【客户项目】肌肤逆龄：肠道与皮肤微生物的双重奏

肠道和皮肤微生物群是微生物屏障，抵抗有害的外来微生物并维持内部稳态。肠道和皮肤微生物群的失调与衰老进程有关。然而，针对面部皮肤健康并考虑肠-皮肤轴的干预措施还很缺乏。本研究旨在探讨口服或局部使用益生元对皮肤状况、肠道和皮肤微生物群以及皮肤老化相关指标的影响。在这项研究中，通过调节肠道和皮肤微生物群，研究了口服 (O)、局部 (T) 以及口服和局部 (OT) 低聚木糖 (XOS) 为期八周的干预对面部皮肤衰老的影响。发现口服和局部双低聚木糖干预方法对于改善肠道和皮肤微生物群以及面部皮肤老化最有效。

原名：Dual intervention on the gut and skin microbiota attenuates facial cutaneous aging

译名：对肠道和皮肤微生物群的双重干预可减轻面部皮肤老化

期刊：Food & Function

IF：6.1 (Q1)

发表时间：2024.4

通讯作者：张烽、赵伟

通讯作者单位：江南大学

原文链接：https://doi.org/10.1039/D4FO00414K

01 基线特征

图1 受试者的基线特征

02 临床指标变化

衰老过程的强度和速度因人而异。因此，皮肤年龄（SA）是客观的分析指标。结果发现，相对于对照组的面部皮肤年龄，干预组的SA明显更低。重要的是，联合组的SA降低程度显著高于口服组和局部组。这表明口服联合外用XOS可恢复中年女性的皮肤活力。

图2 VISIA指数变化情况

03 XOS对女性皮肤和肠道微生物群的影响

3.1 皮肤和肠道微生物群的α多样性分析

OT组干预显著提高了女性皮肤微生物群的物种丰富度和群落多样性。经益生元干预后，肠道微生物群的多样性和丰富度均无变化，表明XOS不足以改变健康女性肠道微生物群的类型和丰富度，但XOS对肠道微生物群中一种特定细菌的富集和影响有待进一步研究。

3.2 皮肤和肠道微生物群的β多样性分析

本研究比较了各组患者干预前后L、M、R侧面部皮肤的皮肤微生物群。T_Post组的M和R侧面部皮肤微生物群与T_Pre组有显著差异，其中R侧皮肤差异最大。O_Post组的L侧面部皮肤微生物群与O_Pre组显著不同。对于M和R侧面部皮肤，OT_Post组与OT_Pre组相比观察到显著差异。采用PCoA分析肠道微生物群结构的β多样性，发现各组在干预前和干预后的差异无统计学意义。这表明，口服和局部XOS干预均未显著改变健康女性肠道微生物群的整体结构。

3.3 XOS对LEfSe筛选的关键细菌属的影响

3.3.1 口服或局部XOS干预对皮肤微生物群的干预作用

在OT干预结束后，与OT_Pre相比，皮肤杆菌属（Cutibacterium）的丰度明显降低，这与同一组干预后L侧面部皮肤的结果一致。在R侧面部皮肤的细菌群落中，与干预前相比，干预后T、O和OT组的皮肤杆菌丰度显著降低。该属是一种皮肤共生细菌，属于亲脂性微生物，异常和过度增殖可导致成人痤疮。经XOS干预后显著下降，说明XOS可能通过抑制皮肤脂质的分泌来降低亲脂性微生物的丰度，减少痤疮的发生。此外，金黄色葡萄球菌（致病菌）在T干预后，菌群丰度显著降低。

在OT干预组的属的比较分析结果中，阿克曼氏菌属（Akkermansia）与OT_Pre组以及C_Post组相比显著富集。嗜黏蛋白阿克曼氏菌（阿克曼氏菌属唯一的菌）是一种潜在的有益菌，这表明干预可刺激嗜黏蛋白阿克曼氏菌的生长，可抵御皮肤衰老。

与C_Post_R组相比，T_Post_R、O_Post_R和OT_Post_R组的副球菌（Paracoccus）丰度显著降低。无论是口服、外用还是口服联合外用XOS，该干预均能显著减少与皮肤感染呈正相关的细菌种类。这一结果表明，XOS可能通过抑制副球菌的丰度来减轻皮肤感染，从而对皮肤发挥保护作用。

图4通过LEfSe分析筛选出的皮肤微生物关键属

3.3.2 XOS对关键肠道细菌属的影响

在属水平上，可产生丁酸的Peptostreptococcales_Tissierellales在局部干预后显著降低。研究表明，口服干预可导致普雷沃氏菌（Prevotella）的富集。重要的是，与OT_Pre组和C_Post组相比，双歧杆菌（Bifidobacterium）在OT干预结束后显著富集。XOS的补充显著增加了整个肠道中双歧杆菌的丰度，这有利于肠道疾病的恢复。此外，双歧杆菌通过上调色氨酸代谢并激活AHR介导的免疫反应，从而缓解AD症状。增加的肠道益生菌，如双歧杆菌，可能产生色氨酸衍生的末端代谢物，调节皮脂的合成。

平衡的肠道微生物群与健康衰老过程之间存在着强大的联系。肠道微生物群的变化可以深刻地影响各种疾病的发病机制，包括与衰老相关的疾病。这些发现表明，肠道微生物群中与年龄相关的改变可能会加剧全身老化，包括皮肤老化。在本研究中，研究人员观察到OT组中肠道双歧杆菌的显著富集，这可能是肠道微生物群有助于减缓皮肤老化的机制之一。

图5通过LEfSe分析筛选出的肠道中的微生物关键属

3.3.3 干预前后肠道微生物群和皮肤微生物群的关键细菌属的变化

本研究中，口服和局部使用XOS对降低皮肤杆菌的丰度最有效。此外，与C组相比，OT组的肠道内双歧杆菌的丰度显著增加。与C组相比，OT、O、T组的副球菌丰度显著降低。此外，口服和局部使用XOS相结合的方式也有效减少皮肤杆菌和副球菌，同时增加肠道双歧杆菌。这些发现表明，口服和局部使用XOS可以改善妇女的肠道和皮肤微生物群，促进整体健康。然而，还需要进一步的研究来充分了解肠道-皮肤轴的作用机制。

图6干预前后各组肠道微生物群和皮肤微生物群关键属的变化

3.4 通过PICRUSt预测皮肤和肠道微生物群功能的关键通路的变化

3.4.1 皮肤微生物功能预测

干预后，OT组的K02770（编码果糖PTS系统EIIBC或EIIC组分）、K00849（编码半乳糖激酶）和K00016（编码l-乳酸脱氢酶）含量显著下降。因此，推测口服和局部XOS可能通过降低果糖磷酸化来抑制皮肤脂质合成和甘油三酯的产生，从而减少亲脂性痤疮的丰度。研究结果表明，乳酸代谢减少，可能在减轻面部毛孔方面发挥作用。XOS被发现显著降低了T_Post_R、O_Post_L和OT_Post_L组的甘油脂代谢，表明与脂质代谢相关属的减少。此外，K01046（编码三酰基甘油脂肪酶）在O_Post_L组和OT_Post_L组中也有所降低。这些结果表明XOS减少了皮肤杆菌的丰度，导致甘油酯代谢途径下降，随后降低了脂肪酶和脂肪酸代谢产物的产生。

图7干预前后，皮肤微生物群功能预测中关键代谢通路的差异

3.4.2 通过PICRUSt预测的肠道微生物功能

干预后OT组显著富集的通路包括ko00625（氯烷烃和氯烯烃降解）、ko00071（脂肪酸降解）和ko00643（苯乙烯降解）。T组和O组干预前后的通路均无明显变化。OT组干预后，K02025（编码多糖转运系统渗透酶蛋白）、K02026（编码多糖转运系统渗透酶蛋白）等均有显著增加。相反，O组和TO组在干预前后KO没有明显变化。

04 VISIA指数与皮肤微生物群的相关性研究

图8 VISIA指数与皮肤微生物群的相关性分析