摘要
原肌球蛋白作为一类泛变应原,在海鲜等食物过敏原和尘螨等吸入性过敏原中广泛存在,并已被确认为尘螨-食物过敏综合征的主要诱因。鉴于海鲜过敏、尘螨过敏及其交叉过敏的高发性,以及目前缺乏针对性的有效防治手段,迫切需要深入研究原肌球蛋白致敏机理以开发新的防治策略。此外,近年来的糖生物学研究揭示了唾液酸及唾液酸化在食物过敏中的潜在调控作用。唾液酸作为外源性食品成分,具有潜在的抗过敏作用;而作为内源性成分,免疫球蛋白E和免疫细胞表面的唾液酸化修饰参与调控过敏病理过程。进一步地,研究表明食物过敏会导致肠道屏障损伤,而肠道屏障完整性与唾液酸化调节密切相关。因此,肠道唾液酸化调节可能在食物过敏中发挥重要作用。然而,其与食物过敏条件下肠道稳态破坏间的具体关系尚不明确。基于以上背景,本研究通过抑制唾液酸化及外源补充唾液酸的方式,深入探讨唾液酸化在食物过敏介导的肠道屏障损伤中的作用及其潜在调控机制,旨在加深对原肌球蛋白过敏病理过程的理解,并识别新的治疗靶点,为开发更有效的防治策略提供依据。具体研究内容及结果如下: (1)虾原肌球蛋白过敏引发小鼠空肠糖组和细胞外基质重塑。基于过敏症状评分、特异性抗体及细胞因子水平等指标,判定虾原肌球蛋白过敏小鼠模型构建成功。利用完整N-糖肽技术对其主要损伤部位——空肠组织中的糖基化蛋白调控变化进行分析。累计鉴定到对应于399个蛋白的655个独特糖基化位点上的2,283条糖基化肽段。通过定量差异表达和功能富集分析发现,差异表达糖蛋白主要参与细胞外基质-受体相互作用和焦点黏附等信号通路的调节,提示糖基化调控在虾原肌球蛋白过敏的病理过程中发挥了重要作用,并且食物过敏介导的肠道损伤与肠道细胞外基质重塑紧密相关。 (2)虾原肌球蛋白过敏导致小鼠十二指肠和空肠严重损伤,伴随唾液酸化水平下调。基于虾原肌球蛋白过敏小鼠模型,通过组织病理分析和肠道紧密连接蛋白表达水平等指标,证实原肌球蛋白致敏会导致小鼠十二指肠到结肠程度依次减轻的肠道损伤。进一步通过阿利新蓝-过碘酸雪夫染色、凝集素斑点免疫印迹和酶联免疫吸附等实验,发现过敏小鼠严重受损的十二指肠和空肠中唾液酸化水平显著下降。此外,不同肠道组织中唾液酸化水平变化与相关唾液酸糖基转移酶的转录水平变化具有一致性。由此推测,唾液酸化在食物过敏条件下可能参与机体的自我修复机制,其缺失可能导致过敏反应的加剧。 (3)唾液酸化缺失加重虾原肌球蛋白过敏反应。利用唾液酸糖基转移酶抑制剂3Fax-PeracetylNeu5Ac处理细胞或小鼠模型,模拟致敏导致的唾液酸化缺失状态。结果表明,唾液酸化水平降低导致过敏反应加重,包括促进CMT93细胞分泌更高水平的促炎因子,CMT93单层细胞模型通透性的增加以及DC2.4细胞转化为倾向于诱导辅助型T细胞2(Thelpercell2,Th2)的亚型。此外,唾液酸化的阻断导致原肌球蛋白过敏小鼠出现典型的腹泻和过敏症状、特异性抗体水平显著升高、Th反应向Th2型偏移、肠道屏障破坏及肠道菌群严重紊乱等现象,甚至还导致部分小鼠的死亡,说明唾液酸化在虾原肌球蛋白致敏介导的肠道损伤中发挥重要保护作用。 (4)外源补充唾液酸能有效缓解虾原肌球蛋白过敏及其介导引发的肠道损伤。采用不同剂量和来源的唾液酸干预虾原肌球蛋白过敏小鼠,能够有效恢复过敏小鼠空肠中唾液酸化水平的降低,并缓解小鼠过敏症状,包括过敏症状评分、特异性抗体及Th2型细胞因子水平的降低。此外,外源唾液酸干预可以抑制致敏导致的肠道菌群中厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidota)比值的升高,促进簇毛菌科(Lachnospiraceae)等益生菌的定植以及短链脂肪酸水平的增加,可能与肠道屏障的修复及过敏症状的缓解有关。 本研究从肠道糖生物学的角度探究原肌球蛋白的致敏机制,为精准靶向调控肠道糖基化和细胞外基质重塑治疗食物过敏奠定了必要的理论基础。同时,本研究深入探究唾液酸化在虾原肌球蛋白致敏介导的肠道屏障损伤中的调节作用及机制,结果表明原肌球蛋白致敏会导致小鼠小肠上端唾液酸化水平的降低,继而加重过敏反应。进一步的研究发现,外源补充唾液酸可以有效地缓解虾原肌球蛋白过敏小鼠的过敏症状,表明唾液酸化可能是未来食物过敏防治的有效靶点。