新生儿皮肤微生物“对话”大脑:破解剖宫产影响神经发育的关键机制

时间:2026-04-27

来源:护理学院

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4月22日,我校护理学院、广东医科大学附属佛山妇女儿童医院与北京大学第一医院研究团队合作,在新生儿神经发育调控领域取得进展。团队打破既往研究局限,将视角从肠道转向人体最早被微生物定植的皮肤,提出并验证“皮肤微生物—代谢物—脑”新型调控轴,为未来开发新型活体生物治疗手段提供了实验依据。

剖宫产作为产科重要干预手段,虽有效降低母婴健康风险,但新生儿因绕过母体阴道菌群自然接触过程,早期微生物暴露模式改变,近年来被认为可能对神经发育产生潜在影响。过往研究多聚焦肠道菌群与神经发育的关联,而皮肤作为人体最大器官,其定植微生物在神经发育中的作用始终缺乏直接证据。此次研究正是瞄准这一领域开展深入探索。

该研究发现,在剖宫产模型中,出生后实施阴道菌群移植(VMT)可在24小时内恢复皮肤上一种关键代谢分子——β-咔啉–鞘氨醇-1-磷酸(N-bc2S1P)的水平,并显著改善早期神经发育异常。进一步证据表明,皮肤是这一调控过程的关键起始部位。

机制研究显示,N-bc2S1P并非由单一菌种产生,而是由两类共生菌协同生成:Lactobacillus crispatus提供β-咔啉,Bacteroides fragilis提供鞘氨醇-1-磷酸,在新生儿皮肤微环境中共同合成该分子。生成后的N-bc2S1P可经皮进入体循环并到达脑组织,作用于前脑兴奋性神经元上的S1PR2受体,选择性激活β-arrestin1偏向的信号通路,进而促进AP-1/CBP复合体募集,增强Notch相关基因位点的H3K27乙酰化水平,从表观遗传层面改善剖宫产相关的早期神经发育异常。

鉴于N-bc2S1P在体内清除较快,团队进一步构建了工程化表皮葡萄球菌,使其能够在新生儿皮肤上持续产生该分子。动物实验表明,该工程菌可稳定定植于皮肤,延长N-bc2S1P在体内的作用时间,并在感觉运动发育、运动协调、探索行为、社交行为以及学习记忆等多个维度改善剖宫产小鼠的神经发育表现。

总体来看,该研究不仅揭示了母体微生物信号通过皮肤影响新生儿脑发育的潜在新机制,还鉴定了一种具有β-arrestin偏向性的S1PR2激动剂。更重要的是,研究提出了基于皮肤共生菌的干预新策略,为未来开发新型活体生物治疗手段提供了实验依据。

研究在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”。护理学院2024级博士研究生刘豪作为共同第一作者(排第一),其导师谢日华教授作为最后通讯作者。研究获得广东省基础与应用基础研究基金、南方医科大学临床研究启动计划、佛山市竞争性扶持人才项目、中国科协/北京市科协青年人才托举工程、国家自然科学基金等项目等资助。

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