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皮膚マイクロバイオームと代謝物

Copyright by Skin Flora Academy

Butyric Acid from Probiotic Staphylococcus epidermidis in the Skin Microbiome Down-Regulates the Ultraviolet-Induced Pro-Inflammatory IL-6 Cytokine via Short-Chain Fatty Acid Receptor.

PMID

31514281

スタディーの内容

皮膚常在菌Staphylococcus epidermidisがグリセロール発酵で産生する酪酸と、UVB照射による皮膚の炎症(IL‑6増加)への影響を培養とマウスで調べた。

アブストの内容

S. epidermidisは培養でミリモル濃度の酪酸を産生し、マウス背部のUVB照射で増える炎症性サイトカインIL‑6は、局所酪酸塗布やS. epidermidis+グリセロールで顕著に抑えられた。皮膚でのFFAR2ノックダウンによりこの抑制効果は失われ、酪酸がFFAR2を介してIL‑6産生を調節すると示唆される。人での検証は示されていない。

​選ばれた理由

論文はbutyric acidという微生物メタボロミクスの物質がFFAR2受容体を介して炎症性サイトカインIL-6の生成を抑制することを示しており、これは仮説に沿っています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

staphylococcus

staphylococcus epidermidis

Glycerol fermentation by skin bacteria generates lactic acid and upregulates the expression levels of genes associated with the skin barrier function.

PMID

35535416

スタディーの内容

表皮ブドウ球菌がグリセロールを発酵して乳酸を産生し、培養・生体・2D/3D皮膚モデルでバリア関連遺伝子発現を調べた研究

アブストの内容

S. epidermidisはグリセロールを栄養として発酵し、短鎖・有機酸、特に乳酸を産生した。乳酸は病原菌の増殖を抑え常在菌には負の影響がなかったとし、in vivoでも発酵が確認された。さらに2D/3D皮膚モデルで乳酸を伴う発酵がバリア関連遺伝子の発現を上げると報告するが、臨床的な機能改善や詳細な条件はAbstractからは示されていない。

​選ばれた理由

論文は乳酸の生成と皮膚バリア機能に関連する遺伝子の発現レベルが上昇することを示しており、これは仮説に直接一致しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

staphylococcus

staphylococcus epidermidis

Multi-omic approach to decipher the impact of skincare products with pre/postbiotics on skin microbiome and metabolome.

PMID

37534320

スタディーの内容

乾燥肌の被験者が6週間、プレ/ポストバイオティクス含有または非含有の洗浄剤と乳液を使い、皮膚微生物叢と代謝物への影響を多層解析した。

アブストの内容

両群とも皮膚水分は有意に増加した。プレ/ポストバイオティクス群では一部の日和見菌(P. stutzeri、S. anadarae)が減少し、常在菌(S. equorum、S. mitis、H. desiderata)が増加した。糖分解経路の富化や代謝プロファイルの変化が観察され、特にプレバイオティクス群で臨床関連代謝物の変動が大きかった。これらは関連の観察であり因果は示されていない。

​選ばれた理由

論文は皮膚微生物群と代謝物の変化が皮膚保湿性に影響を与えることを示しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

halomonas, pseudomonas, sphingomonas, staphylococcus, streptococcus

sphingomonas anadarae, staphylococcus equorum

Multi-omics analyses reveal interactions between the skin microbiota and skin metabolites in atopic dermatitis.

PMID

38559353

スタディーの内容

AD患者(n=18)と健常者(n=18)の皮膚で、16S rRNAシーケンスとLC‑MS代謝物解析を行い菌叢と代謝物の関連を調べた。

アブストの内容

AD群では皮膚菌叢の種多様性が低下し、Staphylococcus属が増加、PropionibacteriumやBrevundimonasは減少した。プリン代謝やフェニルアラニン代謝に関わる代謝物(例:キサントシン/キサンチン、L‑フェニルアラニン/トランス‑シンナメート)が増加し、特に女性で顕著。Staphylococcusはこれら代謝物と正の相関、BrevundimonasやLactobacillusは負の相関を示した。ただし代謝物が微生物由来とは限らず因果関係は示されない。

​選ばれた理由

論文は皮膚菌群と代謝物質との相互作用について述べており、皮膚バリア機能や炎症性表型に影響を及ぼすという仮説を支持しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

brevundimonas, lactobacillus, propionibacterium, staphylococcus

staphylococcus aureus

Skin microbiome profiling reveals the crucial role of microbial metabolites in anti-photoaging.

PMID

38968385

スタディーの内容

片側UV曝露を受ける高齢バス運転手とモルモットで皮膚微生物叢と代謝物を16SシーケンスとRT‑PCRで比較検討した研究

アブストの内容

ヒトでは光老化側の皮膚でGeorgeniaやThermobifidaの比率低下と微生物由来の抗酸化代謝物(例:エクトイン)減少が観察された。モルモットのUVモデルでも表皮・真皮でLactobacillusやStreptobacillusが減り抗酸化分子が低下、MMP‑1/2やIL‑1β、IL‑6が上昇した。これらから微生物由来抗酸化物質の喪失が皮膚ダメージと老化促進に関与する可能性が示唆されるが、因果関係やヒトへの直接適用には追加検証が必要である。

​選ばれた理由

論文は微生物メタボリットが光老化に影響を及ぼし、抗酸化メタボリットの減少が皮膚細胞に悪影響を及ぼし、加齢を加速することを示しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

georgenia, lactobacillus, streptobacillus, thermobifida

​

Phytic Acid Improves the Skin Barrier Function in Murine Models of Atopic Dermatitis Through Skin Microbiota-Derived Indole-3-Propionic Acid.

PMID

40631934

スタディーの内容

MC903で誘導したアトピー性皮膚炎マウスに対し、経口・外用のフィチン酸が皮膚微生物や代謝物を通じてバリア機能に及ぼす影響を解析した。

アブストの内容

フィチン酸はMC903誘導マウスで経口・外用いずれでも皮膚バリアを改善した。外用は皮膚常在菌を変化させ、特にStaphylococcus epidermidis増加とインドール類(特にIPA)上昇を伴い、AHRを介してKRT10転写を促しAD表現型を軽減した。ただしマウスモデルでの結果であり、用量・安全性・臨床的移行性はAbstractに記載がない。

​選ばれた理由

論文は皮膚微生物由来のメタボロミクス(特にイノレン派生物)がアトピー性皮炎の障壁機能を改善することを示しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

staphylococcus

staphylococcus epidermidis

Integrated Microbiome and metabolome analysis reveals Microbial-Metabolic interactions in psoriasis pathogenesis.

PMID

41107739

スタディーの内容

乾癬患者29例と健常者31例の皮膚を対象に、16S rRNAシーケンスとLC‑MS/MSによる非標的代謝物解析を統合し、微生物–代謝の相互作用を調べた。

アブストの内容

乾癬病変では皮膚微生物のα多様性上昇と群集構造の変化が認められ、Cutibacteriumが減少、StaphylococcusとCorynebacteriumが増加した。63の代謝物が変動し、主に脂質・アミノ酸・炎症関連経路に関与。微生物と代謝物には強い相関(例:Propionibacteriaceaeとグルタチオン r=0.821)があり、酸化ストレスや脂質代謝を介した関与が示唆されるが、相関は因果を示さない点に留意。

​選ばれた理由

論文は皮膚微生物群と代謝物の変化が-psoriasis-の病態発生に寄与することを示しており、これは仮説に沿っています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

corynebacterium, cutibacterium, staphylococcus

​

Functional Expansion of the Skin Microbiome: A Pantothenate-Producing Rothia Strain Confers Anti-Inflammatory and Photoaging-Protective Effects.

PMID

41465484

スタディーの内容

皮膚常在菌Rothia kristinae BF00107を同定し、パンテノ酸産生性と角化細胞・UVB照射線維芽細胞を用いた培養実験での抗炎症・抗光老化作用を評価。

アブストの内容

BF00107の発酵ろ過液は角化細胞でIL‑1β/TNF‑αを抑え、UVB照射線維芽細胞ではCOL1A1増加とMMP‑1減少を示した。遺伝子発現解析と代謝物解析で高パンテノ酸産生が確認され、パンテノ酸添加で同様の効果が再現された。HRIPT, Ames, 刺激性試験を通過し、人用途の安全性評価が行われているが、効果の多くは培養系の所見に基づく。

​選ばれた理由

論文は特定の微生物(Rothia kristinae BF00107)が生産するパントテン酸が炎症と光老化を防ぐ効果を持つことを示しており、これは宿主の皮膚バリア機能や炎症性表型に影響を与える可能性があるという仮説を支持しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

cutibacterium, rothia, staphylococcus

rothia kristinae

Culture supernatants from human-derived commensal bacteria alleviate DNCB-induced atopic dermatitis through modulation of inflammatory and barrier-associated pathways.

PMID

42146064

スタディーの内容

皮膚常在菌の培養上清が炎症・表皮バリア・神経栄養に与える影響を細胞とマウスで検討した

アブストの内容

B. paraconglomeratumおよびB. caseiの培養上清は、ケラチノサイトでIL‑6/CCL17を抑えフィラグリンやBDNF発現を回復し、DNCB誘発マウスで表皮肥厚や免疫細胞浸潤を軽減、皮膚のBDNF/GDNF/FLGも回復させた。p38 MAPKおよびJAK‑STAT経路抑制も示唆されたが、人での有効性や有効成分・投与条件は不明のまま

​選ばれた理由

論文は特定の皮膚由来の細菌メタボロミクスが抗炎症、皮膚バリア強化、神経栄養作用を持つことを示しており、これらのメカニズムを通じて皮膚バリア機能と炎症性表型に影響を及ぼす可能性があるという仮説を直接支持しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

brachybacterium, brevibacterium

brachybacterium paraconglomeratum, brevibacterium casei

Commensal Cutibacterium acnes-derived indolelactic acid safeguards skin barrier function through the aryl hydrocarbon receptor.

PMID

42335903

スタディーの内容

AD患者と健常者の皮膚とCutibacterium acnes株を比較し、トリプトファン代謝物ILAの産生と皮膚バリアへの影響を調べた。

アブストの内容

研究は、AD関連のC. acnes株でILAが減少していることを示し、マウスでは外用ILAが角化細胞のAhRを活性化してタイトジャンクションを増やしIL‑33を抑制、バリア修復と皮膚炎軽減をもたらした。臨床試験でもTEWL低下と症状改善が示されたが、試験詳細や長期効果・安全性は明示されていない。

​選ばれた理由

論文はC. acnes由来のindolelactic acidがAhR経路を介して皮膚バリア機能を改善し、炎症性表型を緩和することを示しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

cutibacterium

cutibacterium acnes

Topical Application of Indole-3-Acetic Acid, Present in S. epidermidis Supernatant, Alleviates Atopic Dermatitis in Mice at Least via the Aryl Hydrocarbon Receptor Signalling Pathway.

PMID

42608979

スタディーの内容

特定のS. epidermidis由来インドール代謝物(IAA)が、MC903誘発マウスのアトピー様皮膚炎と角化細胞のAHR経路に与える影響を調べた。

アブストの内容

S. epidermidis培養上清にIAAが豊富に検出され、MC903マウスでは皮膚IAAとS. epidermidisが減少。外用IAAは炎症やバリア関連タンパクを改善しAD様表現型を軽減、AHR拮抗薬で保護効果は減弱した。分子ドッキングと角化細胞のin vitro応答も示唆し、IAAはAHR関連を介する候補的ポストバイオティクスとされるが、ヒトでの有効性は示されていない。

​選ばれた理由

論文はindole-3-acetic acid (IAA)がS. epidermidisから産生され、ADのような炎症を軽減する役割を持つことを示しており、これは微生物の代謝活動による皮膚バリア機能や炎症性表型への影響に関連しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

staphylococcus

staphylococcus aureus, staphylococcus epidermidis

Prebiotic Colloidal Oat Supports the Growth of Cutaneous Commensal Bacteria Including S. epidermidis and Enhances the Production of Lactic Acid.

PMID

33500646

スタディーの内容

1%コロイド性オートが皮膚常在菌(主にS. epidermidisとS. aureus)の増殖・代謝・遺伝子発現と、保湿剤使用時の角質乳酸量へ与える影響を調べた。

アブストの内容

試験管内でコロイド性オートはS. epidermidisの増殖速度と代謝を促進し、乳酸産生を増やしてpHを低下させた。臨床評価でも1%配合ローションを6週間使用すると角質中乳酸が増加した。遺伝子発現の変化も示唆されるが、多くの知見はin vitroであり臨床効果の直接的因果は限定的である。

​選ばれた理由

論文はコロイダルオートが皮膚常在菌の増殖、代謝、乳酸生成を促進し、乾燥肌などの皮膚状態に影響を与えることを示しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

staphylococcus

staphylococcus aureus, staphylococcus epidermidis

Multi-omic approach to decipher the impact of skincare products with pre/postbiotics on skin microbiome and metabolome.

PMID

37534320

スタディーの内容

乾燥肌の被験者が6週間、プレ/ポストバイオティクス含有または非含有の洗浄剤と乳液を使い、皮膚微生物叢と代謝物への影響を多層解析した。

アブストの内容

両群とも皮膚水分は有意に増加した。プレ/ポストバイオティクス群では一部の日和見菌(P. stutzeri、S. anadarae)が減少し、常在菌(S. equorum、S. mitis、H. desiderata)が増加した。糖分解経路の富化や代謝プロファイルの変化が観察され、特にプレバイオティクス群で臨床関連代謝物の変動が大きかった。これらは関連の観察であり因果は示されていない。

​選ばれた理由

論文は、プレビオティクスとポストビオティクスが肌の微生物群や代謝に影響を及ぼし、肌保湿性を向上させるという仮説を直接支持しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

halomonas, pseudomonas, sphingomonas, staphylococcus, streptococcus

sphingomonas anadarae, staphylococcus equorum

Epigallocatechin Gallate Enzymatic Alpha Glucosylation Potentiates Its Skin-Lightening Activity-Involvement of Skin Microbiota.

PMID

39598779

スタディーの内容

EGCGを酵素的にグルコシル化したEGCG-G1の皮膚浸透性、抗酸化・抗メラニン作用、臨床での美白効果と皮膚マイクロバイオームへの影響を調べた。

アブストの内容

EGCG-G1はEGCGより表皮への浸透が良く(GLUT1との相互作用が示唆)、抗酸化能は同等、MITFを含む13遺伝子の発現抑制でメラニン合成を低下させ、Lactobacillus増加や微生物由来の美白代謝物放出を促した。臨床では色素斑減少と明るさ・均一性向上が報告され、EGCGやビタミンCより優れた結果も示されたが、機序や安全性の詳細は明記されていない。

​選ばれた理由

論文は、EGCG-G1が皮膚内での乳酸菌の増加を促し、その結果、微生物由来の美白メタボロミクス物質の放出を誘発することを示しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

lactobacillus

​

Phytic Acid Improves the Skin Barrier Function in Murine Models of Atopic Dermatitis Through Skin Microbiota-Derived Indole-3-Propionic Acid.

PMID

40631934

スタディーの内容

MC903で誘導したアトピー性皮膚炎マウスに対し、経口・外用のフィチン酸が皮膚微生物や代謝物を通じてバリア機能に及ぼす影響を解析した。

アブストの内容

フィチン酸はMC903誘導マウスで経口・外用いずれでも皮膚バリアを改善した。外用は皮膚常在菌を変化させ、特にStaphylococcus epidermidis増加とインドール類(特にIPA)上昇を伴い、AHRを介してKRT10転写を促しAD表現型を軽減した。ただしマウスモデルでの結果であり、用量・安全性・臨床的移行性はAbstractに記載がない。

​選ばれた理由

論文は皮膚微生物由来のメタボリットであるインドール-3-プロピオン酸(IPA)の生成を促進し、皮膚バリア機能を改善することを示しています。

関係する細菌(属レベル)

関係する細菌(種レベル)

staphylococcus

staphylococcus epidermidis

 

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