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虾制品致敏性诱发豚鼠相关细胞因子及Th1/Th2细胞平衡的变化

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-07-09
核心提示:食物过敏是机体免疫系统对机体摄入的食物产生的、由免疫介导的不良反应,又称为食物超敏反应。多数食物过敏是由免疫球蛋白(Ig)E介导的I型过敏反应,主要包括致敏阶段和效应阶段。
   食物过敏是机体免疫系统对机体摄入的食物产生的、由免疫介导的不良反应,又称为食物超敏反应。多数食物过敏是由免疫球蛋白(Ig)E介导的I型过敏反应,主要包括致敏阶段和效应阶段。含有抗原决定簇的已降解的多肽片段与主要组织相容性复合物II(MHC-II)类分子结合,然后表达于细胞表面被未经修饰的 CD4+T细胞识别,有效地激活幼稚 CD4+T细胞增殖分化成辅助性T(Th)细胞亚群,Th细胞可分成Th1或Th2两大类。Th2细胞分泌的白细胞介素(IL)-4、IL-5、IL-6、IL-10等细胞因子诱导B细胞类别转换以及分泌过敏原特异性IgE,特异性IgE可与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面高亲和力受体FcεRI结合,成为致敏肥大细胞和嗜碱性粒细胞,致使机体处于致敏状态。同时Th1细胞分泌的IL-2、干扰素-γ(IFN-γ)也可以促进B细胞增殖分化。IL-3和IL-4可以协同刺激肥大细胞的增殖。虾制品主要包括虾仁、虾肉及其制品、虾蛋白等,除了加工研究外,对海虾过敏原及其致敏性研究较多,但对其致敏性消减前后相关细胞因子的变化研究较少。
 
  来自天津商业大学生物技术与食品科学学院、天津市食品生物技术重点实验室的胡志和、王星璇、王丽娟和吴子健等人采用超高压酶法消减致敏性,以致敏性消减程度不同的南美白对虾的虾仁、虾肉和虾蛋白为原料,以豚鼠为受试动物,建立食物过敏模型。检测过敏豚鼠血清中IgE、HIS和相关细胞因子(IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IL-10、IFN-γ、肿瘤坏死因子-α(TNF-α))的变化情况,观察细胞因子与食物过敏的相关性,并推断食物过敏对Th细胞平衡的影响。
 
  1、虾制品致敏性引发豚鼠血清中IgE变化
 
  阴性对照组血清中IgE 的含量为(2.639±0.154)U/mL,阳性对照组血清中IgE的含量为(9.314±0.120)U/mL。因此,虾蛋白引起的过敏反应能够引发IgE分泌量的增加。另外,用未处理的虾蛋白致敏不激发,豚鼠血清中IgE的含量为(4.781±0.230)U/mL,说明初次致敏也会使血液中IgE的分泌量显着增加。阳性对照组与样品组血清中IgE的含量均有显着性差异(P<0.05)。高压结合酶处理后的虾蛋白组与阴性对照组血清中IgE含量无显着性差异(P>0.05)。而高压结合酶处理后的虾仁组、高压结合酶处理后的虾肉组与阴性对照组存在显着差异(P<0.05);与阳性对照未激发组IgE含量无显着性差异(P>0.05)。因此,高压结合酶处理后的虾仁、虾肉、虾蛋白致敏性均得到了有效改善,其中高压结合酶处理后的虾蛋白致敏性消减效果要优于虾仁及虾肉组。另外,比较组5~7的结果也可发现,处理的样品基质环境(溶解的虾蛋白、虾肉、整体虾仁)对致敏性消减效果存在影响;处理样品组与组4的结果相比,说明致敏性虽然不能完全消减,但能够达到或优于初次致敏的水平。
 
  2、虾制品的致敏性引发豚鼠血清中HIS的变化
 
  阴性对照组HIS的质量浓度为(7.153±0.804)μg/mL,阳性对照组HIS的质量浓度为(33.097±1.513)μg/mL。因此,虾蛋白引发的食物过敏会导致更多的HIS释放。另外,用未处理的虾蛋白致敏不激发,豚鼠血清中HIS质量浓度为(18.014±1.055)μg/mL,说明初次致敏也会使得血清中HIS质量浓度发生显着性变化。阳性对照组与样品组血清中HIS质量浓度均有显着性差异(P<0.05);阴性对照组与样品组血清中HIS质量浓度均有显着性差异(P<0.05);高压结合酶处理后的虾蛋白、高压结合酶处理后的虾肉和虾仁与阳性对照未激发组血清中HIS质量浓度无显着性差异。
 
  3、虾制品的致敏性引发豚鼠血清中相关细胞因子变化
 
  3.1 IL-1的变化
 
  阴性对照组IL-1质量浓度为(4.074±0.383)ng/L,阳性对照组IL-1质量浓度为(21.147±0.339)ng/L,表明过敏原可以刺激豚鼠体内IL-1的合成与分泌。高压结合酶处理后的虾蛋白、虾肉、虾仁与阳性对照组血清中IL-1质量浓度均有显着性差异(P<0.05);其变化趋势与3 种制品致敏性消减的趋势(处理后虾蛋白、虾肉、虾仁的致敏性消减率分别为97.04%、95.00%、94.50%)一致,致敏性消减率越高,IL-1分泌越少;同时,该结果与血清中IgE和HIS水平的变化趋势相同。因此,IL-1与食物过敏具有相关性。
 
  3.2 IL-2的变化
 
  阴性对照组I L - 2 质量浓度为(8.829±0.564)ng/L,阳性对照组IL-2质量浓度为(16.029±0.671)ng/L。因此,过敏原可以刺激豚鼠体内IL-2的合成与分泌。高压结合酶处理后的虾蛋白、虾肉、虾仁与阳性对照组血清中IL-2质量浓度均有显着性差异(P<0.05);处理后的虾蛋白、虾肉与阴性对照组无显着差异(P>0.05)。因此,过敏原致敏性消减率越高,豚鼠体内IL-2质量浓度越低;各样品组血清中IL-2的变化趋势与血清中IgE和HIS水平的变化趋势基本一致。因此,IL-2与食物过敏具有相关性。
 
  3.3 IL-3的变化
 
  阴性对照组IL-3质量浓度为(36.502±0.687)ng/L,阳性对照组IL-3质量浓度为(63.305±0.635)ng/L。阳性对照组IL-3质量浓度与其他组均有显着性差异(P<0.05),表明过敏原可以刺激豚鼠体内IL-3的合成与分泌;高压结合酶处理后虾蛋白与阴性对照组、阴性对照未激发组、阳性对照未激发组血清中IL-3质量浓度无显着性差异(P>0.05);高压结合酶处理后的虾肉、虾仁组血清中IL-3质量浓度无显着性差异(P>0.05),但与阴性对照组存在显着差异(P<0.05)。该结果与ELISA检测的结果虽然存在差异,但趋势是一致的,即过敏原消减效果越好,IL-3的分泌量越少。另外,各样品组的血清中IL-3变化趋势与血清中IgE和HIS水平的变化趋势相同。因此,IL-3与食物过敏具有相关性。
 
  3.4 IL-4的变化
 
  阴性对照组IL-4 质量浓度为(35.996±1.451)ng/L,阳性对照组IL-4质量浓度为(64.692±2.327)ng/L,二者存在显着差异(P<0.05)。因此,过敏原可以刺激豚鼠体内IL-4的合成与分泌,致敏性越高,IL-4质量浓度增加越多。高压结合酶处理后的虾蛋白、虾肉、虾仁激发的豚鼠血清与阳性对照组血清中IL-4质量浓度均有显着性差异(P<0.05),表明高压结合酶处理虾仁、虾肉和虾蛋白能够较好地消减其致敏性;但3 组样品激发的豚鼠血清中IL-4的分泌量无显着差异,该结果与虾致敏性消减(ELISA检测)的结果一致。因此,IL-4与食物过敏具有相关性。
 
  3.5 IL-6的变化
 
  阴性对照组IL-6质量浓度为(35.214±0.467)ng/L,阳性对照组IL-6质量浓度为(43.664±0.933)ng/L。阴性对照组、高压结合酶处理后虾蛋白、虾肉、虾仁组的IL-6质量浓度无显着性差异(P>0.05),与阳性对照组血清中IL-6质量浓度差异显着(P<0.05)。因此,过敏原可以刺激豚鼠体内IL-6的合成与分泌,高压结合酶处理后的虾仁及其制品致敏性得到消减,该结果与虾致敏性消减(ELISA检测)的结果一致。因此,IL-6与食物过敏具有相关性。
 
  3.6 IL-10的变化
 
  阴性对照组IL-10质量浓度为(258.681±1.841)ng /L,阳性对照组IL-10质量浓度为(209.072±2.175)ng/L,两组存在显着性差异(P<0.05)。阴性对照组、阴性对照未激发组、阳性对照未激发组、高压结合酶处理后虾蛋白组IL-10质量浓度无显着性差异(P>0.05),高压结合酶处理后的虾肉及虾仁与阳性对照组血清中IL-10无显着性差异(P>0.05),该结果表明过敏原可抑制豚鼠体内IL-10的合成与分泌。因此,IL-10与食物过敏具有相关性。
 
  3.7 IFN-γ的变化
 
  各组豚鼠血清中IFN-γ质量浓度无显着性差异(P>0.05)。阴性对照组IFN-γ质量浓度为(38.461±1.173)ng/L,阳性对照组IFN-γ质量浓度为(36.027±1.408)ng/L。IFN-γ是Th1细胞具有代表性的细胞因子。IL-4质量浓度明显升高,表明Th0细胞主要向Th2细胞分化,Th1细胞量减少。但NK细胞也可以产生IFN-γ,而IL-2、TNF-α等细胞因子都可以上调NK细胞分化并促进其活化,因此使得IFN-γ质量浓度维持在一个稳定的水平,未发生明显的降低。
 
  3.8 TNF-α的变化
 
  阳性对照组与其他组血清中TNF-α质量浓度均有显着性差异(P<0.05),其他各组血清中TNF-α质量浓度无显着性差异(P>0.05)。该结果表明,高压结合酶处理后的虾仁及制品其致敏性的消减有显着效果。因此,TNF-α与食物过敏具有相关性。
 
  4、IFN-γ/IL-4的比值变化
 
  阴性对照组IFN-γ/IL-4为1.069±0.012,阳性对照组IFN-γ/IL-4为0.557±0.046,二者存在显着性差异(P<0.05)。随着虾过敏原的消减(组5样品致敏性消减率为97.04%、组6样品致敏性消减率为95.00%、组7样品致敏性消减率为94.50%),各样品组血清中IFN-γ/IL-4也呈现规律性变化,且与阳性对照组呈现显着性差异(P<0.05)。该结果表明,食物过敏反应是以Th2型淋巴细胞占优势的过敏性疾病,食物过敏豚鼠的Th1/Th2细胞平衡向Th2细胞偏移。
 
  结 论
 
  用未处理的虾蛋白致敏豚鼠,用致敏性消减程度不同的虾制品(虾蛋白、虾肉、虾仁)提取的蛋白激发,消减致敏性的虾蛋白、虾肉和虾仁提取蛋白激发后豚鼠血清中IgE含量分别为(3.905±0.120)、(4.813±0.188)、(5.199±0.327)U/mL,HIS质量浓度分别为(16.437±1.120)、(19.656±1.080)、(21.071±1.732)μg/mL,激发后血清中IgE和HIS质量浓度变化与致敏性程度呈正相关,致敏性越低,血清中IgE和HIS质量浓度越低。过敏豚鼠血清中IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、TNF-α质量浓度的变化与虾制品致敏程度呈正相关;同时,与IgE和HIS质量浓度变化规律具有一致性;血清中IL-10质量浓度变化与致敏性程度呈负相关;因此,这些细胞因子与食物过敏具有很好的相关性。过敏血清中IFN-γ没有呈现规律性变化,但IFN-γ/IL-4随着致敏性的增强而减小。因此,推测虾制品激发过敏豚鼠的Th1/Th2细胞平衡向Th2细胞偏移。
 
 
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