潔癖不一定是件好事！Cell子刊揭示細菌可促進皮膚傷口癒合和毛囊新生

16 4 月, 2023

談到細菌，大家往往「談虎色變」，很多潔癖愛好者，致力於消滅生活中的所有細菌，那細菌真的這麼「一無是處」嗎？很多研究已經表明，微生物在修復和再生功能方面具有重要的作用，但作為日常環境中無處不在的細菌，再生方面的作用仍然未知。

2021年4月1日，由美國約翰斯霍普金斯大學醫學院研究學者發表在《Cell Host&Microbe》上題為「Bacteria induce skin regeneration via IL-1βsignaling」的文章，揭示了皮膚細菌在傷口癒合和毛囊新生中具有積極作用，可以通過IL-1β及其受體IL-1R激活角質形成細胞中的Myd88，促進皮膚再生。

DOI:https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.03.003

整體實驗通路

首先，研究人員選擇了無菌環境下受傷的小鼠（GF）和正常的無病原體的受傷小鼠（SPF）探究共生菌群對毛髮再生的影響。結果發現GF小鼠的創傷性毛囊新生（WIHN）水平明顯更低，並且周圍微生物群落中α和β多樣性丰度較低。這說明較低的細菌數量和多樣性與較低的再生水平相關。

進一步利用qRT-PCR進行驗證，發現SPF小鼠的幹細胞標記Krt15以及再生信號Wnt7b和Tgfb1顯著高於GF小鼠，免疫熒光染色也證實，與GF小鼠相比，SPF中β-連環蛋白的含量更高，這表明SPF小鼠皮膚的生物群落促進了傷口癒合。

接下來，研究人員探究了GF小鼠中降低的再生水平是否可逆。為此，研究人員將受傷後的GF小鼠轉移到SPF設施中，將GF小鼠與SPF小鼠共同飼養，並將SPF微生物群轉移到GF小鼠皮膚上。結果發現共同飼養的GF小鼠WIHN水平升高，並且高於對照GF小鼠的水平。這項證據表明局部皮膚駐留的微生物群在傷口癒合過程中可以促進再生。

共生菌群對毛髮再生的影響

研究人員繼續比較了每天更改籠子（CED）和永不更換籠子（NC）兩種籠子更換頻率對小鼠再生功能的影響。結果發現NC小鼠的WIHN水平顯著高於CED小鼠。進一步分析兩組小鼠微生物群落的組成，結果觀察到在NC小鼠中葡萄球菌和鏈球菌的含量更高。這些發現表明環境變化可以改變小鼠微生物群落組成，併進一步改變小鼠的再生能力。

接下來，研究人員探究了使用局部抗生素，減少SPF小鼠皮膚中微生物數量是否會抑制WIHN。將新孢黴素（Neosporin）作用於受傷的SPF小鼠，結果發現抗生素的作用顯著抑制了WIHN水平。這進一步證實了共生菌群可以促進適合再生的環境。

籠子更換頻率對小鼠再生功能的影響

先前有研究表明，MyD88作為一種通用的信號銜接蛋白，在調節炎症微環境和免疫信號傳導中的具有核心作用。為了確定導致Myd88誘導再生的信號，研究人員根據WIHN基因和蛋白質篩選方法，找到金黃色葡萄球菌可以通過IL-1R信號傳導誘導再生。

進一步研究人員比較高和低WIHN組中mRNA轉錄白介素和趨化因子的表達，探究了哪些IL-1R配體可能促進WIHN。在受傷的不同時間點測量後發現IL-1β基因表達與高WIHN最一致，這表明在受傷過程中，IL-1β信號可以促進再生。

IL-1β信號促進再生

最後，研究人員測試了細菌對人類傷口閉合速度的影響。選擇近期沒有抗生素史的受試者，指導參與者用抗生素Neosporin或凡士林治療傷口。結果驚訝的發現，凡士林處理過的皮膚在疤痕下形成完整的上皮，而抗生素治療的皮膚上皮再生仍不完全，這與小鼠的研究結果一致，也就是說，抗生素會大大減慢傷口的癒合速度。這表明皮膚駐留微生物的減少會抑制人類傷口的癒合能力。