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目的:自身免疫甲状腺炎（HT）是一种器官特异性自身免疫性疾病,是由于环境、遗传等多种因素的共同作用而导致的。近年来,该病的发病率逐年升高,引发了人们的高度关注。HT患者的甲状腺组织主要病理变化表现为以CD4+T细胞为主的免疫细胞浸润,因Th1细胞、Th17细胞等CD4+T细胞数量增加,产生了大量的TNF-α、IL-6等细胞炎症因子,进而导致甲状腺细胞凋亡、坏死,最终进展为甲状腺功能衰竭。近年提出的“免疫代谢”（Immunometabolism）新学说认为,静息状态的T细胞主要通过脂肪酸氧化、氧化磷酸化等方式获能,一旦被激活后,糖酵解强度升高、三羧酸循环强度降低,即出现“代谢重编程”（Metabolic Reprogramming）现象。被激活的T细胞通过改变优势代谢通路来产生它需要的炎性介质、能量载体以及代谢中间体。有研究证实,糖酵解参与了许多免疫过程,尤其是在Th17细胞、Th1细胞、Th2细胞等活化的效应T细胞亚型中,糖酵解代谢更为显著。乙酰化丙酮酸脱氢酶复合体（Acetated pyruvate dehydrogenase complex,PDC）是糖代谢过程中的关键限速酶之一,在丙酮酸发生氧化脱羧过程中发挥着重要的催化作用,从而使丙酮酸转化成乙酰辅酶A,促进葡萄糖三羧酸循环,在细胞线粒体呼吸链能量代谢中的作用至关重要。短链脂肪酸（short chain fatty acids,SCFAs）作为肠道菌群的主要代谢产物,包括乙酸、丙酸、丁酸和戊酸等,是大肠细胞的主要能量来源,与能量代谢关系密切,可以调节肠道吸收养分、分泌激素。有研究指出,HT患者存在肠道菌群异常的情况。也有研究证实,肠道菌群的代谢产物短链脂肪酸中的丁酸能够激活乙酰化丙酮酸脱氢酶复合体,削弱肿瘤细胞的无氧糖酵解。在给予类风湿动物模型丁酸盐治疗后,可以在一定程度上减轻疾病的进展,甚至可以逆转疾病。因此,本研究旨在探讨HT患者是否存在短链脂肪酸代谢异常,以及短链脂肪酸中的丁酸能否通过激活HDAC/SIRT3/PDHA/PDC通路,抑制T细胞的糖酵解,纠正T细胞亚型之间的比例失衡,参与HT发病。研究方法:1、HT患者临床研究:收集HT患者及年龄、性别相匹配的健康对照者的粪便及血清,电化学免疫发光法测定血清游离T3、游离T4、促甲状腺激素、甲状腺球蛋白抗体及甲状腺过氧化物酶抗体;同时进行粪便靶向代谢组学、血清非靶向代谢组学和靶向代谢组学检测,分析差异代谢产物及7种短链脂肪酸的差异;2、CD4+T细胞研究:在上述HT患者及健康对照者的PBMC中分选CD4+T细胞进行原代培养,应用流式技术检测细胞炎症因子,测定Th17及Th1、Tregs细胞亚群比例;同时应用细胞能量代谢检测仪（seahorse）检测CD4+T细胞糖酵解及有氧代谢水平;应用WB（Western-Blot）分析PDHA等糖酵解关键酶的表达。分别给予HT患者丁酸和SIRT3抑制剂,观察处理因素对细胞炎症因子、Th17及Th1、Tregs细胞亚群比例、CD4+T细胞代谢水平及通路相关蛋白表达的影响。结果:1、HT患者临床研究:（1）留取28名HT患者及28名年龄、性别相匹配的健康对照者粪便,进行靶向代谢组学检测,两组间TSH、FT4及FT3水平无明显差异（P>0.05）,HT组患者TPOAb及Tg Ab均明显高于正常对照组（P<0.05）。靶向代谢组学检测结果提示,丁酸在HT组粪便中的含量较对照组有明显降低趋势,但无统计学意义（P>0.05）;己酸在HT组血清中的含量较对照组明显降低（P<0.05）;（2）留取30名HT患者及30名年龄、性别相匹配的健康对照者血清,进行血清非靶向代谢组学检测,两组间TSH水平均在正常范围内,FT4及FT3无明显差异（P>0.05）,HT组患者TPOAb及Tg Ab均明显高于正常对照组（P<0.05）。非靶向代谢组学检测结果提示,在前20个差异代谢物中,HT组4-苯基丁酸（4-Phenylbutyric acid）的含量较正常对照组显著降低（P<0.05）。（3）进一步对两组患者进行血清7种短链脂肪酸的靶向定量检测分析。结果提示,与正常对照组相比,HT组患者血清中丁酸及戊酸的含量明显降低（P<0.05）;乙酸、丙酸、异丁酸、己酸的含量未见明显统计学差异（P>0.05）。2、细胞实验:（1）与正常对照组相比,HT组患者外周血CD4+T细胞培养基中IL-17a含量显著升高（P<0.05）,IFN-γ有明显升高趋势,但无统计学差异,IL-10有降低趋势,但无统计学差异;外周血中CD4+IFNγ+T细胞亚群占比升高,CD25+Treg细胞占比下降（P<0.05）;CD4+T细胞糖酵解代谢水平显著升高（P<0.05）;CD4+T细胞中SIRT3表达增加（P<0.05）,PDHA、PDP1表达减低（P<0.05）。（2）给予不同浓度丁酸盐干预后,HT患者外周血CD4+T细胞培养基中IL-17a含量明显下降（P<0.05）;外周血中CD4+IFNγ+T细胞亚群占比逐渐降低（P<0.05）,CD25+Treg细胞占比逐渐增加（P<0.05）;CD4+T细胞糖酵解代谢水平受到抑制（P<0.05）;SIRT3蛋白表达水平减低（P<0.05）,PDHA及PDP1蛋白表达水平增加（P<0.05）;均呈剂量依赖。（3）选取通路中重要靶点,给予SIRT3抑制剂SIRT-IN-3处理细胞后,HT患者外周血CD4+T细胞中表达增加的Sirt3受到抑制（P<0.05）,PDHA表达增加（P<0.05）,Foxp3的表达增加（P<0.05）,CD4+T细胞糖酵解水平受到抑制（P<0.05）。结论:1、HT患者存在因肠道菌群失调而导致的短链脂肪酸代谢异常,粪便中丁酸含量有明显降低趋势,己酸水平明显降低;血清中丁酸及戊酸的含较正常人明显降低,丁酸的代谢产物4-苯基丁酸在HT患者中明显降低;2、HT患者存在T细胞亚群比例失衡,T细胞免疫细胞代谢异常,糖酵解代谢水平明显升高;3、以丁酸为代表的短链脂肪酸可通过激活HDAC/SIRT3/PDHA/PDC通路,改变T细胞代谢通路,抑制糖酵解,纠正T细胞亚群比例失衡,参与HT发病。