2026年3月，湖南农业大学唐雄卓教授团队在期刊《Journal of Animal Science and Biotechnology》（IF：6.5）在线发表题为：Kynurenine promotes porcine intestinal epithelial cell proliferation by activating the AHR-MST1-YAP1 axis 的高水平研究论文。
背景：本研究的目的是探讨L-色氨酸（L-Trp）及其代谢物犬尿喹啉酸（Kyn）对猪肠道上皮细胞增殖调控的影响。
结果：膳食补充L-Trp显著增加断奶仔猪空肠和回肠的绒毛高度，并减少隐窝深度。mRNA测序数据和qPCR分析发现，L-Trp激活了细胞增殖相关基因及空肠中的AHR（芳香烃受体）-MST1（哺乳动物STE20样激酶1）-YAP1（Yes相关蛋白1）轴的表达。进一步的体外分析显示，L-Trp处理显著通过激活MST1-YAP1信号通路增强了猪肠上皮细胞-IPEC-J2细胞的增殖。进一步的靶向代谢组学分析鉴定出Kyn是促进IPEC-J2细胞增殖的核心Trp代谢物。在机制上，Kyn与AHR相互作用，进而与MST1上游启动子区结合，启动下游靶基因YAP1的转录，从而激活肠上皮细胞增殖。此外，猪肠类器官模型也显示Kyn促进肠类器官芽形成效率和肠干细胞增殖。重要的是，通过使用AHR或YAP1特异性抑制剂，数据证实Kyn诱导的IPEC-J2细胞及肠类器官的肠上皮细胞增殖依赖于AHR-MST1-YAP1轴的激活。
结论：综上，本研究揭示了Trp代谢生成的Kyn促进猪肠上皮细胞增殖的调控机制，为营养代谢与肠上皮稳态之间的联系提供了新的见解。
1. 首次系统揭示色氨酸代谢产物犬尿氨酸通过激活AHR-MST1-YAP1信号轴促进猪肠道上皮细胞增殖的分子机制，建立了营养代谢与肠道干细胞调控的新关联。
2. 整合体内断奶仔猪实验与体外IPEC-J2细胞、猪肠道类器官三种模型，多层次验证犬尿氨酸对肠道上皮发育的促进作用，增强了研究结论的可靠性。
3. 运用靶向代谢组学技术鉴定犬尿氨酸是色氨酸代谢中促进细胞增殖的核心效应分子，明确其通过结合芳香烃受体AHR而非经典Wnt/Notch通路发挥作用。
4. 通过分子对接和JASPAR数据库分析，证实犬尿氨酸与猪AHR具有-5.5 kcal/mol的高亲和力结合，并发现MST1基因启动子区存在AHR保守结合位点，阐明AHR直接调控MST1转录的分子基础。
5. 利用YAP1特异性抑制剂Verteporfin和AHR抑制剂CH-223191进行功能挽救实验，确证AHR-MST1-YAP1轴是犬尿氨酸诱导肠道干细胞增殖的必需通路，为仔猪肠道健康营养干预提供精准靶点。
肠道上皮通过干细胞持续自我更新维持稳态，这一过程受Hippo、Wnt、Notch等信号通路精密调控，其中MST1-YAP1轴是控制肠道干细胞增殖的关键开关。日粮营养素如碳水化合物、脂肪及氨基酸（谷氨酸、精氨酸、谷氨酰胺）已被证实可通过特定信号通路调节肠道干细胞活性，但色氨酸及其代谢物对猪肠道上皮细胞增殖的调控机制尚不明确。色氨酸作为必需氨基酸，在体内可经犬尿氨酸、5-羟色胺和吲哚三条途径代谢，其代谢产物如吲哚-3-甲醛等已被报道可通过激活芳香烃受体（AHR）促进肠道干细胞增殖。然而，色氨酸代谢是否通过Hippo信号通路协调调控猪肠道上皮细胞增殖仍是未知领域。现有研究多聚焦于色氨酸对肠道屏障功能和生长性能的影响，缺乏对其调控干细胞增殖分子机制的深入解析。本研究旨在填补这一空白，揭示色氨酸代谢物犬尿氨酸通过AHR-MST1-YAP1轴促进猪肠道上皮细胞增殖的新机制，为断奶仔猪肠道健康营养调控提供理论依据。
体内实验：选用16头断奶仔猪，随机分为对照组和0.2% L-色氨酸添加组，饲喂4周后采集十二指肠、空肠和回肠组织，进行H&E染色观察绒毛高度和隐窝深度，并对回肠黏膜进行mRNA测序和RT-qPCR验证。
体外实验：以猪空肠上皮细胞系IPEC-J2为模型，采用CCK-8、EdU染色和划痕实验检测细胞增殖与迁移能力；通过靶向代谢组学分析色氨酸代谢物变化；运用分子对接技术预测犬尿氨酸与AHR的结合模式；利用AHR抑制剂CH-223191和YAP1抑制剂Verteporfin进行功能挽救实验。
类器官实验：分离猪空肠隐窝建立肠道类器官培养体系，观察不同浓度犬尿氨酸对类器官出芽效率的影响，结合免疫荧光和Western blot验证AHR-MST1-YAP1信号轴的激活状态。
Figure 1展示了日粮添加L-色氨酸对断奶仔猪小肠上皮发育的影响。H&E染色结果显示，0.2% L-色氨酸添加显著提高了十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度，并降低了空肠和回肠的隐窝深度。回肠mRNA测序鉴定出181个差异表达基因，GO分析显示这些基因主要富集于上皮细胞增殖、脂质羟化等生物学过程。RT-qPCR验证表明，色氨酸添加组中PCNA、OLFM4、LGR5等增殖标志基因及AHR、MST1、YAP1信号通路关键基因表达显著上调，Western blot也证实AHR、MST1、PCNA和Cyclin D1蛋白水平增加，提示日粮色氨酸可激活肠道上皮细胞增殖。
Figure 2验证了L-色氨酸对IPEC-J2细胞增殖的促进作用。实验发现4 mmol/L L-色氨酸处理可显著提高PCNA、MUC13和SYR的mRNA表达水平。EdU染色显示L-色氨酸处理组的EdU阳性细胞比例较对照组显著增加，且效果与5 mmol/L谷氨酸相当。进一步检测发现，L-色氨酸处理可上调细胞周期基因Cyclin E1、Cyclin D1以及TGF-β/SMAD4和MST1/YAP1信号通路相关基因的表达，表明L-色氨酸通过激活MST1-YAP1通路促进猪肠道上皮细胞增殖。
Figure 3阐明了L-色氨酸代谢转化为犬尿氨酸激活细胞增殖的分子机制。代谢通路分析显示，L-色氨酸处理显著上调犬尿氨酸途径关键酶IDO1的表达，同时下调5-HT途径起始酶TPH1的表达。靶向代谢组学检测到犬尿氨酸、色胺等代谢物水平升高。进一步比较发现，仅犬尿氨酸而非犬尿喹啉酸或3-羟基邻氨基苯甲酸可激活Cyclin D1、Cyclin E1及MST1-YAP1通路基因表达。Western blot证实犬尿氨酸处理可上调LATS1、MST1和Cyclin E1蛋白水平，表明犬尿氨酸是色氨酸促进细胞增殖的核心效应代谢物。
Figure 4通过分子对接分析揭示了犬尿氨酸与AHR的结合特性。结构预测显示犬尿氨酸与猪AHR配体结合口袋具有-5.5 kcal/mol的结合自由能，形成稳定的氢键相互作用。具体而言，犬尿氨酸与AHR的ASP65、SER68和ASP151残基形成四个氢键，键长分别为2.3-2.8 Å，同时存在疏水相互作用和静电吸引等非键合接触，证实犬尿氨酸具备作为AHR内源性配体的结构基础。
Figure 5证实了AHR-MST1-YAP1轴在犬尿氨酸诱导细胞增殖中的必需性。犬尿氨酸处理显著上调AHR及其靶基因CYP1A1的表达，JASPAR数据库分析发现MST1启动子区存在两个保守的AHR结合基序。YAP1抑制剂Verteporfin共处理可阻断犬尿氨酸诱导的MST1、YAP1、PCNA和Cyclin E1表达上调，并抑制EdU掺入和细胞迁移。AHR抑制剂CH-223191同样可拮抗犬尿氨酸诱导的AHR核转位、PCNA表达及细胞迁移，证明犬尿氨酸通过AHR-MST1-YAP1轴促进IPEC-J2细胞增殖。
Figure 6展示了犬尿氨酸对猪肠道类器官出芽效率的剂量依赖性促进作用。与对照组相比，250 μmol/L犬尿氨酸处理在培养第1至第3天均显著提高类器官出芽率，而25和50 μmol/L仅在第1天显示短暂促进效果。基因表达分析显示，250 μmol/L犬尿氨酸可显著上调类器官中AHR、MST1、YAP1及PCNA、TGF-β、SMAD4、OLFM4等增殖相关基因的表达，证实犬尿氨酸可激活肠道干细胞增殖。
Figure 7验证了MST1-YAP1通路在犬尿氨酸诱导肠道干细胞增殖中的关键作用。YAP1抑制剂Verteporfin显著抑制犬尿氨酸促进的类器官出芽效率，并降低肠道干细胞标志物OLFM4的荧光强度。Western blot结果显示，犬尿氨酸处理上调AHR、MST1、PCNA和Cyclin D1蛋白表达，而Verteporfin共处理可阻断这些效应。该图最后提出工作模型：色氨酸经IDO1代谢为犬尿氨酸，犬尿氨酸结合并激活AHR，进而转录激活MST1，通过MST1-YAP1轴促进肠道上皮细胞和干细胞增殖。
原文链接
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41845541/
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