小鼠腸道菌群的失調會促進脫髮,人類能否通過某種方法(益生菌、飲食補充,增強羧化酶活性等)來抑制脫髮?

原文鏈接:http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2017.07.057

這項發布在cell子刊的研究說明了:1.抗生素(萬古黴素)會引起腸道菌群失調——鼠乳桿菌過度生長,導致小鼠脫髮。2.飲食中只缺乏生物素不會引起脫髮,但攝入萬古黴素+生物素缺乏會導致小鼠脫髮。3.萬古黴素處理誘導腸道中鼠乳桿菌過度生長,後者會消耗腸道中的生物素。4.補充生物素可一定程度逆轉小鼠脫髮。5.但補充生物素後腸道中的鼠乳桿菌比例並未下降,表明生物素不是通過腸道微生物系統進行生髮的。

這是為數不多的將腸道菌群與皮膚疾病聯繫起來的研究。但常見脫髮的原因是雄性激素對毛囊的刺激,抗生素攝入+生物素缺乏的情況不多。那這篇研究可以對接下來的什麼研究起到指導意義,指導意義有什麼?如果要發現對人類脫髮的起到治療作用的方法,研究者接下來還會做什麼研究?


謝邀。

這篇文章其實還是簡單的,因為基本上生物素缺乏導致毛髮等皮膚問題已經是比較明確的了,但是作者將這一問題與現在比較熱門的腸道菌群聯繫了起來,具體以下稍微說一下(文字看不懂的話,光看改繪圖也能懂,配合文字效果更佳)。

——————————

這篇文章於2017年8月,在《Cell Reports》(影響因子分數為8.28)上發表,文章的題目是《Intestinal Dysbiosis and Biotin Deprivation Induce Alopecia through Overgrowth of Lactobacillus murinus in Mice》(小鼠中腸道失衡及生物素缺乏可通過鼠乳桿菌的增生而造成脫毛症)。

▲《Intestinal Dysbiosis and Biotin Deprivation Induce Alopecia through Overgrowth of Lactobacillus murinus in Mice》(參考文獻[1])

正如我上一個對腸道菌群的回答所提到的,隨著越來越多的研究發現,腸道菌群對於宿主的影響已不再局限於胃腸道消化系統,在包括更多的胃腸外部位,如肝臟、肺,甚至大腦等,以及眾多生理過程,包括壽命等,腸道菌群都扮演著重要的角色。

擴展閱讀:Mr-HH:腸道微生物組增加宿主壽命的原理是什麼?人類能否通過某種益生菌來延緩衰老?

腸道菌群對我們一個最直接的功能,就是可以生成很多我們自身不能合成的微量營養物。生物素(Biotin)就是其中的一種。

生物素(Biotin)又稱維生素B7或者維生素H,是一種水溶性的維生素。人體是沒辦法合成生物素的,只能靠食物補充或者腸道微生物分泌,生物素的亞缺乏狀態會導致像脫髮、皮炎之類的皮膚癥狀。引起生物素缺乏的原因有很多,像生物素酶缺乏、某些藥物的長期服用、腸道吸收不良、腸道菌群紊亂,甚至長期食用過量生蛋清等都會使得生物素的體內含量不足。

▲生物素(Wikipedia)

作者發現,長期(15周)服食萬古黴素(Vancomycin,VCM)(一種抗革蘭氏陽性菌的抗生素)並餵食無生物素(Biotin)的食物(下文簡寫為「VCM(+) Biotin(-)」),這些小鼠會出現明顯的脫毛。當然,單單只餵食無生物素的食物(Biotin(-)),小鼠也會有輕微的脫毛現象產生,但並不嚴重。

▲①餵食正常食物,小鼠毛髮正常;②僅餵食無生物素食物,小鼠出現輕微脫毛;③給小鼠長期服食萬古黴素並餵食無生物素食物,小鼠出現明顯脫毛現象(圖改繪自參考文獻[1])

研究人員隨後對這些小鼠的腸道菌落組成進行了研究,發現長期服食萬古黴素的小鼠(VCM(+)),腸道中厚壁菌門(Firmicutes phylum)的細菌尤其是乳桿菌科(Lactobacillaceae的細菌組成顯著增多。通過鑒定,確定這種乳桿菌科的菌種為鼠乳桿菌(Lactobacillus murinusL. murinus。這說明,萬古黴素的長期服用,會導致小鼠腸道菌群紊亂,而以L. murinus為主的一些耐萬古黴素的少數菌種趁機佔據了主要地位L. murinus無法合成生物素,而且同時也是生物素的消耗者)。

▲鼠乳桿菌(L. murinus)(JCM Catalogue)

確定了菌種之後,研究人員隨後轉變了研究思路,轉而L. murinus進行研究。之前提到過,研究人員單純以無生物素的食物(Biotin(-))進行餵食,小鼠的脫毛是比較輕微的。但是當同時灌輸以L. murinus的菌液後,脫毛現象加重了。經過檢查發現,這些同時進行L. murinus處理的小鼠,它們的血清、排泄物中的生物素含量,比單純餵食無生物素食物(Biotin(-))的小鼠還要低

▲①餵食正常食物,小鼠毛髮正常;②餵食無生物素食物,小鼠出現輕微脫毛;③餵食無生物素食物,同時灌輸以L. murinus的菌液,小鼠出現明顯脫毛現象(圖改繪自參考文獻[1])

知道了小鼠脫毛L. murinus及生物素惹的禍,那如果及時補充了生物素,是不是就沒事了呢?研究人員對那些之前「VCM(+) Biotin(-)」處理引起脫毛的小鼠,中斷萬古黴素的供應,並恢復正常正常食物(含生物素)(「VCM(-) Biotin(+)」)。8周後,小鼠的毛髮明顯恢復腸道菌群也逐漸恢復正常

▲對已長期服食萬古黴素,並同時餵食無抗生素食物造成脫毛的小鼠:①繼續服食萬古黴素,並同時餵食無抗生素食物,小鼠仍然脫毛;②停止萬古黴素的供應,並恢復正常的食物,小鼠毛髮開始恢復(圖改繪自參考文獻[1])

最後,研究人員想要再進行一個確認,生物素究竟是如何對脫毛進行直接反應的?之前是通過食物進行改善,那如果直接注射用藥呢?

研究人員發現,對那些之前「VCM(+) Biotin(-)」處理引起脫毛的小鼠,腹腔注射生物素,但同時繼續保持「VCM(+) Biotin(-)」的處理,這些小鼠雖然腸道菌群仍然紊亂L. murinus等仍然占多數)、排泄物中的生物素含量也未改善,但是血清中的生物素含量明顯提升脫毛現象也得到了較為明顯的改善

這說明了生物素的補充,似乎可以繞過腸道菌群的紊亂來直接改善毛髮生理

▲①給正常飲食的小鼠注射正常緩衝液,小鼠毛髮無恙;②給因長期服食萬古黴素,並同時餵食無抗生素食物造成脫毛的小鼠,腹腔注射生物素8周,小鼠毛髮開始恢復(圖改繪自參考文獻[1])

其實目前,生物素早已作為預防和輔助治療脫髮的保健品出現在市場上了,但這篇文章將過量抗生素導致腸道微生物紊亂與脫髮這一病理現象的進行了聯繫,也給研究人類脫髮的形成和治療提供了一個可能,原來脫髮還可能與腸道菌群失衡有關(當然,還需要臨床數據進行支撐)。

▲總結原理圖,簡而言之:腸道菌群紊亂導致鼠乳桿菌增多,使得生物素合成減少,導致小鼠脫毛症(翻譯自參考文獻[1])

至於要說下一步,其實正如一開始說的,生物素對於皮膚疾病的作用已經是比較明確的了,雖然還有一些具體的分子機制仍未完全清楚,但也基本可以確定生物素是作用於角質形成細胞的增殖和HaCaT細胞(人正常皮膚永生化角質形成細胞)的分化。所以這篇文章的任務把腸道菌群紊亂跟生物素聯繫起來(主要也是文章通訊作者本身主要研究的就是內科疾病與腸道菌群),再看看錶型也就差不多了。

我具體對脫髮的原理和治療也不了解,也只是針對這篇paper而論,恐怕不能完全解題主之惑,有專業人士可以一起交流一二。

參考文獻

[1] Hayashi A, Mikami Y, Miyamoto K, et al. Intestinal Dysbiosis and Biotin Deprivation Induce Alopecia through Overgrowth of Lactobacillus murinus in Mice[J]. Cell Reports, 2017, 20(7): 1513-1524.

原文鏈接

Intestinal Dysbiosis and Biotin Deprivation Induce Alopecia through Overgrowth of Lactobacillus murinus in Mice

帶你一起讀Cell

幾丁質在呼吸道的積累可以導致老年肺部纖維化|細胞學·說

Mr-HH:高等動物的衰老能否逆轉?

Mr-HH:腸道微生物組增加宿主壽命的原理是什麼?人類能否通過某種益生菌來延緩衰老?

Mr-HH其它回答

Mr-HH:單只蚯蚓被一分為二式切斷後,其頭部和尾部所長成的蚯蚓是否有都意識?如果都有,意識是否一致,為什麼?

Mr-HH:病毒是什麼顏色的?

Mr-HH:動纖毛和靜纖毛有什麼區別?

Mr-HH:有沒有能同時感染動物和植物的病原體?

Mr-HH:病毒對人類有沒有益處?

Mr-HH:有些病毒真的可以侵入死細胞,再賦予細胞生命嗎?

Mr-HH:昆蟲和寄生蟲會得癌症嗎?昆蟲得癌症如何治療?

Mr-HH:有哪些名字比較有意思/有故事的細菌?

Mr-HH:病毒是怎麼破壞細胞的?

歡迎關注

知乎專欄 Mr-HH的生物學科普 及 Mr-HH


對某些特定種類的脫髮可能有效,但現在脫髮的主流是雄激素脫髮,原因、治療方法都比較明確了。

泛泛而談的話,頭髮在能量代謝和物質代謝上優先順序很低,如果能量和物質不足,身體首先犧牲的就是毛髮,毛髮中變化最顯眼的就是頭髮。不過會來上知乎的大多數人吃得飽喝得足,作為年輕人又是抵抗力好感染少,這些原因的脫髮幾乎可以忽略不計。

雄激素脫髮很難看作是一種病態,因為它不影響任何生理能力,個人傾向於將它看作是feature而不是bug,可能在很長的一段時間裡原始人以此為雄性能力發達的表現,受到了自然選擇(月代頭亂入),只是最近一百年里風俗變了而已......

就像古時候大鬍子也是男性尊嚴所在,但現在都傾向於剃掉鬍子了。


之前還聽過說,有2例治療腸道菌群失調,用糞便灌注的辦法,最後反而將脫髮給治好的文章。但例子太少,還不具有臨床價值。


我還是相信非那雄胺的力量( ′▽`)


推薦閱讀:

騎自行車可以很快,但是人為什麼跑不快(相對於自行車),相同的能量,消耗到哪兒去了?
如果我現在要摧毀地球或者人類文明有什麼切實存在的辦法嗎?
什麼動物的生殖器最酷?
北狐和銀狐有生殖隔離嗎?可以產生後代嗎?
黍為什麼沒有像小麥水稻成為現代人主糧?

TAG:生物學 | 分子生物學 | 細胞生物學 | 腸道功能紊亂 |