特应性皮炎是一种常见的炎症性皮肤病,临床特点是反复发作和瘙痒。特应性皮炎在全世界的发病率逐年上升,影响到世界上15%-30%儿童和3%的成年人。目前治疗特应性皮炎的药物集中在糖皮质激素类药物和抗组胺药物等方面,因此长时间使用这些药物会带来很大的副作用。研究表明,特应性皮炎的发生与肠道菌群的变化具有相关性,具体表现为特应性皮炎患者肠道菌群多样性降低,乳杆菌,双歧杆菌的丰度降低,而金黄色葡萄球菌,大肠杆菌的丰度升高,所以肠道菌群可能是缓解特应性皮炎的一个潜在靶点。因此,本研究对具有缓解特应性皮炎作用的双歧杆菌进行筛选并分析其作用机制,然后通过动物实验验证其功能及作用机制,最后通过膳食干预试验评价双歧杆菌对特应性皮炎患者的缓解作用。主要的研究结果如下:首先,研究了双歧杆菌对特应性皮炎的缓解作用。利用2,4-二硝基氟苯(2,4-dinitrofluorobenzene,DNFB)构建特应性皮炎小鼠模型,通过灌胃6种共32株双歧杆菌,以小鼠病理特征和免疫炎症变化为指标筛选有效的菌株,比较双歧杆菌缓解特应性皮炎的共同点和差异点。结果发现,长双歧杆菌CCFM1029和两歧双歧杆菌BI1可通过降低炎症细胞的浸润,抑制Th2型免疫反应,缓解特应性皮炎小鼠的病理征状。短双歧杆菌BR1、青春双歧杆菌Ad1则通过减少小鼠组织肿胀程度,降低血清IgE水平,提高IL-10的水平,从而缓解小鼠的病理症状,其余双歧杆菌菌株则对特应性皮炎无缓解作用。这些结果表明双歧杆菌菌株通过不同的作用方式缓解了小鼠的特应性皮炎的症状,且与免疫反应的调节相关,表现出差异性的缓解作用。其次,探究了肠道菌群对双歧杆菌缓解特应性皮炎的作用。利用16S rRNA扩增子测序技术分析小鼠肠道菌群多样性和组成的变化。双歧杆菌通过提高小鼠肠道菌群的α多样性和调节肠道菌群的β多样性而改善了肠道菌群的多样性和组成。通过线性判别分析发现,特应性皮炎小鼠肠道菌群富集了Dorea、萨特氏菌、假单胞菌等有害菌属,因此导致涉及支链氨基酸合成、上皮细胞细菌侵入、脂多糖合成等代谢通路的肠道菌群的功能基因显著上调。双歧杆菌则通过提高乳杆菌、双歧杆菌、Allobacullum、毛螺菌科的相对丰度,降低S24-7科的相对丰度而改变了DNFB诱导的有害菌和代谢活动的富集。因此,双歧杆菌的摄入抑制了有害代谢活动的过表达,还上调了脂肪酸合成、丙酸盐代谢、丁酸盐代谢、亚油酸代谢等功能基因的表达。这些结果说明双歧杆菌通过调节小鼠肠道菌群的多样性、结构组成、代谢活动而影响对特应性皮炎的缓解作用。进一步基于宏基因组学和代谢组学技术探究了长双歧杆菌CCFM1029菌株缓解特应性皮炎的作用机制。研究表明长双歧杆菌CCFM1029死菌无法缓解小鼠特应性皮炎病理症状,因此推断长双歧杆菌CCFM1029是通过调节小鼠肠道菌群活动而起到缓解特应性皮炎的作用。长双歧杆菌CCFM1029通过提高小鼠肠道中乳杆菌、梭菌属、葡萄球菌、毛螺菌科、糖化细菌门的细菌的丰度,从而上调小鼠肠道菌群氨基酰tRNA合成、同源重组、色氨酸代谢功能。通过粪便代谢组富集分析发现,色氨酸代谢可能是长双歧杆菌CCFM1029缓解特应性皮炎的作用途径,进一步验证发现长双歧杆菌CCFM1029缓解特应性皮炎依赖芳香烃受体。吲哚3-甲醛作为芳香烃受体的配体,可直接激活芳香烃受体,长双歧杆菌上调色氨酸代谢活动而提高吲哚3-甲醛的含量,通过芳香烃受体阻断胸腺基质淋巴生成素的生成,进而降低IL-4,IL-5的表达,抑制了Th2型免疫反应,从而缓解小鼠的皮肤病理症状。最后评估了长双歧杆菌CCFM1029对特应性皮炎患者的缓解作用效果。长双歧杆菌CCFM1029通过调节患者肠道菌群的β多样性,降低条件致病菌志贺氏菌和不动杆菌的相对丰度,提高双歧杆菌和Anaerostipes的相对丰度,富集Parabacteroides和RuminococcaceaeUCG002,从而抑制与脂多糖合成,脂多糖合成蛋白相关的肠道菌群的功能基因的过表达,上调对宿主健康具有重要作用的氨基酸代谢、脂类代谢、维生素代谢、免疫系统调节相关的肠道菌群的功能基因的丰度,这与小鼠肠道菌群基因功能预测结果具有一致性。这些变化有助于降低患者生活质量评分,改善患者的生活质量,降低患者的病理严重程度评分(改善率>25%时,有效率约为65.2%)和血清IgE的水平,通过调节免疫应答而缓解患者的病理症状。