近期10篇高分论文，多角度揭秘皮肤菌群 | 热心肠日报

今天是第1531期日报。

Nature子刊：皮肤菌群促进I型干扰素的产生以修复皮肤损伤

Nature Immunology[IF:20.479]

① 在小鼠的损伤皮肤中及健康人的皮肤水泡处，皮肤共生菌群通过TLR2激活中性粒细胞产生CXCL10以招募pDC；② CXCL10可起到抗菌肽的作用以杀伤细菌，并通过与皮肤菌群中的细菌DNA形成复合物，以激活pDC产生I型干扰素；③ 皮肤菌群驱动I型干扰素依赖性的Th17细胞因子（IL-17A、IL-22、IL-23A）及组织生长因子（FGF7、FGF2、TGF-β1、VEGF-α）的表达；④ 在皮肤损伤早期，I型干扰素激活成纤维细胞及巨噬细胞以产生组织生长因子。

The commensal skin microbiota triggers type I IFN–dependent innate repair responses in injured skin
07-13, doi: 10.1038/s41590-020-0721-6

【主编评语】Nature Immunology上发表的一项最新研究，报道了皮肤共生菌群在皮肤损伤修复中的作用机制：皮肤菌群通过TLR2激活中性粒细胞产生CXCL10，以招募浆细胞样树突细胞（pDC）至损伤皮肤处；同时，CXCL10与皮肤细菌DNA形成复合物，激活pDC以产生I型干扰素。I型干扰素可激活成纤维细胞及巨噬细胞以产生组织生长因子，从而促进对损伤皮肤的修复。（@szx）

Science子刊：金黄色葡萄球菌的Agr系统促进特应性皮炎的发展

Science Translational Medicine[IF:16.304]

① 纳入268名日本婴儿，于1月龄及6月龄时从面部皮肤中分离金黄色葡萄球菌菌株，并对分离株进行全基因组测序；② 6月龄（而非1月龄）时的金黄色葡萄球菌皮肤定殖与AD风险增加相关；③ 在未发展出AD的6月龄婴儿中，分离出的金黄色葡萄球菌菌株大多带有agrC基因突变，导致Agr群体感应系统的功能障碍；④ 功能正常的Agr系统与AD相关；⑤ 在小鼠中，功能正常的Agr系统的表达对于金黄色葡萄球菌的表皮定殖及诱导AD样炎症是必需的。

Staphylococcus Agr virulence is critical for epidermal colonization and associates with atopic dermatitis development
07-08, doi: 10.1126/scitranslmed.aay4068

【主编评语】特应性皮炎（AD）与金黄色葡萄球菌在感染皮肤处的定殖相关。Science Translational Medicine上发表的一项最新研究，发现婴儿6月龄时的金黄色葡萄球菌皮肤定殖与AD风险增加相关，但1月龄时的金黄色葡萄球菌定殖发生在近半数婴儿中，且与AD无显著关联。通过全基因组测序，对比分析AD婴儿及非AD婴儿皮肤中的金黄色葡萄球菌分离株后发现，非AD婴儿中的金黄色葡萄球菌的Agr群体感应系统发生了功能性突变。在小鼠中，Agr系统的正常功能对于金黄色葡萄球菌的表皮定殖及诱导AD样炎症是必需的。（@szx）

表皮葡萄球菌通过蛋白酶EcpA介导皮肤损伤

Journal of Allergy and Clinical Immunology[IF:10.228]

① 从健康人的皮肤及AD患者的病变皮肤中分离凝固酶阴性葡萄球菌，发现部分表皮葡萄球菌分离株具有明胶酶活性；② 表皮葡萄球菌产生的EcpA（受群体感应调控的半胱氨酸蛋白酶）介导了上述活性；③ 在体外EcpA可降解桥粒芯蛋白-1及LL-37，在小鼠中EcpA可破坏皮肤屏障并诱导皮肤炎症；④ 在部分AD患者的皮肤中，表皮葡萄球菌的丰度增加且EcpA mRNA的表达上调，并与疾病严重程度相关；⑤ 人葡萄球菌（一种共生皮肤细菌）可抑制表皮葡萄球菌的EcpA产生。

Staphylococcus epidermidis protease EcpA can be a deleterious component of the skin microbiome in atopic dermatitis
06-20, doi: 10.1016/j.jaci.2020.06.024

【主编评语】金黄色葡萄球菌及表皮葡萄球菌在特应性皮炎（AD）患者皮肤菌群中富集，金黄色葡萄球菌可恶化AD，而表皮葡萄球菌通常被认为是有益的共生菌。Journal of Allergy and Clinical Immunology上发表的一项最新研究，发现高密度生长的表皮葡萄球菌可产生一种半胱氨酸蛋白酶——EcpA，后者在体外及小鼠体内均可破坏皮肤屏障、降解抗菌肽及诱导皮肤炎症。在部分AD患者的病变皮肤中，表皮葡萄球菌的丰度增加伴随着EcpA表达的上调，并与AD的严重程度相关。（@szx）

Cell：什么塑造了人表皮葡萄球菌的功能多样性？

Cell[IF:38.637]

① 收集5名健康人16个体表部位在1个月内多时间点的皮肤拭子，获得并分析1482个表皮葡萄球菌基因组和153个皮肤宏基因组；② 同一个体的表皮葡萄球菌菌株多样性是演化自多个初始菌株，并呈现皮肤部位特异性和个体特异性；③ 不同皮肤部位间的传播事件、同部位皮肤菌群等的自然选择作用和水平基因转移，导致了皮肤部位内的表皮葡萄球菌多样性，以及抗生素耐药基因在个体内的传播；④ 混合的菌株群体可在群体水平上抑制细菌毒力、调控代谢通路。

Host-Specific Evolutionary and Transmission Dynamics Shape the Functional Diversification of Staphylococcus epidermidis in Human Skin
01-30, doi: 10.1016/j.cell.2020.01.006

【主编评语】表皮葡萄球菌存在于几乎所有健康人的体表，是一种关键的皮肤微生物以及条件致病菌。Cell发表的一项研究对表皮葡萄球菌在个体内的演化轨迹和功能分布，进行了系统性分析，揭示了这种细菌在个体内的演化是如何塑造其功能多样化的。（@mildbreeze）

葡萄球菌间及与宿主间的相互作用机制（综述）

Current Opinion in Microbiology[IF:8.134]

① 金黄色葡萄球菌等致病菌可在体表定殖并与其他共生菌群相互作用引发感染；② 表皮葡萄球菌等可分泌细菌素，介导菌群间的相互干扰，抑制致病菌的增殖；③ 葡萄球菌可通过竞争抑制，对群体感应系统进行信号干扰，减少致病菌毒素和外切酶的生成；④ 表皮葡萄球菌分泌的Esp蛋白酶可降解金黄色葡萄球菌生物膜，宿主的免疫反应也能抑制病原菌的定殖；⑤ 这些相互作用抑制病原体定殖，降低葡萄球菌感染率，或可替代抗生素成为抗感染治疗的新途径。

Staphylococci in the human microbiome: the role of host and interbacterial interactions
04-13, doi: 10.1016/j.mib.2020.03.003

【主编评语】葡萄球菌是人类上皮表面常见的共生菌，其中金黄色葡萄球菌具有相当大的致病潜力，可导致严重的甚至致命的感染。尽管葡萄球菌感染始于致病菌株定殖，但对葡萄球菌定殖的研究，尤其是与其他定殖微生物的相互作用研究依然有限。发表在Current Opinion in Microbiology上的一项综述，概述了关于葡萄球菌干扰其他定殖微生物群成员的机制，其中一些研究为开发新的抗感染药物或防止致病菌株定殖提供了新的途径。（@EADGBE）

对皮肤共生真菌的免疫应答促进皮肤炎症

PNAS[IF:9.412]

① 共生真菌（白色念珠菌等）的皮肤定殖可驱动IL-17A+ T细胞应答，并可恶化咪喹莫特（IMQ）诱导的小鼠银屑病样皮肤炎症；② 白色念珠菌定殖+IMQ处理可诱导小鼠皮肤转录组的显著变化，与银屑病患者病变皮肤转录组的变化相似；③ 小鼠的白色念珠菌相关实验性银屑病表现为中性粒细胞应答增强及中性粒细胞胞外陷阱介导的病理，后者依赖于Langerhans细胞中的Dectin-1；④ 白色念珠菌定殖+IMQ处理增强白色念珠菌特异性Th17细胞应答以促进组织炎症。

Immunity to commensal skin fungi promotes psoriasiform skin inflammation
06-29, doi: 10.1073/pnas.2003022117

【主编评语】来自PNAS上发表的一项最新研究，在实验性银屑病小鼠模型中发现，皮肤共生真菌（例如白色念珠菌）的定殖可通过增强Th17细胞、中性粒细胞及Langerhans细胞的应答，并诱导小鼠的皮肤转录组发生与银屑病患者病变皮肤相似的变化，从而恶化银屑病样皮肤炎症。（@szx）

遗传背景或影响慢性伤口的菌群组成和愈合

PLoS Pathogens[IF:6.218]

① 慢性伤口患者中，TLN2和ZNF521基因的遗传变异与伤口中细菌数量和常见病原体（铜绿假单胞菌和表皮葡萄球菌）的丰度有关；② 铜绿假单胞菌感染的伤口中微生物种类较少，而具有较少微生物种类的伤口愈合更慢；③ 与微生物组相关的患者基因通常编码对愈合重要的细胞结构蛋白质及与细菌直接互作的蛋白质；④ 功能不同的TLN2基因表达具有基因型依赖性差异，或构成细胞粘附结构的差异；⑤ 患者生物标志物或可预测感染期间的菌群特征、细菌类型及愈合。

Patient genetics is linked to chronic wound microbiome composition and healing
06-18, doi: 10.1371/journal.ppat.1008511

【主编评语】PLoS Pathogens发表的文章，通过对2群队列的慢性伤口患者的遗传背景与伤口菌群进行关联性研究，发现TLN2和ZNF521的遗传变异会影响伤口中细菌数量和常见病原体丰度，进而影响伤口愈合。（@爱的抉择）

城市污染或改变皮肤微生物群！

Microbiome[IF:11.607]

① 纳入200名生活在多环芳烃（PAHs）污染浓度不同的大连和保定的中国居民，发现皮肤部位和城市是皮肤微生物组变化的主要驱动因素；② 细菌-真菌的微生物网络结构的完整性和稳定性的降低与皮肤状况（痤疮、头皮屑）有关；③ 细菌、真菌类群与PAHs水平和皮肤参数显著相关，特别是丙酸杆菌和马拉色菌；④ PAHs浓度与皮肤共生菌丰度降低、口腔细菌增加具有关联；⑤ PAHs水平与参与微生物代谢、宿主-微生物互作通路、芳香族化合物降解的基因丰度相关。

Changes of the human skin microbiota upon chronic exposure to polycyclic aromatic hydrocarbon pollutants
06-26, doi: 10.1186/s40168-020-00874-1

【主编评语】多环芳烃（PAHs）是环境和公共卫生关注的问题，能导致皮肤过早老化和色素紊乱等不良皮肤属性。Microbiome近期发表的文章，揭示出长期暴露于PAHs污染导致人体的皮肤的细菌-真菌微生物网络结构发生变化，且这种变化与人体的皮肤状况具有相关性。研究或有助于开发利用微生物群保护皮肤免受污染的策略。（@爱的抉择）

玫瑰痤疮患者的皮肤菌群特征

British Journal of Dermatology[IF:7]

① 招募21名红斑毛细血管扩张性玫瑰痤疮（ETR）患者，15名丘疹性玫瑰痤疮（PPR）患者和22名健康个体，对皮肤细菌及真菌进行对比分析；② 与健康个体相比，ETR和PPR患者厚壁菌门丰度增加，放线菌门丰度降低；③ ETR和PPR患者Cutibacterium属降低，ETR患者有更高丰度的葡萄球菌属，而PPR患者链球菌属丰度更高；④ 担子菌门和子囊菌门为主要的真菌，但在不同个体中无显著差异；⑤ PRR患者细菌的α-多样性增加，真菌的α-多样性在不同个体间无差异。

Bacterial and fungal microbiome characterization in patients with rosacea and healthy controls
06-13, doi: 10.1111/bjd.19315

【主编评语】British Journal of Dermatology上发表的一项最新研究，对2种类型的玫瑰痤疮患者（红斑毛细血管扩张性玫瑰痤疮、丘疹性玫瑰痤疮）及健康人的皮肤菌群进行了对比分析，鉴定出了不同类型的玫瑰痤疮患者的皮肤细菌及真菌的多样性及组成的特定变化。（@szx）

皮肤菌群的相似性和差异性：野生家鼠 vs 实验室用家鼠

ISME Journal[IF:9.18]

① 对法国西南部的203只野生家鼠和实验室用家鼠的耳部皮肤微生物进行比较；② 野生小鼠皮肤菌群以葡萄球菌属为主体，具有独特性，且大多数序列与已知的耐新霉素物种最接近，展示了稀有生物圈的证据；③ 尽管自然环境和实验室环境存在巨大差异，小鼠皮肤群落的大部分核心皮肤菌群仍是共享类群；④ 表明哺乳动物的皮肤是高度特异性的栖息环境，可从现有物种库进行强有力的选择；⑤ 与基于DNA的菌群测序相比，基于RNA是降低环境噪声的首选方法。

Assessing similarities and disparities in the skin microbiota between wild and laboratory populations of house mice
06-09, doi: 10.1038/s41396-020-0690-7

【主编评语】ISME Journal近期发表的文章，对野生家鼠和实验室用家鼠的耳部皮肤微生物进行比较，发现两者皮肤菌群大部分的核心部分是共享类群，但野生家鼠具有独特的葡萄球菌属为主体的组成。此外，环境因素会干扰微生物DNA水平，影响基于DNA的菌群检测（驻留的菌群）的准确性，而基于RNA的菌群测序（活跃性菌群）是小鼠皮肤微生物群研究中降低环境噪声的首选方法。（@爱的抉择）

感谢本期日报的创作者：szx，orchid，fang fang，Unbroken，爱的抉择，王文东