噬菌体JD007和益生菌SHoFu对皮肤金葡菌去定植及改善特应性皮炎的功效和机制研究

Skin barrier obstacle and colonization by Staphylococcus aureus are the key factors for occurrence and deterioration of atopic dermatitis (AD). The clearance of S.aureus and recovery of dermal homeostasis by the normal commensal bacteria in skin are the cores for AD treatment. We previously identified a virulent bacteriophage JD007 and skin probiotic–Staphylococcus homonis SHoFu, both of them could inhibit the growth of S. aureus and would not be the vectors of horizontal transfer adverse genes; Furthermore, SHoFu could keep Keratinocyte cell stable secretion of TSLP that was interrupted by S. aureus, our previous study showed that both JD007 and SHoFu are potential for development of microbial agents for clinical therapy. This project will further study their colonization periods in skin, the efficacy of decolonization S. aureus in AD skins and improvement for AD treatment in mice model. Furthermore, the mechanism of SHoFu for keeping skin homeostasis will be elucidated. This project will make the theoretical foundation in developing novel microbial agents for treating AD.

皮肤屏障功能障碍和金黄色葡萄球菌（金葡菌）定植是特应性皮炎发生发展的关键因素，金葡菌的清除以及皮肤正常共生菌调节的皮肤内环境稳态恢复是特应性皮炎治疗的核心。课题组在分别鉴定了对金葡菌有特异杀灭作用的噬菌体JD007以及对金葡菌有拮抗作用的皮肤共生益生菌SHoFu的基础上，在全基因组水平发现它们均不会作为有害基因传播的载体，SHoFu能维持与之直接接触的并在皮肤内环境稳态中起重要作用的皮肤角质细胞恒稳分泌胸腺基质淋巴细胞生成素（TSLP），显示了它们具有开发成微生态制剂的潜在价值。本课题拟利用特应性皮炎皮肤金葡菌定植模型，研究含有JD007和SHoFu的微生态制剂对金葡菌的去定植能力、在皮肤的定植周期和减轻皮肤炎症的效果，并阐明SHoFu维持皮肤内环境稳态的作用机理。本项目将为开发改善特应性皮炎的微生态制剂奠定重要理论基础。

皮肤屏障功能障碍和金黄色葡萄球菌（金葡菌）定植是特应性皮炎发生发展的关键因素。金葡菌的清除以及皮肤正常共生菌调节的皮肤内环境稳态恢复是特应性皮炎治疗的核心。课题组在分别鉴定了对金葡菌体内外有特异杀灭作用的噬菌体JD007以及对金葡菌有拮抗作用的皮肤共生益生菌SHoFu616的基础上，在全基因组水平发现JD007和SHoFu616不会作为有害基因传播的载体，显示了JD007和SHoFu616作为微生态制剂应用开发的潜在价值。研究发现SHoFu616与金葡菌USA300比例为0.1时，既能显著抑制金葡菌生长，且具有较强的针对金葡菌的聚集效应，与USA300共培养时，聚集效应比单独USA300要强，显示了其作为益生菌的良好潜能。通过给C57BL/6小鼠背部涂抹溶解于丙酮的DNCB，建立了特异性皮炎模型，并在给与DNCB的隔天涂布给与SHoFu616，发现在造模的全程中给与SHoFu616能改善由DNCB引起的特应性皮炎（皮肤厚度）。根据相关文献报道，卡泊三醇MC903诱导的特应性皮炎模型更具有代表性，且造模时间短，为此课题研究内容做了调整，选用MC903作用于C57BL/6小鼠耳部来构建特应性皮炎模型，通过测量小鼠耳朵厚度以及对耳朵组织进行HE染色发现，SHoFu616可预防特应性皮炎的发生，能显著改善由MC903引起的白细胞浸润等炎症反应。此外，为了进一步明确细菌组分能抑制特应性皮炎的发生，制备了热灭活SHoFu616，并发现热灭活SHoFu616也能显著预防由MC903引起的特应性皮炎，由此得知细菌组分参与了预防特应性皮炎发生。为了明确SHoFu616对特应性皮炎的治疗作用，给MC903诱导形成的特应性皮炎C57BL/6小鼠在皮肤造模部位涂布SHoFu616进行治疗，发现SHoFu616治疗组能加速特应性皮炎炎症的消退。为了更能真实地反应SHoFu616改善特应性皮炎的机制，课题组未选用原计划中的角质细胞来与益生菌SHoFu616共培养开展研究，而是通过小鼠皮肤组织转录组，发现SHoFu616预防特应性皮炎主要与Chemokine signaling pathway和Toll-like receptor signaling pathway 有关。总之，SHoFu616能预防和治疗特应性皮炎，有望被开发成为新型微生态制剂用于皮肤炎症相关疾病的防治。