β-葡聚糖对面部皮肤微生物组的调节作用及机制研究:基于16S rDNA测序的多样性分析

《Dermatologic Therapy》:Exploring the Impact of β-Glucan on the Facial Skin Microbiome

【字体: 时间:2025年12月30日 来源:Dermatologic Therapy 3.4

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  本研究通过16S rDNA高通量测序技术,系统探究β-葡聚糖对面部皮肤微生物组的影响。研究发现β-葡聚糖能显著提升微生物α多样性(Chao1/Shannon/Simpson指数),通过PCoA/NMDS/LEfSe等分析揭示其对Cutibacterium、Pseudomonas等关键菌属的调控作用,为开发靶向皮肤微生态的护肤品提供新策略。

研究背景与意义
皮肤微生物组作为人体第一道生物屏障,其平衡对皮肤健康至关重要。本研究聚焦β-葡聚糖——一种具有三重螺旋结构的天然多糖,自20世纪40年代起被发现具有免疫调节功能,能刺激免疫细胞释放TNF-α、IFN-γ、GM-CSF等炎症因子。近年来研究发现,护肤品可通过调节皮肤微生物组发挥功效,但具体机制尚不明确。
研究方法设计
研究采用9周临床试验设计,纳入10名20-50岁志愿者,分四个时间点(T0基线期、T3清洗期、T6干预中期、T9干预末期)采集前额与双颊样本。通过16S rDNA V3+V4区测序,获得13,258个操作分类单元(OTU),采用Silva138数据库进行物种注释。数据分析涵盖α多样性(Chao1/Shannon/Simpson指数)、β多样性(PCoA/NMDS)、LEfSe生物标志物鉴定等方法。
微生物多样性变化
OTU分析显示,T3清洗期独特OTU数量(2,099个)较T0基线期(2,642个)减少,而T9干预期显著增加至5,789个。α多样性指数表明,β-葡聚糖干预后物种丰富度显著提升(Chao1指数p<0.01),Shannon指数在T6与T9比较中出现先降后升的动态变化(p=0.0002),提示微生物群落经历结构性重组。
关键菌群调控效应
属水平分析显示,Cutibacterium相对丰度从T0期14.38%升至T9期30.44%,Pseudomonas在T6期出现峰值(18.05%)。LEfSe分析鉴定出Cutibacterium(LDA>4.8)、Ralstonia等作为显著生物标志物。值得注意的是,痤疮相关菌Cutibacterium acnes在干预过程中呈现先增后降趋势,与患者痤疮等级从3级改善至1级临床结果相吻合。
功能表型预测
通过BugBase表型预测发现,β-葡聚糖干预使需氧菌表型持续上升,厌氧菌表型下降,生物膜形成能力在T3期重建后趋于稳定。潜在致病菌表型在干预后期得到改善,表明β-葡聚糖可能通过调节微生物功能状态促进皮肤健康。
作用机制阐释
研究提出β-葡聚糖可能通过NF-κB通路激活免疫反应,间接调节微生物群落。其三重螺旋结构可能与皮肤免疫细胞相互作用,诱导IL-1β、IL-6等细胞因子分泌,创造不利于致病菌定植的微环境。这种调控不直接减少C. acnes数量,而是通过提升整体微生物多样性实现生态平衡重建。
临床意义与局限
本研究首次揭示β-葡聚糖对皮肤微生物组的时序性调控规律,为化妆品开发提供微生物靶向新思路。局限在于样本量较小,且未分析真菌/病毒群落。未来需结合代谢组学深入解析β-葡聚糖与微生物互作机制。

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