皮膚微生物

皮膚作為人體最大的器官擁有達(dá)1.8ｍ２的表面積，皮膚的主要功能是作為物理屏障保護(hù)機(jī)體，免受外來生物或有毒物質(zhì)的侵害，同時(shí)皮膚也是人體與外界環(huán)境接觸的場所，因此常駐有各類微生物包括細(xì)菌、真菌、病毒等。如果將皮膚看作一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，那么它就是由各類微生物和皮膚表面的組織、細(xì)胞及各種分泌物微環(huán)境等共同組成的整體，維持微生物群落與皮膚表面組織細(xì)胞之間的微妙平衡，這種平衡一旦被打破可能會(huì)引起皮膚病或感染。

早期的皮膚微生物研究主要采用傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)方法，來識(shí)別和描述微生物群落的組成和多樣性。傳統(tǒng)方法的偏向性和局限性，使研究者難以正確全面闡明皮膚微生物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性特點(diǎn)。高通量測序從根本上改變了人們對微生物群落的認(rèn)識(shí)，從系統(tǒng)的角度去分析和認(rèn)識(shí)皮膚微生物的群落及其功能，而不只是關(guān)注傳統(tǒng)的所謂病原微生物與疾病的關(guān)系。

基于16S rDNA/18S rDNA/ITS基因，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方法，增加對痕量微生物的研究，利用二代測序（Next Generation Sequencing，NGS）技術(shù)（454 GS FLX，Illimina HiSeq、MiSeq）來分析皮膚微生物的多樣性，為進(jìn)一步理解皮膚的健康、疾病和感染等，全面了解皮膚微生物群落的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與皮膚組織和環(huán)境的相互關(guān)系。

研究案例：

1 Capone等對新出生嬰兒的皮膚微生物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)出生后幾天的嬰兒皮膚表面微生物發(fā)生顯著的功能改變。皮膚微生物群落的形成主要在出生后一年內(nèi)，其微生物的多樣性會(huì)隨著年齡而增加。新生嬰兒皮膚主要是Staphylococci，它的顯著降低會(huì)使得微生物群落均勻性增加。與成年人相同的是嬰兒皮膚微生物群落也是出現(xiàn)在特定的部位，與之有差異的是嬰兒Firmicutes占主導(dǎo)位置。皮膚表面微生物對于建立皮膚穩(wěn)態(tài)和調(diào)節(jié)炎癥性反應(yīng)有重要作用，所以早期皮膚微生物的定殖對于皮膚免疫功能的發(fā)展至關(guān)重要。

Diversity of the human skin microbiome early in life. 2011. J Invest Dermatol.

研究區(qū)域：V4-V5區(qū)域
測序平臺(tái)：Roche 454 GS FLX

主要結(jié)果：
（1）在Genus水平，根據(jù)最主要的17個(gè)物種，對不同位點(diǎn)（胳膊、前額、臀部）皮膚微生物進(jìn)行菌類分析。

（2）對不同的年齡，身體各部位的所部微生物在Genus水平進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

（3）RDA分析最重要的10個(gè)Genus的微生物與不同年齡樣本之間的關(guān)系。

2 Blaser等對美國本土居民和委內(nèi)瑞拉一村莊里的印第安人的112個(gè)皮膚樣本微生物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)包含20個(gè)門，主要為Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria 3種，但是研究發(fā)現(xiàn)印第安人與美國本土居民皮膚微生物在微生物群落結(jié)構(gòu)上存在差異，這種差異可能是由于地域不同導(dǎo)致環(huán)境氣候不同、人們的生活模式不同、種族的差異，導(dǎo)致皮膚表面微生物群落的差異。

Distinct cutaneous bacterial assemblages in a sampling of South American Amerindians and US residents. 2013. The ISME Journal.

研究區(qū)域：V2區(qū)
測序平臺(tái)：Roche 454 GS FLX

主要結(jié)果：
采用PCoA分析不同區(qū)域人群皮膚樣本與最顯著的10個(gè)OUT之間的關(guān)系。
其中：紅色、藍(lán)色、綠色、橙色代表四個(gè)不同區(qū)域的人群樣本，灰色代表豐度最高的前10個(gè)OUT，灰色圓圈的大小代表OUT的數(shù)目。