褪黑素调节肠道菌群稳态改善衰老小鼠皮肤屏障损伤:肠道 - 皮肤轴的关键作用

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Cellular Signalling 4.4

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  随着人们对皮肤健康关注度的提升,研究发现肠道菌群稳态与皮肤健康密切相关。为探究褪黑素(MT)改善皮肤屏障损伤的机制,研究人员以衰老小鼠为模型展开研究。结果显示,MT 可调节肠道菌群,修复皮肤屏障。这为改善皮肤衰老提供了新方向。

  在追求美丽与健康的道路上,皮肤衰老一直是人们关注的焦点。皮肤就像人体的 “外衣”,不仅能保护身体内部组织,还反映着整体健康状态。随着年龄增长,皮肤会出现各种问题,其中皮肤屏障损伤是皮肤衰老的重要表现。皮肤屏障主要由表皮和共生微生物组成,能抵御外界病原体和污染物。然而,目前人们对于肠道菌群与皮肤屏障损伤之间的关系还不完全清楚,尤其是在衰老过程中,肠道菌群紊乱是否会通过肠道 - 皮肤轴(gut-skin axis)导致皮肤屏障损伤,这一问题亟待解答。同时,虽然已知褪黑素(Melatonin,MT)对肠道和皮肤有一定作用,但它如何调节肠道菌群介导的肠道 - 皮肤轴来改善皮肤屏障损伤,仍是未知领域。
为了解开这些谜团,中国农业大学的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们通过建立自然衰老诱导的皮肤屏障损伤小鼠模型,研究褪黑素在改善皮肤屏障损伤中的作用机制。研究结果表明,褪黑素可以通过调节肠道菌群稳态,抑制脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)的泄漏,进而修复皮肤屏障功能,改善小鼠皮肤衰老状况。这一研究成果发表在《Cellular Signalling》上,为皮肤衰老的防治提供了新的理论依据和潜在治疗策略。

在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是构建动物模型,建立自然衰老小鼠模型,同时设置补充褪黑素和进行粪便微生物群移植(Fecal Microbiota Transplantation,FMT)的实验组;二是组织学染色,对皮肤和结肠组织进行处理用于观察;三是细胞实验,利用人角质形成细胞(HaCaT)研究褪黑素的调节机制。

下面详细介绍研究结果:

  1. 褪黑素改善衰老小鼠皮肤屏障损伤:研究人员构建了自然衰老小鼠模型,将 8 月龄的年轻小鼠作为对照组(CON),18 月龄的小鼠作为衰老组(Aging),从 8 月龄开始补充褪黑素直至 18 月龄的小鼠作为治疗组(Aging+MT)。研究发现,衰老小鼠出现皮肤屏障损伤,包括皮肤微生物群紊乱和表皮屏障结构破坏,同时肠道菌群失调。而补充褪黑素的衰老小鼠,这些损伤得到明显改善。
  2. 粪便微生物群移植(FMT)和脂多糖(LPS)处理对皮肤屏障的影响:将衰老小鼠的粪便微生物群移植到年轻小鼠体内,以及用 LPS 处理年轻小鼠,均可重建类似衰老的皮肤屏障损伤。这表明肠道菌群和 LPS 在皮肤屏障损伤过程中起着重要作用。
  3. 褪黑素调节机制的体外研究:在体外实验中,研究人员利用人角质形成细胞(HaCaT)进行研究。结果显示,褪黑素可以通过降低 TLR4 和 MyD88 的表达水平,增加 p-ERK、p-GSK-3β 和 β-catenin 蛋白的含量,恢复 LPS 诱导的皮肤屏障蛋白缺乏。而且,用 TLR4 拮抗剂预处理可模拟褪黑素的改善效果,而 GSK-3β 激动剂则会阻断这种效果。这说明褪黑素是通过 LPS/TLR4/MyD88/ERK/GSK-3β/β-catenin 信号通路来调节皮肤屏障功能的。

研究结论表明,褪黑素通过调节肠道菌群稳态,抑制 LPS 泄漏,经由 LPS/TLR4/MyD88/ERK/GSK-3β/β-catenin 信号通路,恢复皮肤屏障功能,改善皮肤衰老。该研究具有重要意义,它揭示了肠道菌群介导的肠道 - 皮肤轴在皮肤衰老过程中的关键作用,为皮肤衰老相关疾病的治疗提供了新的靶点和潜在干预策略。同时,也为褪黑素在皮肤健康领域的应用提供了理论支持,未来有望基于此研究开发出更有效的皮肤抗衰产品或治疗方法。但该研究也存在一定局限性,例如仅关注了衰老小鼠皮肤屏障功能与肠道菌群整体失衡的关系,未来还需要进一步深入研究具体的菌群变化以及与其他因素的相互作用,为皮肤衰老的防治提供更全面的理论基础。

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