頭發(fā)對于人的外貌至關重要，脫發(fā)會嚴重影響人的社交形象和精神心理壓力。不僅如此，毛囊作為皮膚重要的附屬器，在抵御外界刺激，構成皮膚屏障，促進創(chuàng)面愈合都發(fā)揮著重要作用。毛囊是人體最小的器官，具有復雜的結構和細胞組成，同時也是皮膚重要的角質(zhì)干細胞和黑素干細胞儲存庫，在皮膚創(chuàng)傷和黑色素丟失的時候，發(fā)揮補充角質(zhì)細胞和黑素細胞的作用，促進皮膚快速愈合和復色。

毛囊在進化過程中形成了特殊的生態(tài)位，成為了微生物的理想棲息地。毛囊向下凹陷至皮下的解剖結構使得皮膚微生物可以與皮膚所有層次接觸。哺乳動物體內(nèi)，沒有其他部位的微生物可以像皮膚微生物一樣借助毛囊作為導管，深達宿主的間充質(zhì)組織水平。因此，毛囊提供了一個微生物與免疫系統(tǒng)交流的絕佳機會【1】。與干燥，低pH值，紫外線暴露的皮膚表面相比，毛囊上皮形成了一個濕潤，營養(yǎng)豐富，低紫外線的環(huán)境，有利于微生物的生長與定植。另外毛囊具有免疫豁免特權，從bulge區(qū)往下，毛囊上皮通過下調(diào)主要組織相容性復合物（MHC）Ia類分子和產(chǎn)生免疫抑制劑（如TGF-β1, TGF-β1,IL-10 和α-黑素細胞刺激激素）和“無危險信號”CD200的表達，嚴格限制免疫細胞的抗菌活性。這同樣為微生物的定植提供了良好的環(huán)境。

毛囊對于皮膚的重要性以及其與微生物的密切關系提示皮膚微生物對于皮膚及毛囊發(fā)育再生調(diào)控的關鍵作用。南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院整形外科的王高峰教授團隊2021年在 Cell Host＆Microbe 期刊發(fā)表了題為：Bacteria Induce Skin Regeneration via IL-1β Signaling 的研究論文【2】。首次揭示皮膚共生微生物促進皮膚與毛囊再生的作用機制，該研究引發(fā)了業(yè)界對于皮膚共生微生物的關注，獲得了 Nature Reviews Microbiology、Cell Host ＆ Microbe、Science Signaling 的專文評論。

近日，南方醫(yī)科大學王高峰教授團隊在 Science Advances 期刊發(fā)表了題為：Commensal Microbiome Promotes Hair Follicle Regeneration by Inducing Keratinocyte HIF-1α Signaling and Glutamine Metabolism 的研究論文【3】。該研究發(fā)現(xiàn)皮膚共生微生物可以通過誘導角質(zhì)細胞短暫缺氧，增強谷氨酰胺代謝，激活下游的IL1β/IL1R/Myd88通路，從而促進毛囊再生。

成年小鼠或兔子背部大面積的全層皮膚創(chuàng)傷及傷口愈合后，瘢痕中央會再生出具有完整結構與毛發(fā)周期的毛囊，這種遵循胚胎發(fā)育時期的毛囊再生模式是罕見的成年哺乳動物體內(nèi)的完全性器官再生模型，解析這一模型的具體機制有利于創(chuàng)面愈合及毛發(fā)再生的臨床應用【4】。該團隊之前的研究表明皮膚共生微生物可以通過角質(zhì)細胞依賴的IL-1β/IL-1R/Myd88信號促進皮膚與毛囊再生，但是并不是通過特異性模式識別受體激活的下游IL1β通路，同時多種共生微生物均可以誘導毛發(fā)再生，這提示皮膚共生微生物通過非特異途徑促進毛發(fā)再生。

多項研究表明，在創(chuàng)傷或病變時菌群通過調(diào)控宿主的代謝來恢復和維持微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。為了檢測共生微生物對于宿主角質(zhì)細胞的代謝影響，該團隊對包括無菌小鼠在內(nèi)的多種不同皮膚菌群梯度及不同再生能力的小鼠和人類皮膚進行空間代謝組，轉錄組，單細胞轉錄組，蛋白組，微生物組等多組學測序，不同代謝通路的篩選和綜合分析。結果表明，谷氨酰胺代謝在高細菌載量和高再生的皮膚中均顯著高表達。后續(xù)一系列功能實驗表明，皮膚微生物通過谷氨酰胺代謝促進毛囊再生。

由于微生物會和微環(huán)境中的宿主細胞競爭氧氣，研究團隊對微生物對于角質(zhì)細胞的缺氧信號的影響進行了包括缺氧實驗在內(nèi)的檢測和功能實驗。結果顯示皮膚共生微生物通過競爭性獲取氧氣，激活創(chuàng)面角質(zhì)細胞缺氧信號HIF-1α，增強角質(zhì)細胞的谷氨酰胺代謝，促進下游的IL1β/IL1R/Myd88通路，誘導毛囊再生。這項研究揭示了面對穩(wěn)態(tài)破壞時，細菌誘導的代謝改變?nèi)绾翁岣吒杉毎麑τ趧?chuàng)傷耐受及再生能力增強的具體機制，提示了皮膚微生物對于毛囊再生的臨床應用價值。

皮膚微生物及益生菌對于促進毛發(fā)再生，創(chuàng)面愈合，保護皮膚屏障都有非常廣闊的科研和市場前景，南方醫(yī)科大學王高峰團隊正在進行皮膚微生物多個方向的多中心臨床試驗和基礎研究，常年誠邀碩士研究生，博士研究生，博士后，及科研助理的加入。在這您將得到系統(tǒng)的皮膚微生物研究訓練，及國際頂尖的皮膚微生物研究資源幫助。我們的團隊擁有一群非常積極、努力、年輕且友好的研究人員，我們將助力您完成大型課題。感興趣的請聯(lián)系：wanggaofeng@smu.edu.cn

參考文獻：

1. Chen YE, Fischbach MA, Belkaid Y. Skin microbiota-host interactions. Nature 2018; 553(7689): 427-36.

2. Wang G, Sweren E, Liu H, et al. Bacteria induce skin regeneration via IL-1β signaling. Cell host & microbe 2021.

3. Wang G, Sweren E, Andrews W, et al. Commensal microbiome promotes hair follicle regeneration by inducing keratinocyte HIF-1alpha signaling and glutamine metabolism. Sci Adv 2023; 9(1): eabo7555.

4. Ito M, Yang Z, Andl T, et al. Wnt-dependent de novo hair follicle regeneration in adult mouse skin after wounding. Nature 2007; 447(7142): 316-20.

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