皮肤是最大的人体器官
皮肤是人体中最大的器官，约占体重的16%。皮肤由真皮和表皮构成：表皮是皮肤的外层，由角质层、透明层、颗粒层、棘状层和生发层从外到内组成，生发层的细胞不断分裂并角质化，来补充脱落的角质层；真皮由结缔组织组成，由乳头层和网状层从外到内组成，包含丰富的机械感受器、毛囊、汗腺、皮脂腺、淋巴管和血管；表皮和真皮之间有一层薄薄的纤维层，控制表皮和真皮间的细胞分子交换。

皮肤的功能
皮肤的功能十分重要。皮肤可以保护身体内的组织和器官，阻止病原体入侵；可以控制蒸发、维持体内水分；可以防止外界水分渗入；可以储存水分和合成维生素D；可以吸收药物；可以排泄代谢废物、调节体温；它还是我们感知外界刺激的重要器官。

关键词：皮肤代谢组学；疾病诊断；个性化皮肤护理

皮肤中的代谢小分子
皮肤不只是简单的“几层细胞”，皮肤组织中保留了许多种可检测到的小分子化合物。

角质层：在角质层死亡扁平角质细胞间分布着由多种小分子化合物构成的脂质基质，其中最丰富的成分是神经酰胺（ Ceramide, Cer ） 、胆固醇（Cholesterol, Chol）和游离脂肪酸（Fatty Acid,FA）；其余成分还包括甘油三酯（Triglyceride,TAG）、甘油二酯（Diglyceride, DAG）、胆固醇酯（Cholesterol Esters, CE）。角质层中还有一些蛋白质分解产物及皮脂、汗液来源的代谢物。

皮脂：主要由皮脂腺分泌，是一个复杂的多种脂质的集合，包括蜡脂、甘油三酸脂、游离脂肪酸，还混有上皮细胞代谢后产生的磷脂和胆固醇脂等。汗液: 汗液的成分比想象中要复杂一些，由98-99%的水分和1-2%的电解质、无机盐、氨基酸和游离脂肪酸等组分构成。汗液由皮肤中的汗腺分泌，汗腺主要有两种，外泌汗腺和顶泌汗腺，这两种类型的汗腺分泌的汗液成分也有所差异。外泌汗腺又称小汗腺，遍布于几乎所有的皮肤，其分泌物的主要成分为碳酸氢盐、钾和氯化钠，以及其他微量成分（如葡萄糖、丙酮酸、乳酸、细胞因子、免疫球蛋白、抗菌肽等）；顶泌汗腺又叫大汗腺，主要分布在腋下、乳晕等位置，由分泌腺细胞通过细胞膜出芽来释放分泌物，含有较多的脂质、蛋白质和固醇等物质。外源物质: 在皮肤中还可以检测到一些外源性物质，如涂抹式的药物、化妆品等。除了遗传因素，皮肤的各种生理生化功能与其组成结构息息相关，我们可以通过分析皮肤成分来评估皮肤功能以追求改善。

了解皮肤代谢组学
皮肤代谢组学即是利用代谢组学的方法对皮肤中所有的小分子化合物（包括内源代谢产物和皮肤吸收的外源小分子化合物）进行采集、检测和量化分析，以研究它们与疾病、治疗、健康保健、皮肤护理之间的关系。

01 皮肤代谢组与疾病

皮肤中保留的许多代谢小分子都与机体的代谢过程有关，利用代谢组学技术可以将它们与疾病关联起来。近期报道的多个研究结果显示皮肤中代谢物的改变可以提示疾病的发生或生理状态的改变，并展示了皮肤代谢组学在疾病诊断、健康评估和监测中的应用潜力。

帕金森：研究人员发现与健康人相比，帕金森疾病患者皮肤皮脂中的某些挥发性有机物（VolatileOrganic Compounds, VOC）水平发生了改变（马尿酸、紫苏醛和二十烷等），使帕金森患者具有独特的“气味“，这些“气味物质”有可能成为帕金森疾病早期诊断的新兴标志物。目前这种“气味”标志物已经在实验室被合成出来，并将通过三个临床实验阶段进行人群队列的研究和验证。

皮肤病和系统性疾病：对皮肤脂质组学的分析发现脂质组成的改变与皮肤病或系统性疾病有关，如特异性皮炎、遗传性鱼鳞病、一种罕见皮肤病纳瑟顿综合症（Netherton Syndrome）和精神分裂症。

汗液中的疾病检测：汗液中还存在指示囊性纤维病和肺癌的生物标志物。此外，尿毒症患者的汗液中含有高浓度的尿素，也可以成为晚期肾病的指示物。

血糖监测：作为一种非侵入式、无创的检测方法，利用皮肤细胞外液进行实时血糖监测也是一个具有潜力的新方向。

外源分子：在皮肤中还可以检测到一些外源性物质，如涂抹式的药物、化妆品成分等。无创或非侵入式检测方法是未来疾病诊断和预测的发展趋势。皮肤代谢组检测能够提供一种无创、方便、快捷的检测方法，随着对皮肤生理和皮肤中小分子代谢物研究的逐步深入，无创的皮肤小分子代谢物检测有望成为继血液、尿液、粪便、组织检测后另外一种可选的、非侵入式的临床疾病诊断和健康评估的方式。

02 皮肤代谢组与个性化皮肤护理

在表皮涂抹药物来治疗疾病或是使用护肤品来改善肤质都是我们司空见惯的，我们期待有效成分能渗透皮肤，被身体吸收、利用。代谢组学技术可以帮助我们加深度对皮肤生理机制的理解，说明外源物质参与皮肤代谢的途径、影响皮肤吸收的内外因素等，帮助我们研发经皮吸收的特效新药、皮肤护理品或进行化妆品安全性评估。

皮肤的昼夜节律：借助代谢组学技术深入理解皮肤生理机制个体化差异的一个案例是雅诗兰黛公司（The Estée Lauder Companies Inc. ） Nadine Pernodet博士率领的团队对皮肤昼夜节律的研究。她通过对比20-25岁年龄阶段健康的皮肤和60岁老人的皮肤的代谢组发现，年轻的、健康的皮肤有明显的昼夜节律，早晚的代谢物分布完全不同，夜晚皮肤主要在修复白天由于阳光照射和外界环境污染造成的皮肤损伤，但年老的皮肤逐渐失去这种自然节奏，皮肤的损伤开始积累，视觉上的皮肤衰老逐渐明显。研究结果帮助产品开发人员进一步开发出更加符合皮肤生理规律的“人性化”皮肤护理产品。此外，对求美者而言，皮肤老化、皱纹、痤疮、过敏、泛红、干燥等都是十分关键的问题。如果能找出定义这些问题的皮肤代谢组特征，对于美容产品开发厂商优化产品线或是个人消费者进行有针对性地个性化护理都很有意义。

03 皮肤代谢组样本采集

研究者可以根据具体研究对象的差异，通过非侵入式和侵入式的样本采集方法获取用于皮肤代谢组研究的生物样本。由于前者更加便捷和“无伤害”，多个利用皮肤代谢组研究疾病诊断的研究（如上文描述）都采用了非侵入性的样本采集方式。非侵入性的样本采集主要有三个采样方向：角质层、皮脂和汗液。角质层可由高分子聚合物贴片粘贴采集，如D-Squame®；皮脂可使用亲脂薄膜吸收采集，如Sebutape®；汗液则有汗液采集器，如Macroduct® 。侵入性的检样本采集方法则为组织活检和皮肤发疱（Suction Blistering）。

参考文献：略

脉图的皮肤代谢组自主研发项目

脉图利用自有高分辨和高精度质谱技术平台和长期累积的代谢组学技术开发和应用的实践经验，正在开展相关的科研项目。我们希望借助代谢组学检测分析技术加深对皮肤生理代谢分子机制的理解，建立基于皮肤代谢特征的皮肤分类，发现与疾病发生高度相关的特异性生物标志物，并进一步将研究成果转化为临床诊断、健康评估、个性化皮肤护理，新品开发和产品改良等现实应用领域。我们已经完成首批数据的采集工作，正在进行数据的整理分析。请持续关注我们。

脉图的优势

脉图拥有LC-Orbitrap-MS和GC-TOF-MS两种高分辨质谱检测平台与世界级的代谢物标准品数据库，可以更快、更精确和更全面地鉴定样品中的代谢物。我们独家研发、整合分析不同质控数据的算法，可以最大程度反映出样品的生物性、降低检测噪音，从一份样品中检测 >5000 具有高度可比性的代谢信息。