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综述:肠道菌群衍生代谢物在瘢痕疙瘩和增生性瘢痕中的作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月06日 来源:Frontiers in Microbiology 4.5
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这篇综述创新性地提出"皮肤-肠道-纤维化轴"概念,系统阐述了肠道菌群代谢产物(SCFAs、胆汁酸、色氨酸衍生物)通过调节TGF-β/Smad、Wnt/β-catenin等通路影响皮肤纤维化的分子机制,为瘢痕治疗提供了微生物组靶向干预新策略。
瘢痕疙瘩和增生性瘢痕是伤口愈合异常导致的纤维增生性皮肤病变,以胶原过度沉积和慢性炎症为特征。最新研究发现,肠道菌群及其代谢产物可能通过系统性途径参与瘢痕形成,这为理解病理性瘢痕提供了全新视角。
纤维-机械信号环路
病理性瘢痕的核心是成纤维细胞异常活化,表现为增殖增强、凋亡抵抗和细胞外基质(ECM)过度产生。TGF-β/Smad通路在此过程中起关键作用,它维持肌成纤维细胞活化和胶原沉积。机械张力通过激活潜伏态TGF-β1和整合素-FAK-YAP/TAZ信号传导,进一步加剧纤维化。单细胞RNA测序(scRNA-seq)最新发现瘢痕组织中存在机械敏感成纤维细胞亚群,高表达ACTA2、YAP1等纤维化相关基因。
免疫失调
瘢痕组织中存在明显的M2型巨噬细胞极化倾向和Th17/Treg平衡破坏。M2巨噬细胞通过分泌TGF-β1和PDGF维持促纤维化微环境,而Th17细胞过度活化导致IL-17、IL-6等促炎因子增加。IL-6通过JAK/STAT3轴驱动成纤维细胞增殖和胶原合成,其水平与瘢痕严重程度正相关。
微生物组成与结构成分
瘢痕患者肠道菌群中Oxalobacter formigenes等有益菌显著减少,伴随系统性尿嘧啶水平下降。同时,皮肤局部菌群失调(如金黄色葡萄球菌富集)通过CXCR1/2通路促进IL-8信号传导。脂多糖(LPS)在肠道屏障功能障碍时进入循环,通过TLR4/NF-κB通路上调TGF-β1和胶原表达。
微生物代谢物的调控作用
短链脂肪酸(SCFAs)如丁酸盐通过抑制HDAC促进Treg分化,减少促炎因子。色氨酸代谢物(IPA、IAld等)通过芳香烃受体(AhR)激活IL-22产生,增强上皮屏障功能。次级胆汁酸(DCA、LCA)则通过FXR/TGR5受体抑制NF-κB和NLRP3炎症小体活化。
SCFAs作为HDAC抑制剂,可下调COL1A1和ACTA2转录。microRNA网络也参与调控:miR-21通过靶向Smad7增强TGF-β信号,而miR-199a-5p通过调控CAV2影响成纤维细胞增殖。肠道菌群代谢物可能通过表观遗传修饰影响这些miRNA的表达。
微生物组干预
特定乳酸菌株可抑制TGF-β1/Smad信号;益生元如菊粉能增加产丁酸盐菌群。膳食纤维与ω-3多不饱和脂肪酸(PUFAs)联用显示出协同抗纤维化效应。
代谢物靶向治疗
FXR/TGR5激动剂、AhR调节剂和SCFA补充剂在动物模型中均表现出抗纤维化效果。NLRP3抑制剂如MCC950可阻断成纤维细胞向肌成纤维细胞转化。
多组学指导的精准医疗
整合宏基因组学、代谢组学和转录组学数据,可识别关键微生物特征和代谢通路。工程化益生菌(如分泌IL-4的乳酸乳球菌)和细菌外膜 vesicles 已进入临床评估阶段。
这些突破性进展揭示了肠道菌群代谢物通过免疫调节、表观遗传修饰和信号通路交互参与皮肤纤维化的多层次机制,为开发系统性抗瘢痕疗法提供了全新靶点。
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