皮肤菌群屏障对中药组分经皮渗透转运过程的影响及机制研究—“以丹参酮治疗痤疮为例”

The flora colonized on the surface or deep layer of the skin constitutes a barrier to the skin, and its existence has a great influence both on the percutaneous absorption and transport process and bioavailability of drugs during the treatment of local skin diseases (e.g., acne, eczema). However, the study on skin flora is so insufficient that it is not conducive to accurate drug delivery on skin diseases. This project takes the topical treatment of acne with the topical tanshinone component as an example, and studies the effect of skin flora on the transdermal permeation of tanshinones. First, it’s supposed to study the drug penetration behavior of tanshinone and the effect of tanshinone on the physical barrier, biochemical barrier, and immune barrier of skin between normal and acne model rats. Then we study the effects of tanshinones on the dermatophytology, skin lipidomics, skin metabolomics and overall metabolomics of normal rats and acne model rats. Finally, all the results were correlated to analyze the role and mechanism of skin flora in the transdermal permeation of tanshinones. The study of the project is of great significance for the construction of a precise drug delivery model for the treatment of local skin diseases with the treatment of TCM components.

定植于皮肤表面或深层的皮肤菌群构成了皮肤的菌群屏障，其存在状态对皮肤局部疾病（如痤疮、湿疹等）治疗过程中药物的经皮吸收转运过程及生物利用度有较大影响。目前，皮肤菌群屏障的研究较少，不利于精准化给药。本课题以丹参酮组分外用治疗痤疮为例，研究皮肤菌群对总丹参酮经皮渗透转运过程的影响及其机理。首先研究丹参酮组分经皮给药渗透正常及痤疮模型大鼠皮肤的转运行为，研究皮肤菌群对丹参酮组分的代谢转化及丹参酮组分外用对正常和痤疮模型大鼠皮肤物理屏障、生化屏障、免疫屏障的影响，探明皮肤菌群对丹参酮组分经皮渗透转运过程的影响；然后研究丹参酮组分干预正常及痤疮模型大鼠的皮肤菌群组学、皮肤脂质组学、皮肤局部代谢组学及整体代谢组学特征差异。最后将所有结果进行关联分析，阐明皮肤菌群屏障在丹参酮组分经皮渗透转运过程的作用及机制。项目对于中药治疗皮肤局部疾病和构建精准给药模式具有重要意义。

定植于皮肤表面或深层的皮肤菌群构成了皮肤的菌群屏障，其存在状态对皮肤局部疾病治疗过程中药物的经皮吸收转运过程及生物利用度有较大影响。目前，皮肤菌群屏障的研究较少，不利于精准化给药。本课题以丹参酮组分外用治疗痤疮为例，研究皮肤菌群对总丹参酮经皮渗透转运过程的影响及其机理。本研究首先对丹参中丹参酮类成分进行提取，采用UPLC-ESI-Orbitrap-MS技术对丹参酮组分物质基础进行解析，确认了丹参酮组分中化合物组成。接下来采用HPLC对丹参酮组分进行含量测定，明确活性成分含量占比。研究皮肤菌群对丹参酮组分的代谢转化及丹参酮组分外用对正常和痤疮模型大鼠皮肤物理屏障、生化屏障、免疫屏障的影响，探明皮肤菌群对丹参酮组分经皮渗透转运过程的影响。结果表明，丹参酮组分凝胶对痤疮模型大鼠进行干预后，痤疮病变情况有显著改善。皮肤的物理屏障变化：皮肤角质化程度降低，表皮恢复正常厚度，炎症细胞浸润程度降低，皮脂腺数量减少且有毛发恢复生长，皮肤透明质酸含量增加，而神经酰胺表达水平增加；生化屏障结果表明皮肤细胞间脂质结构略有所恢复，皮肤组织稳定性与弹性增加，提示丹参酮组分对大鼠皮肤屏障损伤具有修复作用，且作用的机制可能与增加皮肤中神经酰胺与透明质酸含量有关。此外，大鼠皮肤中TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白表达较模型组明显升高，提示丹参酮可能通过增加TNF-α、IL-6、IL-1β蛋白表达恢复皮肤免疫屏障。然后项目研究了丹参酮组分干预正常及痤疮模型大鼠的皮肤菌群组学、皮肤脂质组学、皮肤局部代谢组学特征差异。皮肤菌群组学成功筛选了21个在丹参酮治疗痤疮中发挥重要作用差异代谢菌；皮肤蛋白质组学和皮肤代谢组学的联合分析结果表明，共有8条共同通路的蛋白质和代谢物的含量方面均发生了显著性改变，并在丹参酮治疗痤疮中发挥了重要作用。项目结果阐述了皮肤菌群对丹参酮组分转运以及丹参酮干预对痤疮皮肤菌群、脂质、代谢物影响可能的机理和通路，对于中药治疗皮肤局部疾病和构建精准给药模式具有重要意义。