顔面細菌の研究は、健康な皮膚を促進するプロバイオティクスにつながる可能性があります| MITニュース

私たちの顔に住んでいる細菌集団の組成は、にきびや湿疹などの他の皮膚状態の発達に重要な役割を果たします。ほとんどの人では2種類の細菌が支配的ですが、それらがどのように相互作用し、それらの相互作用が病気に寄与する可能性があるかは、研究が困難です。

MITの研究者は、これらの相互作用のダイナミクスを以前よりも詳細に明らかにし、顔の皮膚にいつ、どのように新しい細菌株が出現するかを軽くたたいています。彼らの発見は、にきびやその他の状態のための新しい治療法の開発を導くのに役立つ可能性があり、そのような治療のタイミングを最適化するのにも役立つ可能性があります。

研究者は、多くの新しい株があることを発見しました キューティバクテリウムアッサン、にきびの発達に寄与すると信じられている種は、10代前半に獲得されます。しかし、その後、これらの集団の構成は非常に安定し、新しい株にさらされてもあまり変化しません。

これは、この移行段階がプロバイオティクス株を導入するのに最適な窓である可能性があることを示唆しています。 C.アース民事および環境工学の准教授であるタミ・リーバーマン、MITの医療工学科学研究所のメンバーであり、研究の上級著者であると言います。

「驚くべきダイナミクスがいくつかあることがわかりました。これらのダイナミクスは、プロバイオティクス療法の設計方法に関する洞察を提供します」とリーバーマンは言います。 「にきびを防ぐことができるとわかっている緊張があった場合、これらの結果は、大人への移行中に早期にそれらを適用して、実際に染み出させることを示唆しているでしょう。」

現在、分類群テクノロジーズの最高科学責任者であるジェイコブベイカー博士号は、今日登場する論文の主執筆者です。 細胞宿主と微生物。他の著者には、MIT大学院生のEvan Qu、MIT Postdoc Christopher Mancuso、Harvard Universityの大学院生A. Delphine Tripp、元MIT Postdoc Arolyn Conwill PhD ’18が含まれます。

微生物のダイナミクス

それでも C.アース にきびの発達に関与しているが、なぜ一部の人々でにきびが発達するのかはまだ不明であるが、他の人ではないのはまだ不明である。一部の株は皮膚の炎症を引き起こす可能性が高いか、宿主免疫系が細菌にどのように反応するかに違いがあるかもしれない、とリーバーマンは言う。プロバイオティクス株があります C.アース にきびを防ぐのに役立つと考えられているが、これらの株の利点は証明されていない。

とともに C.アース、顔に見られる他の主要な細菌は ブドウ球菌表皮。 一緒に、これらの2つの株は、成人の顔の皮膚微生物叢の株の約80％を占めています。これらの種は両方とも、少数の遺伝的変異によって異なる異なる株または系統に存在します。しかし、これまで、研究者はこの多様性を正確に測定したり、時間の経過とともに変化する方法を追跡することができませんでした。

これらのダイナミクスについてもっと学ぶことは、研究者がにきびの新しいプロバイオティクス治療を開発するのに役立つ重要な質問に答えるのに役立つ可能性があります。新しい系統が肌に身を確立するのはどれほど簡単ですか、そしてそれらを紹介するのに最適な時期は何ですか？

これらの集団の変化を研究するために、研究者は個々の細胞が時間とともにどのように進化するかを測定する必要がありました。そのために、彼らはボストン地域の学校で30人の子供と27人の両親からマイクロビオームサンプルを入手することから始めました。同じ家族のメンバーを研究することで、研究者は、密接に接触している人々の間で異なる系統が移される可能性を分析することができました。

個人の約半数について、研究者は複数の時点でサンプルを採取することができ、残りは一度だけでした。各サンプルについて、それらは個々の細胞を分離し、それらをコロニーに成長させ、それらのゲノムを配列決定しました。

これにより、研究者は、各人に系統の数、時間の経過とともにどのように変化したか、同じ系統との異なる細胞がどれほど異なるかを知ることができました。その情報から、研究者は最近の過去にそれらの系統に何が起こったのか、そしてそれらが個人にどれだけ存在していたかを推測することができました。

全体として、研究者は合計89を特定しました C.アース 系統と78 S. epidermidis 各人の微生物叢にそれぞれ最大11が見つかった系統。以前の研究は、各人の顔の皮膚ミクロビオームで、これら2つの皮膚細菌の系統が長期間にわたって安定したままであることを示唆していましたが、MITチームは、これらの集団が実際に以前に考えられていたよりも動的であることを発見しました。

「これらのコミュニティが本当に安定しているかどうか、そしてそれらが安定していない場合があるかどうかを知りたかったのです。特に、マイクロビオームのような成人の皮膚への移行が新しい系統の獲得率が高いかどうかを知りました」とLieberman氏は言います。

10代前半の間に、ホルモンの産生が増加すると、皮膚の油が増加します。これは、細菌の良い食物源です。以前には、この間、顔の皮膚の細菌の密度が約10,000倍増加することが以前に示されています。この研究では、研究者はその構成が C.アース 人口は時間の経過とともに非常に安定したままである傾向があり、10代前半はより多くの系統の機会を提供します C.アース 表示する。

“のために C.アース、私たちが示すことができたのは、人々が生涯を通じて緊張を得ているが、非常にまれではないということでした。

調査結果は、にきびの局所プロバイオティクス治療では、それらを適用するのに最適な時期は、プロバイオティクス株が確立される可能性がある10代前半にあることを示唆しています。

人口回転

大人の後半には、少しの共有があります C.アース 同じ世帯に住んでいる親の間の緊張がありますが、個人の微生物叢の離職率はまだ非常に低いとリーバーマンは言います。

研究者はそれを見つけました S. epidermidis よりもはるかに高い離職率があります C.アース – それぞれ S. epidermidis 株は平均2年未満の間顔に住んでいます。ただし、それほど重複はありませんでした S. epidermidis 同じ世帯のメンバーが共有する系統は、人々間の株の移動が高い離職率を引き起こしていないことを示唆しています。

「それは、何かが人々の間の均質化を妨げていることを示唆しています」とリーバーマンは言います。 「それは宿主の遺伝学または宿主行動、または異なるトピックまたは異なる保湿剤を使用している人である可能性があります。または、その瞬間にすでにそこにある細菌からの新しい移民の積極的な制限である可能性があります。」

今、彼らはその新しいことを示しました C.アース 株は10代前半に獲得できます。研究者は、この買収のタイミングが免疫システムがそれらにどのように反応するかに影響するかどうかを研究したいと考えています。彼らはまた、家族との密接な接触を通じて新しい系統にさらされたときでさえ、人々がそのような異なる微生物叢集団をどのように維持するかについてさらに学ぶことを望んでいます。

「私たちは、この絶え間ないアクセシビリティと高い売上高があるという事実にもかかわらず、私たちそれぞれがユニークなひずみコミュニティを持っている理由を理解したいと思います。 S. epidermidisLieberman氏は言います S. epidermidis、そして、思春期のにきびに対するこれらの新しい植民地化の意味は何ですか？」

この研究は、MIT Microbiome Informatics and Therapeuticsセンター、生物医学研究における卓越性のためのスミスファミリー財団賞、および国立衛生研究所によって資金提供されました。