摘要
背景 过敏性疾病是21世纪重点研究和防治的疾病之一，已成为全球性健康问题。常见的过敏性疾病包括过敏性鼻炎、支气管哮喘、荨麻疹等。肥大细胞是过敏性疾病的主要效应细胞，其数量或活化异常与过敏性疾病的发生发展密切相关。随着对过敏性疾病的研究逐渐深入，过敏性疾病的病因、发病机制、自然发展过程等已取得较大进展，然而诸多问题，例如过敏性疾病的病理机制、诊疗策略等仍有待进一步探究。 目的 1.第一部分:活细胞水平检测肥大细胞活化后乳酸代谢的动态变化。 2.第二部分:基因表达水平探索慢性自发性荨麻疹(Chronic spontaneous urticaria,CSU)发作的分子病理机制和细胞病理机制，并进一步筛选验证组织浸润的肥大细胞相关差异表达基因。 3.第三部分:蛋白质水平探索季节性过敏性鼻炎(Seasonal allergic rhinitis,SAR)发作期蛋白质表达特征和新型益生菌产品对SAR的缓解作用及潜在治疗靶点。 方法 1.第一部分:首先构建表达高性能乳酸荧光探针的肥大细胞并检测其生物学功能，然后检测不同来源、不同激活途径介导肥大细胞活化后，细胞内乳酸代谢的动态变化。 2.第二部分:检索CSU相关DNA微阵列数据，通过预处理、加权基因共表达网络分析、差异性分析和基因互作分析等方法探索CSU发作的分子病理机制，通过免疫浸润分析探索CSU发作的细胞病理机制，最后，转录水平验证活化状态的肥大细胞相关差异表达基因。 3.第三部分:首先进行了一项单中心、随机、双盲、安慰剂对照的临床试验，通过对SAR患者实施新型益生菌产品和安慰剂干预，评估新型益生菌产品对SAR的缓解作用。然后，通过蛋白质组学方法检测益生菌干预和安慰剂干预的SAR患者疾病发作前、后外周血单个核细胞的蛋白质表达谱，以探索SAR发作的可能机制以及益生菌治疗的潜在靶点。 结果 1.第一部分:活细胞水平检测肥大细胞活化后乳酸代谢变化的结果显示，免疫球蛋白E途径介导鼠源性肥大细胞RBL-2H3活化后，细胞内乳酸水平升高，提示糖酵解可能增强。Mas相关G蛋白偶联受体途径介导鼠源性肥大细胞RBL-2H3和人源性肥大细胞KU812活化后，细胞内乳酸水平无明显变化。 2.第二部分:生物信息学分析显示101个差异表达基因可能与CSU发作时皮肤组织病理改变有关。对差异表达基因进一步分析显示，炎症因子分泌及调节、免疫细胞间相互作用、糖代谢通路异常等可能是CSU发作的分子病理机制。免疫浸润分析显示病变的皮肤组织中肥大细胞、树突状细胞、嗜酸性粒细胞、中性粒细胞、单核细胞、记忆性T细胞、调节性T细胞、CD8+T细胞和浆细胞的比例显著改变，可能是CSU发作的细胞病理机制。免疫关联分析鉴定了 7个与组织浸润的肥大细胞相关的差异表达基因，包括CXCL2、MYC、EGR、SOCS3、CXCL1、IL-6和PTGS2,可能是CSU中肥大细胞的潜在致病基因。 3.第三部分:临床试验结果显示，新型益生菌产品显著降低了 SAR的临床症状评分，且该评分不受基线症状和临床用药干扰，提示新型益生菌产品可有效缓解SAR的临床症状。蛋白质组学分析鉴定出60个可能与SAR发作有关的蛋白质，富集分析提示SAR发作的可能机制包括炎症因子信号转导通路、细胞代谢（主要是糖代谢）、凝血系统级联激活、基因转录和翻译等。最小绝对收缩和选择算子回归分析提示GSTO1、ATP2A2、MCM7、PROS1和TRIM58可能是SAR的潜在生物标志物。两组患者的差异蛋白分析显示，不同干预手段导致HMGN2和HistoneH 1.2变化趋势相反，可能是益生菌治疗的潜在靶点。 结论 本研究首先在单细胞水平追踪了肥大细胞活化后细胞内乳酸代谢的动态变化，研究显示免疫途径介导的肥大细胞活化效应伴有细胞内乳酸水平升高，提示可能发生代谢重编程，为过敏性疾病的干预和治疗提供了理论基础。此外，研究基于CSU基因表达网络，探索了 CSU发作的分子病理机制和细胞病理机制，强调了炎症因子、糖代谢和免疫细胞在CSU中的关键作用，为CSU新型生物制剂研发、临床转化和代谢干预提供了理论依据。本研究还通过临床队列评估了新型益生菌产品对SAR的缓解作用，并基于蛋白质表达特征探索了益生菌治疗SAR的分子靶标以及SAR发作的可能机制。结果同样提示糖代谢，尤其是丙酮酸代谢和糖酵解可能在SAR发作过程中发挥关键作用。本研究不仅为益生菌治疗SAR提供了理论依据，同时为过敏性疾病的代谢干预提供了线索。
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