Cell子刊:一张皮肤“菌”方——谢日华/张宇航合作揭示阴道菌群移植如何通过皮肤-大脑轴改善认知


剖腹产(CS)使新生儿无法接触母体阴道微生物群,而皮肤微生物群对神经发育的代谢贡献尚不清楚。

2026年4月22日,南方医科大学谢日华、北京大学张宇航共同通讯在Cell Host & Microbe在线发表题为“Vaginal microbiota transfer ameliorates cesarean-associated neurodevelopmental deficits in mice via N-bc2S1P synthesis on neonatal skin”的研究论文。该研究发现,剖腹产后阴道微生物群转移恢复了与神经发育相关的皮肤脂质信号。在小鼠中,工程皮肤细菌维持这种微生物分子,并延长对剖宫产相关缺陷的拯救。


全球剖腹产率正在上升,世界卫生组织预计到2030年将接近30%。大量研究将剖腹产与神经发育障碍风险增加联系起来。一个主流假说是,剖腹产破坏了母婴之间的微生物传递,使有益的、以乳杆菌为主的群落被皮肤和环境来源的细菌所取代,从而延迟了肠道定植并促进了菌群失调。为了减轻肠道微生物群的缺陷,Dominguez-Bello等人提出了阴道微生物群移植(VMT),即在剖腹产后立即涂抹母体阴道分泌物,以恢复早期的肠道微生物暴露。值得注意的是,尽管核心乳杆菌在肠道中的稳定定植有限,但这些神经发育益处仍然持续存在,提示VMT的保护作用可能超越肠道微生物群,涉及其他微生物生态位。

尽管越来越多的证据将微生物群组成与神经发育结局联系起来,但新生皮肤微生物群在大脑发育中的作用仍不清楚。新生儿皮肤是最早被定植的组织之一,来自母体和环境源的微生物促进表皮成熟并启动早期的免疫校准。在生命的最初几天,新生儿皮肤屏障尚不成熟且相对通透,使得微生物产物和信号分子更容易通过。此外,作为人体最大的器官和关键的免疫屏障,皮肤富含神经支配,能够进行双向的神经内分泌信号传导。

机理模式图(图源自Cell Host & Microbe

在此,研究人员证明VMT能在剖腹产新生儿中快速建立类似阴道的皮肤微生物群,富含卷曲乳杆菌和脆弱拟杆菌。代谢示踪揭示,卷曲乳杆菌提供β-咔啉骨架Bc2(1-乙酰基-3-羧基-β-咔啉),而脆弱拟杆菌提供鞘氨醇-1-磷酸(S1P)。这两种代谢物在新生儿皮肤上结合形成杂合脂质N-bc2S1P,其早期皮肤水平与3月龄和6月龄的神经发育评分呈正相关。在剖腹产小鼠模型中,N-bc2S1P穿透新生儿皮肤,到达大脑,并将Emx1谱系前脑兴奋性神经元中的鞘氨醇-1-磷酸受体2(S1PR2)信号偏向β-arrestin1介导的通路,产生依赖于持续暴露的短暂神经发育缺陷改善。

为了克服局部给药后短暂的暴露窗口,改造了皮肤共生菌表皮葡萄球菌,使其表达N-bc2S1P生物合成途径,将新生儿皮肤转化为一个“活的生物反应器”,从而维持脑部暴露并产生更持久的神经发育缺陷改善。总之,这些发现定义了一个从母亲到婴儿的脂质代谢回路,并强调了益生菌代谢工程作为一种可行的潜在策略,以减轻与剖腹产相关的神经发育风险。

参考消息:
https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(26)00131-9


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