【摘 要】
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随着人们对皮肤健康的需求日渐增长,皮肤光老化问题越来越受到关注。自人类微生物组计划开展以来,皮肤微生物在皮肤健康中的重要作用被深入解析。目前益生菌改善皮肤健康尤其是缓解光老化问题已成为科学研究和市场应用的新热点,但益生菌改善皮肤光老化的具体机制和活性成分仍不清楚。本论文采用多组学手段联合解析乳杆菌的抗光老化作用机制:研究首先通过建立单侧日晒人群观察队列和建立光老化动物模型分析皮肤光老化过程中的微生
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随着人们对皮肤健康的需求日渐增长,皮肤光老化问题越来越受到关注。自人类微生物组计划开展以来,皮肤微生物在皮肤健康中的重要作用被深入解析。目前益生菌改善皮肤健康尤其是缓解光老化问题已成为科学研究和市场应用的新热点,但益生菌改善皮肤光老化的具体机制和活性成分仍不清楚。本论文采用多组学手段联合解析乳杆菌的抗光老化作用机制:研究首先通过建立单侧日晒人群观察队列和建立光老化动物模型分析皮肤光老化过程中的微生态特征及潜在调控机制;研究继而根据光老化进程中皮肤受损的关键微生物,从我国来源的健康功能微生物菌种资源库中靶向筛选具有防控光老化作用的菌株;在此基础上,研究结合比较基因组学和靶向代谢组学探索发酵乳杆菌户外紫外线（Ultraviolet Radiation B,UVB）所致表皮光老化的活性代谢物,同时联合转录组学及非靶向代谢组学解析发酵乳杆菌由抗长波黑斑效应紫外线（Ultraviolet Radiation A,UVA）所致真皮光老化的活性代谢产物及作用的分子通路。本研究得到的主要结果如下:（1）建立长期单侧日晒人群的观察队列及实验动物模型,研究通过16S r RNA扩增子测序分析得出长期光照使表皮和真皮层中的乳杆菌相对丰度显著降低。通过微生物功能预测及环境因子关联分析发现,长期光照后皮肤微生物的变化会引起微生物源的抗老化物质如依可多因Ecotin、烟酰胺单核苷酸转运蛋白减少,进而导致皮肤修复光损伤能力下降、皮肤细胞中金属蛋白酶和炎症因子升高;这系列结果提示维持光照后皮肤微生态平衡有利于防止皮肤皱纹等老化症状产生;（2）根据光老化进程中受损的关键皮肤微生态特征,研究在我国来源的健康功能微生物菌种资源库中靶向筛选获得具有修复UVB损伤表皮作用的高效抗氧化菌株——发酵乳杆菌XJC60;联合比较基因组和靶向代谢组解析发酵乳杆菌XJC60的抗光老化活性物质为烟酰胺,XJC60通过产生高含量烟酰胺、稳定光损伤后皮肤的NAD+/NADH水平、恢复线粒体膜电位水平并减少皮肤细胞内的活性氧（reactive oxygen species,ROS）水平;研究继而在细胞及动物水平上均验证XJC60的发酵上清通过其抗氧化作用,有效抑制UVB损伤后皮肤胶原蛋白降解和炎症发生,发挥抗光老化功效;（3）根据光老化进程中受损的关键皮肤微生态特征,研究在我国来源的健康功能微生物菌种资源库靶向筛选出具有修复UVA损伤真皮细胞作用的益生乳酸菌——发酵乳杆菌XJC48;采用非靶向代谢组分析推测XJC48代谢物中特异的单峰多糖是其发挥抗光老化作用的关键代谢产物;研究通过转录组分析发现XJC48来源的单峰多糖可通过调节IGF-1/Akt/Fox O细胞老化相关通路,从而发挥抗UVA损伤作用。综上所述,本论文通过探索光老化的皮肤微生态机制发现乳杆菌是其中的关键菌属,并在我国来源的健康功能微生物菌种资源库中筛选并在体内外验证了两株发酵乳杆菌XJC60和XJC48的抗光老化作用。本研究为创制系列高效安全的抗光老化新方法提供了理论基础。
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