人源糞便樣本，小鼠模型

宏基因組，靶向代謝組

1.CSU患者微生物多樣性降低

作者收集了CSU 患者和26名年齡與性別匹配的健康對照者的新鮮糞便樣本，進行宏基因組檢測，此外采集了29名CSU患者和38名健康對照的血漿樣本進行代謝組學檢測，16名CSU患者和16名年齡與性別匹配的健康對照者的血漿樣本，用于檢測 LPS。結果顯示，與健康對照相比，CSU患者的腸道菌群構造明顯不同，α-多樣性顯著下降（圖1a）。其次，CSU患者的SCFA生產者含量明顯較低, 血液中SCFAs的水平也有一樣的趨勢（圖1b-d）。CSU中，低水平的己酸鹽和SCFA 產生菌與機會性病原體的升高有關（圖1e）。

圖1 CSU患者的腸道菌群構造被改變

2.CSU患者的微生物組中顯示出高水平的機會性致病菌

數據分析結果中，HC組的主要樞紐物種都是SCFA生產者，CSU中的所有關鍵樞紐菌種都是機會性病原體。通過ROC分析結果，腸道中的肺炎克雷伯菌水平可在診斷上區分CSU 和 HC，并與 CSU 的疾病活動相關（圖1f），整體來看，CSU患者感染了更多損害腸壁完整性的機會性病原體，LPS 的主要生產者，LPS生物合成途徑也顯著上調，與產生SCFA的細菌呈負相關，與機會致病菌正相關（圖1g-i）。

3.CSU患者的皮膚炎癥、腸道通透性和血LPS水平增加

接下來，作者評估了CSU腸道微生物組對MC驅動的皮膚炎癥反應的影響，通過糞菌移植實驗（FMT）將CSU患者和HC的微生物組轉移到小鼠體內（圖2a）。CSU FMT顯著增加了受體小鼠的被動皮膚過敏性休克（PCA）反應, 血管通透性和MC脫顆粒明顯增加，皮膚組織中MC的比率也顯著增加（圖2b-e）。

WB結果表明，CSU FMT下調了屏障功能標記物的 mRNA 表達和蛋白水平，上調了炎癥因子的轉錄水平，皮膚或血漿中IL4、IL13和組胺的水平以及血漿中 LPS 的水平（圖2f-k）。

圖2 CSU患者的皮膚炎癥、腸道通透性和血液LPS水平增高

4.皮膚炎癥分別被SCFAs和LPS下調或上調

通過RT-PCR驗證發現，移植了SCFA生產菌的小鼠明顯增加了腸道中SCFA的水平，并改善了PCA反應，包括血管通透性，MCs 脫顆粒，皮膚組織中 MCs 的數量和皮膚/血漿 IL4、IL13 和組胺水平（圖3a-i）。此外，己酸鹽還能抑制IgE介導的體外MCs激活和細胞移動，口服己酸鹽能顯著抑制IgE介導的體內MCs激活（圖4a-f）。

圖3 Roseburia hominis可減輕肥大細胞驅動的皮膚炎癥

圖4 SCFA可減輕MC驅動的皮膚炎癥和肥大細胞功能

相反，將肺炎克雷伯氏菌轉移到小鼠腸道可增加受體小鼠的PCA反應并提高血液中的LPS水平（圖5a-e），LPS在體外促進了IgE誘導的活化（圖5f），在體內增加了PCA炎癥反應（圖5g-j）。

圖5 肺炎克雷伯菌和LPS會加劇肥大細胞驅動的皮膚炎癥

為了進一步評估LPS促進MC活化的機制，作者使用了缺乏關鍵LPS受體TLR4的Tlr4-/-小鼠（圖6a）。與WT小鼠相比，缺陷小鼠的LPS處理并不增加PCA誘導的血管通透性（圖6b）、MC活化（圖6c-d）以及皮膚或血漿中IL4、IL13和組胺的上調（圖6e-g）。此外，與來自Tlr4+/+小鼠的 MCs 相比，來自Tlr4-/-小鼠的 MCs在經LPS和IgE介導的活化培養后顯示出較低的活化水平和細胞流動性（圖6h）。

圖6 TLR4 在 LPS 加劇的肥大細胞驅動的皮膚炎癥中起重要作用

最后，作者用頭孢哌酮/舒巴坦（CPZ/SBT）處理KPN移植小鼠，它能根除肺炎克雷伯氏菌，明顯降低PCA反應和血漿LPS水平，并改變了幾種不同細菌的相對豐度（圖 7a-e）。

 在這項研究中，作者發現CSU 伴隨著重要的、與臨床相關的腸道微生物組變化，包括較低水平的 SCFA 產氣菌和較高水平的LPS生產菌。這些腸道微生物組的變化分別降低和提高了SCFA和LPS的水平，從而促進了MC依賴性皮膚炎癥，并可能導致CSU患者體征和癥狀的發展。

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排版：野凌

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