一、背景介绍

         皮肤老化是许多女性特别关注的问题，尤其是在东亚文化中，女性对面部皮肤的保养有着深厚传统，这种背景使得皮肤老化研究显得尤为重要。研究表明，皮肤老化涉及生物力学变化，如弹性降低、皱纹形成增加和屏障功能改变，而皮肤微生物组，包括细菌、真菌、病毒、螨虫等，对这些变化有显著影响，因此深入了解皮肤微生物组的变化及其对皮肤影响，在一定程度上延缓皮肤老化过程，具有重要的现实价值。

 

二、材料方法

 

 ;        研究招募了60名韩国人，包含20-29岁和60-75岁两个年龄组，微生物取样部位为鼻唇沟，年轻女性采集时间在卵泡期进行，样本立即冷冻保存直至DNA提取。对于皮肤特性测量，选用多设备评估黑色素、红斑、皮脂分泌、pH值、水分流失、延展性及弹性等参数，并分析皱纹特征。微生物组研究从采集样本中提取DNA开始，高通量测序后数据预处理去除低质量及宿主来源序列，保留数据用于分类识别微生物种类和代谢功能分析。统计采用R软件进行多样性和差异分析，以线性回归和Spearman相关分析来探讨细菌丰度与皮肤参数关系，并构建关联网络分析细菌功能的共现关系。

 

三、结果讨论

         研究发现老年人皮肤显示出水分丢失、皱纹增加、低弹性等改变，微生物多样性高于年轻组，其中C. acnes（痤疮丙酸杆菌）减少，老年组C. acnes相对丰度为60.55%，而年轻组为83.14%，C. acnes的丰度与皮肤弹性（如总弹性、净弹性和生物弹性）呈正相关，与皱纹面积、深度和长度呈负相关，表明C. acnes或有助于维持皮肤弹性和抑制皱纹形成。

 

     ;    除C. acnes外，有22种微生物被识别为标记物，与皮肤弹性和皱纹形成参数呈负相关。功能分析发现年轻人微生物功能特征与生物素、泛酸、辅酶A、维生素代谢等相关，而老年组则与脂质、能量代谢和对环境压力源（如紫外线和污染）的反应相关。网络分析显示年轻人拥有更稳定的交互作用微生物系统，而老年人皮肤微生物群模块化程度更高。

 

四、研究结论

         研究主要利用宏基因组学方法，精确识别不同年龄皮肤样本的微生物差异，为深入了解皮肤老化提供关键信息。研究主要结果显示，痤疮丙酸杆菌在皮肤老化中扮演着重要角色，随着年龄增长其丰度降低，同时微生物多样性增加、皮肤弹性降低和皱纹形成增加。宏基因组研究提供了传统方法无法涉及的视角，这一发现对于女性面部皮肤健康美观尤为重要，理解微生物组的变化有助于开发新的护肤和抗衰策略，对于相关美容化妆行业而言，研究结果提供了开发皮肤微生物调节产品的理论基础，具有明显经济价值。

 

五、结果展开

表一：描述了参与者基本信息与皮肤特性。皮肤相关参数包含：水分丢失、pH值、皮脂、黑色素、红斑、皱纹、可伸展性、弹性等。

 

 

图1. 显示年轻人群与老年人群的皮肤细菌群落差异。

 

A：显示了老年组和年轻组中细菌物种的相对丰度的差异，不同颜色表示特定细菌。
B：反映了老年组和年轻组中痤疮丙酸杆菌相对丰度的差异，可见年轻组显著高于老年组。
C：比较了老年组和年轻组的Chao1多样性指数，表明老年组微生物多样性高于年轻组。
D：显示了老年组和年轻组的Shannon多样性指数比较，同样表明老年组微生物多样性高。
E：比较了老年组和年轻组的Simpson多样性指数，进一步表明老年组的多样性更高。
F：基于Bray-Curtis距离的PCoA图衡量样本间差异，PCoA图中每个点代表一个样本，点与点之间的距离反映了样本间的相似性或差异性，距离越近表示样本间的微生物群落组成越相似；距离越远表示差异越大。
G：显示了老年组和年轻组内部的Bray-Curtis距离，Bray-Curtis距离计算基于两样本物种相对丰度，揭示了组内微生物群落的差异。
H：通过线性判别分析效应大小（LDA）识别了在老年组和年轻组之间显著不同的细菌生物标志物，年轻组主要为C. acnes（痤疮丙酸杆菌），而老年组则展现出多样性。

 

图2. 显示C. acnes（痤疮丙酸杆菌）丰度与皮肤弹性和皱纹等参数的关联分析。该图展示了C. acnes丰度与以下皮肤生物力学特性之间的相关性。

 

A：描述了C. acnes丰度与皮肤总弹性之间的正相关关系。
B：显示了C. acnes丰度与皮肤净弹性之间的正相关关系。
C：揭示了C. acnes丰度与皮肤生物弹性之间的正相关关系。
D：表明了C. acnes丰度与皱纹面积之间的负相关关系。
E：显示了C. acnes丰度与皱纹深度之间的负相关关系。
F：揭示了C. acnes丰度与皱纹长度之间的负相关关系）。

 

图3. 显示老年皮肤特性与标志物关联分析的热图。

 

         热图展示了老年组22个标志物与多种皮肤特性之间的相关分析，包括总弹性、净弹性、生物弹性、平均皱纹面积、深度和长度，热图中的每个单元格代表相关性的强度和方向，显著的正相关用蓝色表示，显著的负相关用红色表示，标志物包括金黄色葡萄球菌、嗜血葡萄球菌、根瘤菌等。

 

图4.  展示了不同年龄组间微生物组功能谱型的差异。

 

A：通过Procrustes分析展示不同年龄微生物组的分类组成与功能组成的契合度。
B：基于功能谱型的主坐标分析（PCoA）图体现年轻组与老年组之间菌落功能的区别。
C：线性判别分析（LDA）得分显示了在不同年龄组中相对富集的功能通路。

 

图5. 功能谱与微生物标志物之间的相关性热图。

 

         热图展示已识别的微生物标志物与功能谱之间的相关性，正相关用红色表示，意味着微生物丰度的增加伴随着特定功能谱的增强；而负相关则用蓝色表示，表明微生物丰度的增加会导致特定功能谱的减弱。

 

图6. 年长组与年轻组中C. acnes（痤疮丙酸杆菌）相关的分类和功能谱共现网络分析。

 

         图中左侧与右侧分别展示老年组和年轻组中细菌物种与功能通路的共现网络。每组分析均显示两个圆圈：左侧较小圆圈代表分类，右侧较大圆圈代表功能。节点大小反映了微生物丰度，颜色表示相关类型，蓝色表示正相关，红色表示负相关。通过这种方式可以直观展示C. acnes在不同年龄组中的作用，以及它与其他微生物物种和功能途径之间的相互关系。

 

参考文献
Jung Y, Kim I, Jung DR, Ha JH, Lee EK, Kim JM, Kim JY, Jang JH, Bae JT, Shin JH, Cho YS. Aging-Induced Changes in Cutibacterium acnes and Their Effects on Skin Elasticity and Wrinkle Formation. Microorganisms. 2024 Oct 29;12(11):2179. doi: 10.3390/microorganisms12112179. PMID: 39597568; PMCID: PMC11596587.