細菌與人體健康之間的關(guān)系十分復(fù)雜，既可能參與維持正常生理功能，也可能在特定條件下帶來健康風(fēng)險。嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌（Stenotrophomonasmaltophilia）是一類常見的條件致病菌，在免疫力低下或特定醫(yī)療環(huán)境中可能引發(fā)感染。然而，微生物世界從來不是簡單的“好”與“壞”。同一種細菌，在不同生態(tài)位、宿主狀態(tài)和微環(huán)境下，可能呈現(xiàn)截然不同的面孔。

近日，清華大學(xué)深圳國際研究生院劉曉團隊聯(lián)合上海家化等單位，在微生物組學(xué)期刊Microbiome上發(fā)表題為Multi-omics characterization of the skin microbiota reveals the anti-aging roles of Stenotrophomonasmaltophilia的研究論文。研究團隊聚焦皮膚表型衰老與皮膚微生物之間的關(guān)系，結(jié)合多組學(xué)分析、代謝建模和功能實驗，揭示了一種臨床常見條件致病菌——嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌在健康皮膚微環(huán)境中的抗衰老作用：該菌可通過參與谷胱甘肽循環(huán)，幫助維持皮膚氧化還原穩(wěn)態(tài)，并緩解氧化應(yīng)激引起的衰老表型，展現(xiàn)出皮膚微生物的“雙重屬性”。

從同齡人群出發(fā)，尋找皮膚年輕化背后的微生態(tài)線索

皮膚衰老通常表現(xiàn)為皺紋增加、彈性下降以及色素沉積等變化。在40歲這一皮膚衰老的重要轉(zhuǎn)折階段，個體之間常出現(xiàn)明顯差異：同樣的年齡，有些人皮膚狀態(tài)更年輕，有些人則出現(xiàn)了顯著的衰老特征。針對這一現(xiàn)象，研究團隊聚焦于39至41歲的健康中國女性，基于AI預(yù)測膚齡和皮膚彈性指數(shù)，篩選出“偏年輕組”和“偏衰老組”。并結(jié)合皮膚表型檢測、宏基因組學(xué)和非靶向代謝組學(xué)分析，系統(tǒng)比較兩組皮膚微生態(tài)和代謝特征。

研究發(fā)現(xiàn)，偏年輕組具有更高的微生物多樣性，且嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌在偏年輕組中顯著富集。盡管該菌在臨床語境中常被認為是機會性病原體，但其存在于97%的健康面部皮膚樣本中，并具有較高相對豐度（Top20），是皮膚表面的定植菌之一。同時，該菌與皮膚含水量、皮膚彈性等年輕表型相關(guān)，表明其在健康皮膚微環(huán)境中可能具有不同于疾病場景的功能角色。

從“相關(guān)”到“機制”：嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌如何緩解皮膚抗衰老？

為進一步解析嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌的潛在作用機制，研究團隊構(gòu)建了基因組尺度代謝模型（Genome-Scale Metabolic Model, GEM）。模型分析發(fā)現(xiàn)，該菌可能參與谷胱甘肽（GSH）循環(huán)，進而幫助皮膚細胞抵御氧化應(yīng)激及其引起的衰老表型。同時，偏衰老組皮膚中氧化型谷胱甘肽（GSSG）水平更高，進一步指向氧化還原相關(guān)的代謝失衡。

細胞實驗顯示，在過氧化氫誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激模型中，嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌培養(yǎng)上清可提高皮膚原代成纖維細胞的GSH/GSSG比值，降低細胞內(nèi)ROS水平，并減輕細胞衰老相關(guān)β-半乳糖苷酶陽性信號；其作用還可能通過表皮細胞介導(dǎo)的信號傳遞，間接緩解真皮成纖維細胞的氧化應(yīng)激相關(guān)衰老表型。

在3D全層人皮膚模型中，該菌處理進一步緩解了過氧化氫誘導(dǎo)的皮膚組織結(jié)構(gòu)損傷，并促進表皮分化標志物K10恢復(fù)。RNA-seq分析揭示，該菌代謝物可上調(diào)GCLM、PGD、SOD2、NQO1等谷胱甘肽合成和抗氧化防御相關(guān)基因，從而減輕氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的細胞損傷和衰老表型。

除谷胱甘肽循環(huán)外，代謝模型還提示，嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌可能參與甜菜堿、溶血卵磷脂和卟啉等代謝過程，為皮膚保濕、抗炎及氧化還原穩(wěn)態(tài)提供支持。研究還發(fā)現(xiàn)，偏年輕組富集的Acinetobacter guillouiae通過影響多巴胺和3-甲氧基酪胺等代謝物，參與黑色素相關(guān)代謝。上述結(jié)果表明，皮膚微生物并非只是“表面住客”，而可能通過多條代謝通路參與調(diào)控皮膚衰老相關(guān)過程。

重新理解微生物的“雙重屬性”

這項研究的一個重要啟示在于，微生物的功能不能簡單用“有益”或“有害”來定義。嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌雖具有臨床條件致病屬性，但在健康皮膚微環(huán)境中，也可能通過代謝產(chǎn)物參與抗氧化防御和皮膚穩(wěn)態(tài)維持。總體來看，該研究通過多組學(xué)整合、代謝建模和功能實驗，揭示了皮膚表型衰老過程中微生物、代謝物與宿主細胞之間的互作關(guān)系，為理解皮膚微生態(tài)參與衰老調(diào)控，以及開發(fā)基于微生物及其代謝物的皮膚年輕化干預(yù)策略提供了新的思路。

圖. 皮膚表型衰老多組學(xué)研究摘要

清華大學(xué)深圳國際研究生院劉曉、上海家化聯(lián)合股份有限公司賈海東為該論文共同通訊作者。清華大學(xué)深圳國際研究生院博士生郭丹妮、吳亞紅，上海家化聯(lián)合股份有限公司基礎(chǔ)研究總監(jiān)陳園園為該論文共同第一作者。

https://doi.org/10.1186/s40168-026-02433-6

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