高原藏族人特异性皮肤菌群与紫外辐射适应关系研究

Skin microbiota plays important roles in health and disease and has been described in several studies. However, the skin microbiota of human living on highland are still largely unknown. In this project, we plan to characterize the skin microbiota of two different Chinese races (Tibetan and Han) from high and low altitude by using 16S MiSeq sequencing. The high altitude specific skin bacteria will be discovered and these bacteria will be cultured and preserved as important resources. The anti-UV function of these specific skin bacteria are proposed as a hypothesis in our project, and skin bacteria transplantation experiment on mouse model will be studied for verification. We pointed out a novel and feasible orientation for research on the bacteria associated high-altitude adaption, and will be helpful for humans to better living in highland in future.

皮肤菌群与人类健康和疾病息息相关，然而我们对高海拔地区人的皮肤菌群还知之甚少。所以，本项目计划对中国高低不同海拔的藏族人与汉族人的皮肤菌群进行16S高通量测序和对比研究，找出高海拔特异的皮肤菌群；通过进一步培养和鉴定，建立高原特异皮肤菌群资源。同时，本项目针对皮肤菌群是否具有提高宿主皮肤紫外辐射适应性的功能提出假设，并计划以小鼠为模型开展皮肤菌群移植与紫外辐照的动物进行验证。本项目提出研究皮肤菌群与宿主高原适应关系的新思路，研究成果有望为人类更好地适应高原环境作贡献。

目前，对中国高海拔藏族人的皮肤菌群多样性与功能的研究较少，本项目选择中国西南地区高海拔藏族人和低海拔汉族人为主要研究对象，采用16S rRNA高通量测序、细菌培养与鉴定，小鼠紫外辐照损伤修复模型等研究方法，研究高原皮肤菌群结构与功能相关科学问题。. 研究发现，高海拔藏族人的皮肤菌群多样性显著高于低海拔对照组，海拔组间的菌群结构差异极显著。皮肤优势菌群主要有Pseudomonas假单胞菌属, Staphylococcus葡萄球菌属, Chryseobacterium金黄杆菌属, Acinetobacter不动杆菌属等，它们在高低海拔人中含量都较高。差异分析显示，Brevundimonas短波单胞菌属、Romboutsia、Pantoea泛菌属、Psychrobacter嗜冷杆菌属、Bacillus芽孢杆菌属在高海拔藏族人中的相对含量显著高于低海拔人。通过细菌培养，我们获得了297株皮肤细菌，覆盖了47个不同的细菌属。通过构建小鼠亚急性光损伤模型，我们将6株高原皮肤细菌移植到小鼠皮肤，研究细菌对皮肤紫外损伤的修复作用。发现一株泛菌属Pantoea sp. 细菌能够显著降低皮肤紫外损伤指标。. 本项目研究成果对菌群与高原适应关系科学问题的作出了重要贡献，研究发现的高原特异皮肤菌群及其紫外辐射修复功能，为未来针对高原适应相关理论研究，以及功能性产品开发奠定了重要基础。