综述:重新定义皮肤屏障:微生物组整合的多层防御模型

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Barrier Immunity

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  这篇综述创新性地提出了皮肤屏障的"微生物组整合多层防御模型",系统阐述了物理屏障(SC、TJs)、化学屏障(酸性pH、AMPs)、免疫屏障(LCs、γδ-TCs、TRM)与微生物屏障(如S. epidermidis、C. acnes)的协同作用机制。通过解析四大屏障的分子互作网络(如AHR通路、IL-17/IL-23轴),为特应性皮炎(AD)、银屑病等慢性皮肤病的精准治疗提供了新思路,特别强调了微生物代谢产物(SCFAs、PSMs)在维持屏障稳态中的关键作用。

  

皮肤作为人体最大的器官,构建了一个由物理、化学、免疫和微生物屏障组成的动态防御系统。物理屏障以角质层(SC)的"砖墙结构"为核心,角质细胞和脂质基质形成防止水分流失(TEWL)和外界侵入的第一道防线。化学屏障则通过酸性环境(pH 4.5-6.0)、抗菌肽(AMPs)和皮脂腺分泌的游离脂肪酸(FFAs)创造不利于病原体生存的微环境。

免疫屏障中,朗格汉斯细胞(LCs)构成表皮最大的免疫细胞网络,其树突可穿透紧密连接直达皮肤表面,持续监测微生物群。γδ T细胞(γδ-TCs)和组织驻留记忆T细胞(TRM)通过分泌生长因子(如KGF-1/2)和细胞因子(IL-17、IL-13)参与伤口修复和免疫监视。值得注意的是,表皮T细胞亚群在稳态和炎症状态下呈现功能可塑性——适度IL-17促进屏障修复,过量则诱发银屑病;IL-13水平异常与特应性皮炎(AD)密切相关。

微生物屏障作为"第四屏障",通过生态位竞争和代谢调控参与宿主防御。凝固酶阴性葡萄球菌(CoNS)产生抗菌肽抑制金黄色葡萄球菌(S. aureus);表皮葡萄球菌(S. epidermidis)分泌鞘磷脂酶将鞘磷脂转化为神经酰胺,增强皮肤保湿能力。痤疮丙酸杆菌(C. acnes)通过短链脂肪酸(SCFAs)调控角质形成细胞分化,而马拉色菌(Malassezia)产生的色氨酸代谢物可通过芳香烃受体(AHR)通路调节炎症反应。

毛囊和皮脂腺作为特殊生态位,其微生物群与宿主形成精密的共生关系。皮脂腺分泌的脂质既参与化学屏障构建,也为共生菌提供营养。研究表明,表皮葡萄球菌产生的6-N-羟基氨基嘌呤(6-HAP)能抑制黑色素瘤生长,而微生物代谢的维生素K可通过TAM激酶促进LCs增殖,维持免疫耐受。

该模型揭示了屏障系统间的级联调控:物理屏障破坏导致微生物入侵→激活LCs提呈抗原→TRM介导特异性免疫应答→细胞因子(如IL-4/13)下调丝聚蛋白表达→进一步损害屏障功能。这种恶性循环在AD和银屑病中尤为显著。基于此,靶向微生物组的活体生物疗法(如S. epidermidis移植)、AHR激动剂(他匹那罗夫)和IL-17/23抑制剂等新型治疗策略正在重塑皮肤病管理范式。

未来研究将聚焦"皮肤型"(cutotype)精准分型,结合空间转录组学和无菌动物模型,解析微生物-宿主互作的时空动态。皮肤屏障作为"超有机体"的概念,不仅为皮肤病治疗提供新靶点,也为其他屏障器官(如肠-肺轴)研究提供范式借鉴。

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