA表达。d，NCM460细胞中，在有或无MG132和bafilomycin加入条件下，GCA处理后TRIB3免疫印迹。e、f，转染Ctrl或ATF4特异性siRNA的NCM460细胞在接受或不接受300 μM GCA处理后，TRIB3报告基因荧光素酶相对活性（e）及TRIB3和ATF4免疫印迹（f）（e中n=4个独立生物学实验）。g、h，UC小鼠模型示意图。小鼠体重变化（g）和DAI（h）。i，代表性结肠大体图像及结肠长度统计。j，所示各组小鼠结肠黏膜中相对mRNA表达。k，代表性H&E染色及组织学评分统计。比例尺=1 mm（上图）或50 μm（下图）。l，血清FITC-右旋糖酐相对丰度。m，结肠组织中紧密连接相关基因相对mRNA表达。n，相对mRNA表达。o，小鼠来源结肠类器官代表性图像及增殖曲线（n=10个独立生物学实验）。比例尺=200 μm。p，代表性EdU染色及统计数据（n=6个独立生物学实验）。比例尺=10 μm。数据以均值±SEM表示，并采用普通单因素方差分析（b、d–i、j-IL-1β/IL-6、k、l、m、n-Lgr5/Olfm4、o和p）、Welch t检验（a）、非配对双尾Student t检验（c）、Brown-Forsythe和Welch方差分析（n-Bmi1/Dclk1）以及Kruskal-Wallis检验（j-Tnf-α）进行分析。a–d、f和k中n=3个独立生物学实验；g–j、l–n中n=6个独立生物学实验。所有统计检验均为双侧检验。误差线表示95%置信区间。图g元素使用BioRender创建：shang, S. (2026) https://BioRender.com/tbfxh4l。

GCA诱导TRIB3丢失，降低ID1蛋白稳定性并损害肠干细胞再生

研究进一步探索GCA介导的TRIB3蛋白下降如何损害ISC功能并促进IBD进展。研究人员首先采用基因集富集分析（GSEA）寻找与TRIB3相关的干性信号通路。然而，无论是在UC患者mRNA芯片数据集，还是在Ctrl与TRIB3OE NCM460细胞的转录组数据中，TRIB3高表达或TRIB3过表达组均未显著富集经典ISC相关信号通路，如Wnt、Notch或Hippo-YAP通路。

鉴于TRIB3通常作为支架蛋白影响结合伙伴的稳定性和转录调控，研究人员推测其在肠上皮中的功能也可能通过蛋白-蛋白相互作用实现。作者团队此前通过酵母双杂交筛选发现多种TRIB3互作蛋白，其中ID1是唯一与ISC干性维持密切相关的蛋白，并在肠道RSCs和CBCs中均高度表达。

通过共免疫沉淀（Co-IP）、邻近连接实验（proximity ligation assay，PLA）和多重免疫组化分析，研究确认TRIB3与ID1在人胚肾HEK293T细胞、NCM460细胞及人结肠组织中存在直接相互作用。进一步互作区域定位显示，TRIB3激酶结构域的N端区域，以及ID1的N端或螺旋-环-螺旋（HLH）结构域，对二者结合至关重要。

进一步分析发现，在急性UC模型结肠组织和NCM460细胞中，TRIB3缺失会下调ID1蛋白表达。GCA给药同样降低Id1蛋白表达，而Trib3过表达可挽救这一变化。机制上，TRIB3过表达并不影响NCM460细胞中ID1 mRNA表达，但可延长HEK293T细胞中ID1蛋白半衰期；相反，敲低TRIB3会缩短NCM460细胞中ID1半衰期。这说明TRIB3可与ID1相互作用，并增强其在肠上皮中的蛋白稳定性。

为了验证ID1是否是TRIB3调控ISC功能和IBD进展的关键下游效应因子，研究人员在DSS联合GCA诱导的UC模型中，于Id1敲除小鼠中过表达Trib3。结果显示，Id1缺失后，Trib3过表达对体重下降、DAI、结肠长度、组织学评分和肠通透性的保护作用全部消失。同时，在Id1敲除背景下，Trib3过表达不再影响肠上皮细胞增殖，也不再调控RSC和CBC标志物mRNA丰度。

这些结果表明，TRIB3通过与ID1直接相互作用来稳定ID1；GCA诱导的TRIB3下调会降低ID1蛋白稳定性，进而损害ISC自我更新和上皮屏障完整性，并加速IBD进展。

图4：GCA诱导的TRIB3丢失降低ID1蛋白稳定性，破坏肠干细胞再生并加速IBD进展。a，用于筛选TRIB3互作蛋白的酵母双杂交系统示意图。b，共转染所示表达质粒的HEK293T细胞提取物，用IgG或抗HA抗体进行免疫沉淀。c，通过PLA定义TRIB3与ID1之间的相互作用（n=8个独立生物学实验）。比例尺=5 μm。d，人结肠组织中TRIB3和ID1的免疫荧光染色。比例尺=20或5 μm。e，急性UC模型中Trib3f/f和Trib3IEC-KO小鼠结肠黏膜Id1和Trib3免疫印迹。f，沉默TRIB3对NCM460细胞ID1表达的影响。g，UC模型中所示小鼠结肠黏膜Id1和Trib3免疫印迹。h，所示NCM460细胞组中ID1和TRIB3免疫印迹。i，HEK293T细胞中TRIB3过表达对ID1蛋白稳定性的影响。虚线与降解曲线的交点表示半衰期。j，NCM460细胞中沉默TRIB3对ID1蛋白稳定性的影响。k，DSS诱导急性UC小鼠模型示意图。l、m，所示各组小鼠体重变化（l）和DAI（m）。n，所示各组代表性结肠大体图像及结肠长度统计。o，所示各组代表性H&E染色及组织学评分统计。比例尺=1 mm（上图）或50 μm（下图）。p，血清FITC-右旋糖酐相对丰度。q，EdU免疫荧光染色代表性图像及统计数据。比例尺=20 μm。r，相对mRNA表达。数据以均值±SEM表示，并采用非配对双尾Student t检验（e、f、l–o、q和r）、普通单因素方差分析（g和h）以及Mann-Whitney U检验（p）进行分析。b、d–j、o和q中n=3个独立生物学实验；Id1KO-Ctrl组中n=5个独立生物学实验，Id1KO-Trib3OE组中n=6个独立生物学实验，用于k–n、p和r。所有统计检验均为双侧检验。误差线表示95%置信区间。图k元素使用BioRender创建：shang, S. (2026) https://BioRender.com/tbfxh4l。

TRIB3阻止ID1棕榈酰化和溶酶体降解

研究进一步解析TRIB3调控ID1蛋白稳定性的分子机制。结果显示，bafilomycin处理可以挽救TRIB3缺失诱导的ID1蛋白下降，而MG132不能产生类似效果，提示ID1减少主要与溶酶体降解有关。TRIB3过表达还可削弱ID1与溶酶体相关膜蛋白1（LAMP1）的共定位。这说明TRIB3可抑制ID1的溶酶体降解。

作者团队此前发现，TRIB3可与自噬受体p62相互作用，抑制p62介导的泛素化底物溶酶体降解。由于泛素化ID1已知可与p62结合并进入自噬-溶酶体降解途径，研究人员最初假设TRIB3可能通过破坏ID1-p62相互作用或影响ID1泛素化来稳定ID1。然而，Co-IP实验显示，TRIB3缺失并不影响ID1-p62相互作用，也不影响ID1泛素化。

为了寻找替代机制，研究人员在NCM460细胞中进行了Co-IP联合半定量质谱分析。结果显示，在ID1免疫沉淀物中检测到AP3D1。AP3D1是溶酶体货物转运所必需的衔接蛋白相关复合物3的δ1亚基。进一步结果显示，TRIB3过表达显著减少ID1免疫沉淀物中的AP3D1蛋白丰度。研究还证实，AP3D1可直接与ID1相互作用，并通过溶酶体通路加速ID1降解。TRIB3过表达可中断HEK293T细胞中ID1与AP3D1的结合，而TRIB3敲低则增强NCM460细胞中ID1与AP3D1的结合。

随后，研究人员探索TRIB3如何破坏ID1-AP3D1结合。由于棕榈酰化对某些蛋白被AP3D1等衔接蛋白识别并进行溶酶体分选十分关键，作者进一步研究ID1是否发生棕榈酰化，并以AP3D1依赖方式被递送至溶酶体。

去棕榈酰化酶抑制剂Palmostatin B（PB）可剂量和时间依赖性下调ID1蛋白表达；相反，棕榈酰化酶抑制剂2-bromopalmitate（2-BP）产生相反作用。PB和2-BP还分别缩短或延长ID1半衰期。此外，PB增强NCM460细胞中ID1与AP3D1之间的相互作用。这些结果提示，棕榈酰化可能是AP3D1介导ID1溶酶体降解的必要条件。

进一步Click-iT实验确认，HEK293T细胞中ID1确实发生棕榈酰化，而TRIB3过表达可显著降低ID1棕榈酰化水平。2-BP处理可消除AP3D1与ID1之间的相互作用，而且TRIB3缺失不能逆转这一作用。同样，在NCM460细胞中加入2-BP后，TRIB3缺失不再加速ID1降解。上述结果共同说明，TRIB3通过与ID1相互作用阻碍其棕榈酰化，从而阻止AP3D1介导的识别和溶酶体降解。

图5：TRIB3阻碍ID1棕榈酰化，从而抑制其在肠上皮细胞中的溶酶体降解。a，在bafilomycin或MG132处理条件下，Ctrl或TRIB3KD NCM460细胞中ID1和TRIB3免疫印迹。b，通过PLA检测TRIB3过表达对NCM460细胞中ID1与LAMP-1相互作用的影响。比例尺=5 μm。c，HEK293T细胞裂解物经抗HA抗体免疫沉淀后进行半定量质谱分析（n=4个独立生物学实验）。d，转染ID1-HA和AP3D1-DDK的HEK293T细胞裂解物，用IgG或抗HA抗体进行免疫沉淀。e，检测并定量HEK293T细胞中AP3D1-DDK过表达对ID1-HA蛋白降解的影响。f，在bafilomycin处理条件下，检测HEK293T细胞中TRIB3-GFP过表达对ID1-HA与AP3D1-DDK相互作用的影响。g，通过PLA检测TRIB3过表达对NCM460细胞中ID1与AP3D1共定位的影响。比例尺=5 μm。h、i，定量分析不同剂量PB（h）或2-BP（i）处理对NCM460细胞ID1蛋白表达的影响。j，检测并定量HEK293T细胞中PB对ID1蛋白降解的影响。k，通过PLA检测PB对NCM460细胞中ID1与AP3D1相互作用的影响。比例尺=5 μm。l，通过Click-iT反应检测TRIB3过表达对ID1棕榈酰化的影响。m，通过PLA分析所示各组NCM460细胞中ID1与AP3D1的共定位。比例尺=5 μm。n，检测并定量2-BP对Ctrl或TRIB3KD NCM460细胞中ID1降解的影响。数据以均值±SEM表示，并采用非配对双尾Student t检验（c）、普通单因素方差分析（h和i）、Mann-Whitney U检验（b）、Welch t检验（g和k）以及Kruskal-Wallis检验（m）进行分析。a、d–f、h–j、l和n中n=3个独立生物学实验；g和m中n=10个独立生物学实验；b和k中n=20个独立生物学实验。所有统计检验均为双侧检验。误差线表示95%置信区间。图c元素使用BioRender创建：shang, S. (2026) https://BioRender.com/tbfxh4l。

岩白菜素被筛选为可上调TRIB3并抑制ID1降解的候选化合物

上述发现提示，上调TRIB3可能成为IBD潜在治疗策略。研究人员将TRIB3OE NCM460细胞的转录组特征输入CMAP数据库进行筛选，以寻找可能上调TRIB3的化合物。结果显示，岩白菜素、isoxsuprine、cilnidipine、JW-7-24-1和epothilone A的连接评分最高，均为99.98。

其中，岩白菜素、isoxsuprine和cilnidipine已有细胞保护效应报道，而JW-7-24-1和epothilone A为具有细胞杀伤活性的抗肿瘤药物。因此，研究优先选择具有细胞保护性质的化合物进行验证。结果显示，岩白菜素是唯一可上调NCM460细胞中TRIB3和ID1蛋白表达的化合物。

进一步机制研究显示，岩白菜素上调TRIB3转录，但不影响TRIB3蛋白稳定性。随后，研究人员探索岩白菜素如何增加ID1丰度。NCM460细胞经岩白菜素处理后，ID1棕榈酰化显著降低。岩白菜素还可延长ID1半衰期；这一作用可被自噬-溶酶体抑制剂bafilomycin逆转，说明岩白菜素通过抑制ID1溶酶体降解维持其蛋白稳定性。与这一机制一致，岩白菜素还可抵消AP3D1加速ID1降解的作用。

图6：岩白菜素被发现可上调TRIB3并抑制ID1降解。a，用于筛选上调TRIB3化合物的示意图。将TRIB3OE与Ctrl NCM460细胞转录组测序获得的差异表达基因提交至CMAP平台，以识别可提高TRIB3水平的化合物。b，不同剂量isoxsuprine、cilnidipine和岩白菜素对NCM460细胞中TRIB3和ID1蛋白表达的影响。c，80 nM岩白菜素对NCM460细胞中ID1-DDK棕榈酰化的影响。d，在有或无bafilomycin处理条件下，岩白菜素对NCM460细胞中ID1降解的影响。e，岩白菜素对AP3D1介导ID1降解的影响。数据以均值±SEM表示，并采用普通单因素方差分析（b和c）进行分析。a–e中n=3个独立生物学实验。所有统计检验均为双侧检验。误差线表示95%置信区间。图a元素使用BioRender创建：shang, S. (2026) https://BioRender.com/tbfxh4l。

岩白菜素通过上调TRIB3恢复肠干细胞自我更新并缓解结肠炎

岩白菜素属于异香豆素类化合物，是传统中药岩白菜（Bergenia purpurascens）的主要活性成分之一，在中国临床上用于慢性支气管炎治疗。既往研究报道，岩白菜素可通过调节肠道菌群或巨噬细胞活化，抑制DSS或TNBS诱导的小鼠或大鼠结肠炎；但其对肠干细胞自我更新的影响此前尚不清楚。

与既往结果一致，25或50 mg/kg岩白菜素处理可减轻结肠炎小鼠体重下降、降低DAI、缓解结肠缩短、降低组织学评分并减少黏膜屏障通透性。值得注意的是，岩白菜素处理可增强结肠黏膜中Trib3蛋白表达，促进EdU染色提示的结肠上皮细胞增殖，并上调结肠黏膜中CBC和RSC标志物mRNA表达。体外实验中，岩白菜素也增强了UC模型来源结肠类器官的增殖。

随后研究人员进一步判断岩白菜素是否通过上调TRIB3缓解结肠炎。结果显示，Trib3消除会阻断岩白菜素在UC模型中的治疗作用，具体表现为：体重变化、DAI、结肠长度、组织学评分、血清FITC-右旋糖酐丰度以及结肠上皮细胞增殖等指标的改善均被削弱或消失。这些数据表明，岩白菜素可通过上调TRIB3恢复肠干细胞自我更新，修复受损上皮黏膜屏障，并缓解结肠炎。

研究还测试了岩白菜素与美沙拉嗪（Mesalazine，也称5-ASA）联用是否在4% DSS诱导的重症UC模型中具有更好治疗效果。美沙拉嗪是一种常用于轻中度IBD治疗的一线药物。从小鼠生存角度看，单独使用美沙拉嗪或岩白菜素在急性重症UC模型中未显示明显治疗效果；但二者联用明显降低UC小鼠死亡率，从4/8降至1/8。

与单药治疗相比，岩白菜素-美沙拉嗪联合治疗可缓解急性重症UC小鼠体重下降、降低DAI和组织学评分。尽管该联合治疗的抗炎效果与单药相当，但其独特之处在于可促进肠上皮细胞增殖并增强黏膜屏障完整性。总体而言，药理性上调TRIB3可能通过增强ISCs自我更新和肠黏膜屏障完整性，成为缓解IBD的一种潜在策略。

图7：岩白菜素通过上调TRIB3，恢复肠干细胞自我更新，修复受损上皮黏膜屏障并缓解结肠炎。a，2% DSS诱导UC模型中，Vehicle、25 mg/kg岩白菜素和50 mg/kg岩白菜素处理示意图。b，小鼠DAI。c，代表性结肠大体图像及结肠长度统计。d，小鼠血清FITC-右旋糖酐相对丰度。e，岩白菜素处理对结肠类器官增殖的影响（n=10个独立生物学实验）。比例尺=200 μm。f，在Trib3IEC-KO小鼠中建立2% DSS诱导UC模型，并给予或不给予25 mg/kg岩白菜素处理的示意图。g，小鼠DAI。h，小鼠血清FITC-右旋糖酐相对丰度。i，结肠组织中代表性EdU染色及统计数据。比例尺=20 μm。j，使用C57BL/6J小鼠建立4% DSS诱导急性重症UC模型，并给予岩白菜素、美沙拉嗪或二者联合处理的示意图。k，小鼠死亡率。l，小鼠DAI。m，结肠组织代表性H&E染色及组织学评分统计。比例尺=1 mm（上图）或50 μm（下图）。n，结肠组织中紧密连接相关基因相对mRNA表达（Vehicle、岩白菜素和美沙拉嗪组中n=4个独立生物学实验，联合组中n=7个独立生物学实验）。数据以均值±SEM表示，并采用非配对双尾Student t检验（e、h和i）、Mann-Whitney U检验（g）、Kruskal-Wallis检验（l）以及普通单因素方差分析（b–d、m和n）进行分析。i和m中n=3个独立生物学实验；f–h中n=4个独立生物学实验；a–d中n=6个独立生物学实验；j–l中n=8个独立生物学实验。所有统计检验均为双侧检验。误差线表示95%置信区间。图a、f和j元素使用BioRender创建：shang, S. (2026) https://BioRender.com/tbfxh4l。

【贡献】★★★★★

当前IBD药物治疗的核心仍以免疫抑制为主，但这类策略存在一定局限，包括仅对部分患者有效、不良反应较多，以及常常难以实现临床意义上的黏膜愈合。因此，通过促进肠干细胞自我更新和再生，在不依赖广泛免疫抑制的情况下实现黏膜愈合，是一种具有吸引力的治疗思路。

本研究基于临床胆汁酸代谢组学线索，聚焦IBD患者粪便中升高的结合型胆汁酸GCA。结果显示，GCA可通过减少RSC数量、抑制CBC增殖能力，破坏肠黏膜屏障并加重UC。机制上，GCA抑制肠道TRIB3-ID1轴，削弱肠干细胞自我更新。TRIB3可与ID1相互作用，抑制其棕榈酰化及AP3D1介导的溶酶体分选和降解，从而维持肠干细胞干性并促进黏膜愈合。

研究还提示，胆汁酸对肠干细胞功能具有重要调节作用。在IBD条件下，胆汁酸稳态紊乱通常表现为宿主来源初级胆汁酸升高、菌群来源次级胆汁酸降低。既往研究提示，次级胆汁酸LCA和脱氧胆酸（DCA）在生理浓度下可增强肠类器官出芽并改善干细胞功能，而初级胆汁酸CA可通过抑制PPARα介导的脂肪酸β氧化触发Lgr5+ ISC功能障碍。本研究进一步将GCA确定为另一种可同时破坏RSC和CBC的初级胆汁酸，丰富了IBD中胆汁酸与肠干细胞关系的认识。

此外，本研究将GCA整合进DSS诱导的小鼠结肠炎模型，有助于更好模拟人类IBD中胆汁酸代谢紊乱的病理背景。作者还指出，新近发现的微生物结合型胆汁酸，如色氨酸结合胆酸和GABA-胆汁酸杂合物，可能构成宿主-微生物互作的新层次。未来需要进一步探索这些新型微生物胆汁酸结合物是否也会影响TRIB3-ID1轴，从而调控肠屏障完整性和炎症消退。

从治疗角度看，本研究提出，上调TRIB3可能成为促进IBD黏膜愈合的一种潜在策略。TRIB3在不同病理生理背景下可通过不同机制维持细胞干性：在结直肠癌干细胞中，它可与β-catenin相互作用并激活Wnt信号；在健康肠干细胞中，它则与ID1相互作用并增强ID1蛋白稳定性。这说明同一蛋白在不同疾病背景下具有功能灵活性。

需要注意的是，包括TRIB3、ID1、YAP、STAT3和STAT5在内的一系列干性调节因子，可能对疾病产生双向影响：一方面支持肠黏膜修复、减轻IBD严重程度；另一方面也可能在某些背景下促进结直肠癌进展。因此，未来若将这类分子作为IBD治疗靶点，需要谨慎控制其在肠上皮细胞中的上调程度，以降低潜在肿瘤风险。

本研究还发现，岩白菜素可通过上调TRIB3增强美沙拉嗪在重症UC模型中的治疗效果，这可能拓展5-ASA类药物在轻中度UC之外的治疗应用空间。既往研究认为岩白菜素可通过抑制巨噬细胞活化缓解UC，而本研究显示，肠道Trib3敲除几乎消除了岩白菜素抗IBD作用，提示其关键作用可能来自对肠上皮和肠干细胞再生的调节。在IBD中，肠上皮细胞与免疫细胞之间存在复杂交互：过度激活的促炎免疫细胞可破坏上皮屏障，而肠上皮细胞也可通过分泌免疫调节因子反向调控免疫细胞表型。因此，岩白菜素也可能通过恢复肠干细胞再生和上皮修复，间接调节巨噬细胞促炎表型。

总体而言，本研究阐明了胆汁酸代谢紊乱与IBD进展之间此前未被充分认识的机制联系，并提供了一个原则性证据：通过上调TRIB3表达、增强ID1稳定性，可能恢复肠干细胞干性并促进IBD黏膜愈合。

不过，研究也存在一定局限。首先，GCA-TRIB3-ID1轴的临床相关性仍需进一步验证，尤其是GCA代谢紊乱患者是否会成为TRIB3靶向治疗的主要获益人群，目前尚不明确。未来需要在定义清晰的临床队列中进一步验证。其次，岩白菜素作为先导化合物仍缺乏系统药理学特征分析。其药代动力学性质、构效关系和毒理学特征仍需深入评估，才能判断其进一步转化潜力。

免责声明：本公众号尊重并倡导保护知识产权，本文所引述观点、言论、图片及其他信息仅供参考和资讯传播之目的，希望能给读者带来科研的灵感。文章素材来源于Nature communications官网原文编译，部分来源在线网站，如涉及版权，联系删除！

【中科院1区｜肝脏与胃肠病学TOP期刊】

【中科院1区｜Cell子刊】

【中科院1区｜材料学TOP期刊】