重磅綜述！復旦大學田梅團隊系統闡述器官對話：疾病的分子機制、生物學功能及治療干預

1月6日，復旦大學人類表型組研究院田梅團隊在國際知名期刊《信號轉導與靶向治療》（Signal Transduction and Targeted Therapy，IF=52.7）發表了一篇題為《器官對話：疾病的分子機制、生物學功能及治療干預》重磅綜述：系統性地整合了器官互作研究領域的前沿成果，首次以“網絡生物學”的視角，全景式地描繪了人體內復雜的器官間通信網絡，并為未來精準醫療提供了全新方向。

桑基圖展示了2015年至2025年器官互作研究現狀

重要論述：大腦、心臟和腸道是器官對話網絡的核心樞紐

腦-腸對話

腦-肝對話

心-腎對話

腸-肝對話

腸-腎對話

文章指出，器官之間并非孤立工作，而是通過復雜的“對話”維持著人體的生理穩態。這種對話通過神經、內分泌、免疫和代謝等多種信號通路進行。通過對2015年至2025年間超過5萬篇相關研究的分析，文章利用桑基圖直觀展示，大腦、腸道和肝臟是當前研究最集中、連接最廣泛的三大核心器官。

其中，“腦-腸軸”、“腸-肝軸”和“腦-心軸” 是研究最為深入的器官對。例如，腸道菌群產生的代謝物可以通過免疫、神經和內分泌途徑影響大腦功能與情緒；而大腦的應激信號也能反向調節腸道蠕動和屏障功能。這種雙向溝通的失衡，與從炎癥性腸病、抑郁癥到阿爾茨海默病等多種疾病密切相關。

從機制到干預：揭示疾病發生新機制，提出治療新靶點

文章不僅闡述了器官對話的生物學基礎，更深入探討了其在疾病發生發展中的關鍵作用，并提出了相應的治療策略。

• 腦-腸對話：詳細描述了腸道菌群如何通過迷走神經、免疫調節（如T細胞、巨噬細胞）和下丘腦-垂體-腎上腺（HPA）軸與大腦進行雙向交流。針對這一軸的干預措施，如益生菌、益生元、迷走神經刺激（VNS）和糞便微生物移植（FMT），在治療腸易激綜合征（IBS）和抑郁癥等方面展現出巨大潛力。

• 心-腎對話：重點闡述了“心腎綜合征”的惡性循環機制。心臟功能不全導致腎臟灌注不足，從而過度激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統（RAAS），引發水鈉潴留和血壓升高，這反過來又加重了心臟負擔和腎臟纖維化。針對此軸的RAAS抑制劑（如ACEI/ARB類藥物）、SGLT2抑制劑等已成為心腎保護的核心療法。

• 腸-肝對話：通過門靜脈，腸道菌群的代謝產物（如短鏈脂肪酸、脂多糖LPS）直接進入肝臟，深刻影響肝臟的代謝和免疫狀態。健康的菌群產生有益的短鏈脂肪酸，有助于肝臟健康；而菌群失調則會產生如LPS等毒素，驅動代謝相關性脂肪肝病（MAFLD）和非酒精性脂肪性肝炎（NASH）的進展。法尼醇X受體（FXR）激動劑等靶向腸肝軸的藥物正在成為治療肝病的新希望。

技術革新：多組學、類器官與人工智能推動研究進入新紀元

文章強調，近年來技術的飛速發展是推動該領域進步的關鍵。多器官影像技術（如英國生物樣本庫UK Biobank對3萬多人進行的多器官MRI研究）、類器官共培養系統（如肝臟-胰島軸芯片、心腎連接類器官）以及人工智能（AI）驅動的多組學數據整合分析，使得研究人員能夠在宏觀、微觀乃至分子層面前所未有的精度上解析器官間的動態互動。

未來展望：邁向“網絡驅動”的精準醫學

研究團隊呼吁研究范式從“單個器官”轉向“整個網絡”。通過構建完整的人體器官互作網絡圖譜，并結合AI進行動態預測，未來醫療將能夠實現：

• 創新診斷：通過分析一個器官的異常來早期預警其他器官的疾病風險。

• 個性化治療：根據患者的特定器官網絡狀態，制定綜合性的治療策略，例如通過調節腸道菌群來改善肺部炎癥或保護心臟功能。

• 系統干預：開發能同時調節多個器官通路的新型藥物和療法。

這篇綜述標志著我們對人體生理和疾病的理解邁入了系統性、網絡化的新階段。說明只有將人體視為一個相互關聯的整體，才能真正攻克如心力衰竭、神經退行性疾病和代謝綜合征等復雜的系統性疾病。隨著“器官對話”研究的不斷深入，一個以網絡生物學為基礎的精準醫療新時代正在到來。

https://www.nature.com/articles/s41392-025-02329-1

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