高通量测序揭示洗发水使用28天对人类头皮微生物组的调控作用及生理影响

【字体: 时间:2025年08月12日 来源:BMC Microbiology 4.2

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  为解决洗发水对头皮微生态的影响机制问题,研究人员通过16S rDNA和ITS高通量测序技术,系统分析了28天洗发水使用前后头皮微生物组的结构与功能变化。结果显示,洗发水显著提升头皮水分含量(P=0.04),并调控核心菌群如Cutibacterium(11.58%→28.66%)和Malassezia(81.34%→64.31%)的丰度,同时改变细菌代谢通路和真菌营养模式。该研究为开发基于"头皮微生态"的护发产品提供了科学依据。

  

洗发作为日常护理的重要环节,其产品与头皮微生态的相互作用机制长期未被阐明。随着消费者对"头皮健康"关注度提升,解析洗发水如何影响头皮菌群平衡成为研发关键。现有研究表明,头皮微生物如Cutibacterium与Staphylococcus的共生关系直接影响头皮屏障功能,而Malassezia等真菌的异常增殖与头屑问题相关。然而,洗发水成分对这类微生物的动态调控作用尚缺乏系统研究。

广州雅纯化妆品技术有限公司的研究团队在《BMC Microbiology》发表论文,通过16S rDNA和ITS高通量测序技术,追踪20名健康志愿者使用特定洗发水28天前后头皮微生物组的变化。研究发现,洗发水通过调节头皮水油平衡(水分↑8.18%,油脂↓8.18%),显著改变微生物群落结构:细菌中Actinobacteriota门丰度增加而Proteobacteria门降低,真菌核心菌属Malassezia相对丰度下降但保持优势地位。功能预测显示,细菌的糖酵解和TCA循环代谢增强,真菌的病原-腐生营养模式减弱。

研究采用的主要技术包括:1)头皮生理参数检测(Meibometer MB560测油脂,DermaLab Combo测水分);2)16S rDNA V4区和ITS1区扩增子测序(NovaSeq PE250平台);3)生物信息学分析(QIIME2处理ASV,PICRUSt2/FUNGuild功能预测);4)统计学方法(NMDS、CCA、LDA分析)。

洗发水对头皮细菌群落的影响

α多样性分析显示Chao1和Shannon指数无显著变化(P>0.05),但NMDS揭示群落结构显著改变(Adonis P<0.05)。在门水平,Proteobacteria从28.66%降至11.58%,而Actinobacteriota显著增加;属水平Cutibacterium超越Staphylococcus成为优势菌(28.66% vs 18.37%)。LDA鉴定出9个差异分类单元,如Day 28组富集的Stenotrophomonas和Sphingomonas。

洗发水对头皮真菌群落的调控

Chao1指数显著降低(P=0.0005),但Shannon指数保持稳定。Malassezia仍为优势菌(64.31%),但Nigrospora等潜在致病菌减少,Aureobasidium和Aspergillus增加。LDA识别出27个差异分类单元,Day 28组以Neoascochyta和Epicoccum为主。

微生物群落与理化因子的关联

CCA分析表明微生物群落从"油脂偏好型"向"水分偏好型"转变。网络分析揭示细菌Varibaculum与油脂正相关(r=0.82),而真菌Aspergillus与水分呈正相关(r=0.79)。

功能预测结果

PICRUSt2发现Day 28组糖酵解和磷脂合成通路激活;FUNGuild显示病原-腐生营养模式降低14.3%,未分类功能增加11.2%。

该研究首次系统揭示洗发水通过调节头皮水油微环境,实现对微生物组结构与功能的双重调控。配方中皂角发酵滤液和温和表面活性剂的协同作用,既能维持Cutibacterium等有益菌的生态位,又可抑制Pseudomonas等机会致病菌。这些发现为开发"微生态友好型"洗发产品提供了明确靶点,例如通过优化防腐剂(如苯甲酸钠)与保湿剂(如聚季铵盐-10)配比,在清洁同时保护核心菌群功能。未来研究可结合宏基因组学进一步解析代谢物-菌群-宿主的互作网络。

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