Suzuki, K., Inoue, M., Cho, O., Mizutani, R., Shimizu, Y., Nagahama, T., & Sugita, T. (2021). Scalp Microbiome and Sebum Composition in Japanese Male Individuals with and without Androgenetic Alopecia. Microorganisms, 9(10), 2132. https://doi.org/10.3390/microorganisms9102132
Title : Scalp Microbiome and Sebum Composition in Japanese Male Individuals with and without Androgenetic Alopecia
1. 논문 선정 이유
- Scalp microbiome연구에 대해 알아보고자(분야가 분야인 만큼 찾아보기 힘듦)
- 추후 지질체 연구의 논문 작성에 도움이 되도록
- 키워드 : androgenetic alopecia; scalp; microbiome; sebum composition; Malassezia
2. 논문 요약
- Issue : The skin microbiome and sebum may be associated with inflammation-related diseases of the scalp
- contribution : 특정 지질과 미생물 간의 연관성
3. Introduction
- AGA이란? anagen이 짧아지고, telogen이 증가하는 것이며, 일란성쌍둥이연구에서 외부요인(마이크로바이옴)이 영향 미침 (scalp의 sebum은 사춘기에 증가, 35세 이후 감소)
- 미생물과 Scalp의 연관이란?
- Malassezia, Staphylococcus 증가 → 비듬 악화
- 친지질 C.acnes증가는 지질 분비 증가와 피부 방어벽 무너뜨림/ 이 세 놈은 지질 분해로 TG → glycerin and 유리지방산으로
- 지질과 미생물이 분포를 살펴보고, AGA에 대한 그들의 역할을 알아보자.
4. Method
- 마이크로바이옴
- bacteria : 16S rRNA/ v1-v3
- fungi : 28S rRNA/ D1-D2
- Sebum
- 샘플링 : 일단 가르마를 만들고 → 탈지 면으로 5x2면적 정도 움직이는 것을 5번 수행 → 냉동 보관
- 2:1 비율의 chloroform and methanol 6-mL를 탈지면에 첨가 + 질소가 채워진 시험관을 30분 동안 shaking → 용액을 -60도 에서 보관 및 아래 분석 진행
- Free Fatty Acid Analysis
- 시료 The Supelco 37 component FAME Mix와 GCMS(기체 크로마토그래피-질량분석)를 사용하였다.
- solid phase cartridge를 사용 → 유리산으로 분획화 (fractionated)
- methyl esterification이후 → each fatty acid (via GCMS) 분석 as its fatty acid methyl ester
- Saturated and branched-chain fatty acids, monounsaturated fatty acids, and polyunsaturated fatty acids were measured using mass spectrum base peaks
5. Result
[microbiome]
Figure 1
- Task : AGA의 나이에 따른 미생물 taxonomy composition
- Dataset : AGA(55) & bacteria and fingi
- axis : x) 각 나이에 따른 aga, y) taxa rel abundance (%)->5% abundance
Figure 2
- Task : comparision of alpha diversity with age group
- Dataset : AGA(55) vs HV(63) & bacteria and fingi
Figure 3
- Task : Malassezia의 colonization비교
- Dataset : AGA(55) vs HV(63) & Malassezia
- Methods : qPCR analysis
Figure 4
- Task : Malassezia 두 species의 상대적 분포도 비교
- Dataset : AGA(55) vs HV(63) & Malassezia sp
[Sebum]
Table1
- 각 7개의 지질을 AGA/ HV 그룹에서 상대적인 분포 관찰
Figure 5
- Task : heatmap
- Dataset : 각 지방과 genus, species의 상관관계
- value : 상관계수 R
- ffa는 DG와 TG가 분해된 결과물임으로 각기 음의 상관관계를 가짐
6. Discussion
- Result 요약
- Cutibacterium and Staphylococcus and a decreased abundance of Corynebacterium in the AGA group → 불균형이 염증 유발
- 기존 연구
- 정 반대의 결과 : 아마 인종적차이 때문에 반대의 결과가 나왔지만, 공통점은 관련 Species의 불균형.
- C.acnes 가 가수분해해서 생성된 short-chain fatty acids는 항상성에 중요 ↔ porphyrins 은 염증사이토카인 증가
- 광활성화된 porphyrins 이 모당 염증에 중요하다는 기존 연구 결과는 특정 지질의 존재는 중요하다는 것을 밝힘
- lipophilic Malassezia 이 병변부위일수록 상대적 분포 증가( twofold higher ) & root 부위에 많다는 기존 연구⇒ root에 직접적인 영향을 미칠 것이다.
- 즉, 왜 AGA와 Control에서 지질의 성분이 왜 다른지 보여준다.
- aga에서 almitic acid, a saturated fatty acid, in the sebum free fatty acids 증가 → Malassezia에 의한 것으로 보인다
- => sebum 은 많은 영향을 받지만 미생물도 어쩌면 연관이 있을지도 모른다 → 추가 연구 필요하다
