哺乳动物的身体是一个复杂而精密的代谢网络，各个器官通过协调代谢物的生成和消耗来维持生命的平衡。当重要的代谢物如葡萄糖和胆固醇的平衡被打破时，便可能导致心脏代谢疾病（CMD），影响多种器官的功能。目前，关于导致CMD的因素，如西方饮食和慢性高胆固醇血症，如何干扰这一复杂的代谢网络并引发疾病，仍然是一个亟待解决的重要课题。

在CMD的研究中，尽管传统组学技术提供了有价值的静态分子图谱，但它们难以捕捉代谢活动的动态变化。近年来，质谱技术的突破使得动静脉（AV）代谢梯度分析成为一种有前景的方法，可以通过计算动静脉浓度差直接量化器官的代谢物净产出（Δ0）或消耗（Δ<0）。这种技术有望作为解析器官代谢活动的重要工具。

2025年5月，来自加州大学的Cholsoon Jang研究团队在《Cell》杂志上发表了题为“Cross-organ metabolite production and consumption in healthy and atherogenic conditions”的研究论文。在该研究中，研究团队对LDLR（低密度脂蛋白受体）缺陷的猪模型进行了多器官AV代谢组学分析，系统探讨了在不同饮食和病理条件下的整体代谢物产生和消耗情况。此外，研究首次揭示了西方饮食诱导的肝外器官异常释放胆汁酸现象，并在LDLR缺陷猪中显著加剧，为深入理解CMD的病理机制提供了重要线索。

在研究过程中，研究者们观察到禁食和进食状态对器官代谢的基础影响。通过对10个器官的1305种循环代谢物进行AV代谢组学分析，他们发现217种代谢物在特定器官或时间点具有显著转运差异。540种代谢事件不依赖于食物摄入，而958种则依赖于进食，揭示了餐后组织重塑的代谢需要。

随后的研究表明，高脂/高糖饮食（HFHS）对代谢网络有系统性的抑制作用。在2周的HFHS饮食中，猪的体重、胰岛素水平及HOMA-IR显著升高，多个器官的代谢物生产与消耗能力普遍减弱。以葡萄糖为例，HFHS组的腿部肌肉在餐后葡萄糖摄取方面存在显著障碍，这印证了胰岛素抵抗导致的代谢缺陷。

此外，HFHS饮食还改变了代谢物的器官间转运模式，研究者发现特定代谢物的主要生产和转运器官发生了变化。这归因于两种机制的破坏：被动运输受到浓度梯度的影响，而主动运输则受到胰岛素等激素的调控。HFHS饮食通过诱导胰岛素抵抗，损害了主动运输的有效性，从而影响了器官代谢物的整体平衡。

尽管HFHS饮食整体抑制了器官的代谢生成与消耗，但研究也发现酰基肉碱和胆汁酸的生成明显增强。不同于经典的肝肠循环模式，HFHS组中多器官异常释放胆汁酸，导致循环胆汁酸水平升高。研究表明，这种现象可能与胆固醇向胆汁酸转化的能力增强以及相关调控因子如FGF19水平的降低有关。

在LDLR缺陷猪模型中，研究者观察到与人类CMD患者相似的胆汁酸合成现象，发现LDLR缺陷和西方饮食共同促进了肝外器官胆汁酸异常分泌，进一步加重了动脉粥样硬化进程。通过分析人类转录组数据，研究者发现CMD患者的多个组织中胆汁酸合成酶的表达显著升高，这提示肝外胆汁酸合成可能是CMD进展的重要机制。

总的来说，该研究通过动静脉代谢组学、组织转录组学及激素检测，系统解析了猪在禁食/进食状态及西式饮食诱导下的跨器官代谢动态，阐明了器官间代谢干扰的层级网络，为进一步理解饮食与遗传因子交互作用在心脏代谢疾病中的作用提供了重要的科学依据。通过尊龙凯时提供的先进科技，未来的研究将在临床及科研领域取得更为丰硕的成果。