《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Multi-Criterion In Vitro Profiling of Probiotic Strains for Preliminary Gut–Skin-Axis-Oriented Candidate Prioritization
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肠–皮肤轴（gut–skin axis）是口服益生菌的一个有前景靶点，但菌株选择常基于经验，而非与明确的皮肤相关功能读数相匹配。在此，研究人员对乳杆菌和双歧杆菌进行了预定义的多标准体外筛选，以优选面向肠–皮肤轴开发的候选菌株。该筛选结合四项互补读数：对选定皮肤
肠–皮肤轴（gut–skin axis）是口服益生菌的一个有前景靶点，但菌株选择常基于经验，而非与明确的皮肤相关功能读数相匹配。在此，研究人员对乳杆菌和双歧杆菌进行了预定义的多标准体外筛选，以优选面向肠–皮肤轴开发的候选菌株。该筛选结合四项互补读数：对选定皮肤相关条件致病菌的拮抗活性、对无细胞上清液（cell-free supernatants，CFS）中代谢物的靶向液相色谱–串联质谱（liquid chromatography–tandem mass spectrometry，LC–MS/MS）谱分析、基于与聚苯乙烯结合的简易表面结合试验，以及在Caco-2肠上皮单层早期成熟过程中监测跨上皮电阻（transepithelial electrical resistance，TEER）。抗菌活性呈强菌株依赖性，对Staphylococcus aureus和Cutibacterium spp.最明显，Lacticaseibacillus rhamnosus SCN01和Limosilactobacillus fermentum LF160显示最广抑制谱。重复代谢组学揭示不同且可重复的胞外签名：乳酸在乳杆菌中占主导，B. breve SCN03显示最明显的乙酸增加，L. fermentum LF160显示协调的精氨酸向鸟氨酸/瓜氨酸转变并伴高琥珀酸。烟酸（nicotinic acid，维生素B3）在Lactobacillus acidophilus LA120和B. breve SCN03中积累最多，而吡哆醛（pyridoxal，维生素B6）和γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）在L. plantarum SCN02中富集最明显；在短名单菌株中，重复靶向面板显示所选生物胺保持低水平。功能上，L. rhamnosus SCN01产生最强持续TEER升高，且未检测到细胞代谢活性变化。总体而言，这些数据支持一个透明的、产生假设的框架，用于口服益生菌候选菌株的初步体外优选，具有互补的抗菌、代谢、表面结合和上皮电阻相关谱。仍需进一步机制、群落、皮肤细胞、临床前和临床研究，以确定这些体外谱是否能转化为肠–皮肤轴相关获益。
肠–皮肤轴（gut–skin axis，肠道微生物与皮肤生理和病理状态之间的双向联系）是口服益生菌的潜在靶点，但候选菌株选择常凭经验，未与明确的皮肤相关功能读数对齐。益生菌功能具有菌株特异性、宿主背景和生态条件依赖性，仅凭属/种分类或一般益生菌身份不足以支持特定应用；因此需要基于定义的体外功能与代谢组学读数进行透明筛选。研究人员对11株乳杆菌和双歧杆菌开展预定义多标准体外谱分析，目的是初步优选面向肠–皮肤轴开发的候选菌株，而非直接证明皮肤获益或轴功效。研究得出菌株间抗菌、胞外代谢、聚苯乙烯结合和上皮电阻相关表型互补，并据此形成候选优选框架，为后续机制、群落、皮肤细胞、临床前和临床研究提供假设来源。
关键技术方法（不超过250字）：候选和指示菌株来源见表1；指示菌来自PCM、ATCC和ColIBB；Caco-2来自DSMZ（ACC 169），使用第15–20代。采用点接-菌苔扩散法半定量评价对皮肤相关指示菌的拮抗；以Biocrates平台进行单次探索性CFS代谢物谱分析，并以三独立生物学重复的靶向LC–MS/MS定量氨基酸、多胺/生物胺、B族维生素和有机酸；用结晶紫法测聚苯乙烯结合；在Caco-2单层早期成熟期暴露活菌后以TEER监测上皮电阻，并对L. rhamnosus SCN01进行MTT代谢活性对照。
研究结果如下。针对皮肤相关指示菌的拮抗活性（Antagonistic activity against skin-associated indicator strains）：点接-菌苔扩散法显示拮抗高度菌株依赖，对S. epidermidis几乎无抑制；对Staphylococcus aureus和Cutibacterium spp.最明显。L. rhamnosus SCN01和L. fermentum LF160抑制谱最广；双歧杆菌总体活性弱。由于未做中和CFS、pH匹配、过氧化氢酶/蛋白酶处理及专门CFS抑制试验，不能将观察结果归因于特定抗菌机制。CFS中胞外代谢物的探索性筛选（Exploratory screening of extracellular metabolites in cell-free supernatants）：Biocrates平台单次测量仅作描述和指导后续，显示乳酸为主要区分特征，乳杆菌高于双歧杆菌；L. fermentum LF160琥珀酸信号高；LF160和L. reuteri LU150精氨酸近完全消耗伴鸟氨酸升高；GABA在L. plantarum SCN02较高；L. reuteri LU150出现组胺潜在信号，未纳入重复靶向面板。该部分结论为产生假设并指导重复靶向分析。CFS中胞外代谢物谱的菌株特异性重塑（Strain-specific remodeling of extracellular metabolite profiles in CFS）：重复靶向LC–MS/MS显示B族维生素总体呈消耗而非分泌，烟酰胺均耗竭，烟酸在L. acidophilus LA120和B. breve SCN03积累最明显，吡哆醛在L. plantarum SCN02最高；乳酸普遍升高，L. plantarum SCN02和L. rhamnosus SCN01倍数最大；乙酸在B. breve SCN03最明显；琥珀酸在L. fermentum LF160和L. acidophilus LA120强；丁酸无明显积累；N1-乙酰精脒在L. paracasei LPC100、L. plantarum SCN02和L. rhamnosus SCN01升高并伴精脒耗竭；短名单中组胺和酪胺无正净积累。甘氨酸多株升高，脯氨酸在LA120/SCN01升高，谷氨酰胺在SCN03/LF160/LA120富集，LF160呈精氨酸耗竭伴鸟氨酸/瓜氨酸富集，GABA在SCN02最高，同型半胱氨酸无净积累。该部分结论为重复靶向确认菌株特异胞外代谢签名。菌株依赖性聚苯乙烯结合（Strain-dependent polystyrene binding）：结晶紫法显示L. plantarum SCN02为高结合离群株，其余菌株处于低结合范围，B. bifidum BF030和B. breve SCN03次之，L. acidophilus LA120、L. rhamnosus SCN01和L. fermentum LF160最低；结论仅为非生物聚苯乙烯表面结合表型，不代表宿主细胞、黏液或皮肤黏附。通过TEER评估益生菌菌株对Caco-2上皮电阻的调节（Modulation of Caco-2 epithelial electrical resistance by probiotic strains assessed by TEER）：乳杆菌暴露24 h、双歧杆菌72 h，洗去菌体后监测35 h；L. rhamnosus SCN01从6 h起TEER显著高于对照并持续至15 h，35 h达200.0±48.2%而对照为108.2±14.0%，相同24 h暴露下MTT未见Caco-2代谢活性明显下降；其他乳杆菌轨迹接近对照；双歧杆菌仅两次独立实验，早期短暂弱上升未持续且多重校正后不显著，作为探索性；结论为SCN01具最强持续TEER相关表型，但不能说明紧密连接强化机制。整合候选优选框架（Integrated candidate-prioritization framework）：采用定性分类而非加权数值评分，拮抗广度和重复代谢特征为主要标准，聚苯乙烯结合和TEER为补充；SCN01因广谱拮抗和最强TEER表型被优先，LF160因广谱拮抗及琥珀酸和精氨酸-鸟氨酸/瓜氨酸签名，SCN02因最高聚苯乙烯结合及乳酸、吡哆醛和GABA签名，LPC100因Cutibacterium拮抗和N1-乙酰精脒重塑，LA120因烟酸、脯氨酸和琥珀酸特征，SCN03/BF030因乙酸、烟酸和氨基酸相关谱；LU150因探索性组胺信号未进入重复面板。该部分形成透明但非验证定量的优选框架。
讨论部分强调，本研究应解释为体外候选优选筛选而非肠–皮肤轴直接模型；未评估角质形成细胞、皮脂细胞、皮肤屏障、皮肤菌群、免疫细胞、肠道微生物群落、动物模型、系统代谢物暴露或临床皮肤终点。拮抗试验未解析机制，观察到的抑制可能涉及培养基酸化、有机酸、过氧化氢、细菌素、营养竞争等，但未区分。CFS在营养丰富的MRS中生成，不能代表肠道腔、黏液层、皮肤环境、宿主底物、膳食纤维、群落互作及体内稀释吸收，也未纳入外部基准益生菌。聚苯乙烯结合不等同宿主相关黏附、定植或竞争排斥。SCN01相关TEER升高未伴随MTT下降，但未评估旁细胞通透性、紧密连接定位/表达、炎症介质、黏液、凋亡或共培养期间细菌活力，不能解释为紧密连接强化或明确屏障增强机制。双歧杆菌TEER数据仅两次独立实验，作为探索性。代谢风险信号筛查仅限特定胞外代谢物，不是全面益生菌安全性评估。
研究结论翻译：本研究提出了一个预定义的多标准体外工作流程，用于面向肠–皮肤轴开发的口服益生菌候选菌株初步优选。通过结合对皮肤相关指示菌的拮抗活性、CFS中代谢物的靶向LC–MS/MS谱分析、聚苯乙烯表面结合以及基于TEER的Caco-2上皮电阻监测，研究人员识别出菌株特异且互补的功能谱。L. rhamnosus SCN01显示广谱拮抗活性和最明显的TEER相关表型；L. fermentum LF160结合广谱拮抗活性与独特的琥珀酸及精氨酸向鸟氨酸/瓜氨酸签名；L. plantarum SCN02显示最强聚苯乙烯结合表型并伴乳酸、吡哆醛和GABA富集；所选双歧杆菌贡献乙酸、烟酸和氨基酸相关签名。在本研究所测试的有限胞外代谢物面板内，短名单菌株未显示所选不良代谢物的相关积累；但此结果仅应解释为 defined in vitro 条件下的代谢风险信号筛查，而非全面益生菌安全性评估。重要的是，这些发现应视为初步和产生假设的。该研究未直接评估皮肤屏障功能、角质形成细胞或皮脂细胞反应、免疫终点、肠道微生物群落、体内肠–皮肤通讯或临床皮肤结局。因此，短名单菌株应视为需进一步机制、群落、临床前和临床验证的候选菌株，而非已证明具有肠–皮肤轴功效的菌株。
