膳食过敏原促进亚临床致敏小鼠中性别特异性的白细胞运输并改变脑免疫细胞群

Dietary allergen promotes sex-specific leukocyte trafficking and alters the brain immune cell populations in subclinically sensitized mice

作者信息Dilini Vimarshani Ekanayake Ekanayake Mudiyanselage, Geetika Verma, Kumi Nagamoto-Combs
PMID42070703
发布时间2026-08
DOI10.1016/j.bbi.2026.106793

实验完整度

包含行为学测试、流式细胞术、免疫荧光/免疫组化、ELISA和过继转移等多种证据层级,并进行了功能验证(行为)和机制验证(CXCR5/CXCL13)。

主要模型

亚临床牛奶过敏小鼠模型(BLG致敏的C57BL/6J小鼠) 过继转移小鼠模型

重点核对

BLG致敏剂量:1 mg BLG,每周一次,共5周 过敏原暴露饮食:含乳清蛋白饮食2周 行为学测试:埋珠实验(15分钟)和新物体识别实验 流式细胞术分析脑内CD45+细胞及其趋化因子受体表达

摘要

膳食过敏原可影响一些致敏个体的情绪和认知,而不会引发立即或严重的身体反应。然而,如果这些“亚临床致敏”的过敏原耐受个体继续食用致敏原,他们可能面临更大的慢性外周炎症风险,这种炎症通过神经炎症影响脑功能和行为。为了阐明摄入的过敏原引起的免疫反应如何与中枢神经系统(CNS)通讯的潜在机制,我们研究了在我们的亚临床牛奶过敏(CMA)小鼠模型中白细胞在脑中的积累以及外周白细胞向CNS的运输。雄性和雌性C57BL/6J小鼠被致敏于牛β-乳球蛋白(BLG,Bos d 5)或仅致敏于载体,随后给予含有过敏原的饮食2周。通过一系列行为测试评估小鼠的活动和认知功能,并通过流式细胞术和免疫荧光测定脑中白细胞的数量和表型。CXCR5+白细胞频率在BLG致敏的雄性小鼠中在摄入过敏原后显著升高。免疫染色显示,CXCR5+细胞的增加在背内侧额顶叶皮质区域最为明显,该区域观察到CMA相关的小胶质细胞增生。然而,这些细胞中的大多数是神经元,而CXCR5+外周白细胞主要积累在硬脑膜的嘴侧-鼻周枢纽区域。这些结果表明,亚临床致敏个体摄入过敏原会促使CXCR5介导的白细胞趋化至硬脑膜,并改变皮质神经元表型,为外周触发的神经炎症提供了一种潜在机制。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
亚临床致敏个体摄入膳食过敏原后,外周免疫反应如何与中枢神经系统通讯,以及是否涉及外周白细胞的迁移和特定趋化因子机制。
核心机制
BLG致敏的雄性小鼠在摄入过敏原后,通过CXCR5介导的趋化作用,外周白细胞(包括T和B淋巴细胞)优先迁移至硬脑膜嘴侧-鼻周枢纽区域,同时皮质区域CXCL13水平升高,并伴有小胶质细胞增生和神经元CXCR5表达改变。
主要证据
流式细胞术显示BLG致敏雄性小鼠脑中CD45+CXCR5+细胞频率显著升高;免疫组化显示背内侧额顶叶皮层小胶质细胞增多;ELISA显示额叶皮质CXCL13水平约升高2倍;过继转移实验显示BLG致敏供体来源的细胞在受体硬脑膜聚集且多数为CXCR5阳性。
研究意义
研究结果表明膳食过敏原可触发性别特异性免疫反应,导致神经炎症和行为改变,为理解亚临床食物过敏相关的神经精神障碍机制提供了潜在方向,并可能有助于识别受过敏原诱导的神经行为变化影响的患者。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

亚临床牛奶过敏小鼠模型的建立与验证

建立BLG致敏的小鼠模型,并确认其处于亚临床致敏状态(无急性过敏反应但产生BLG特异性IgE)。

对雄性和雌性C57BL/6J小鼠进行每周一次、共5周的BLG或载体(含霍乱毒素)腹腔致敏,之后给予含乳清蛋白饮食2周。通过体重监测和行为观察确认无急性过敏反应,通过ELISA检测血浆BLG特异性IgE确认致敏成功。

2

行为学表型评估

评估过敏原摄入对小鼠先天活动和认知功能的影响。

通过埋珠实验评估动物的挖掘行为,通过新物体识别实验评估短期记忆。

3

脑组织免疫细胞分析

确定过敏原摄入后脑内免疫细胞数量和表型的变化。

使用流式细胞术对全脑单细胞悬液进行分析,识别CD45+细胞、小胶质细胞、巨噬细胞和淋巴细胞,并检测其表面趋化因子受体(CCR2、CCR7、CCR9、CXCR3、CXCR4、CXCR5)的表达。

4

脑组织免疫组化/免疫荧光分析

确定特定脑区域中免疫细胞和神经元的变化及其空间分布。

通过免疫荧光染色检测脑切片中Iba1(小胶质细胞)、CXCR5、CD3、CD19和MAP2(神经元)的表达,并量化特定区域的阳性细胞数量。

5

ELISA检测皮质区域CXCL13水平

验证BLG致敏雄性小鼠前额叶皮质中CXCL13(CXCR5的配体)的升高。

使用ELISA定量检测微分离的前额叶皮质组织裂解液中的CXCL13蛋白水平。

6

过继转移实验验证白细胞迁移

追踪外周活化的白细胞在体内的迁移路径和最终中枢目的地。

从致敏供体小鼠分离脾细胞,用荧光染料标记后静脉注射入受体小鼠,随后通过流式细胞术和荧光显微镜检测受体脑和硬脑膜中标记细胞的存在和分布。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
C57BL/6J小鼠Jackson Laboratories--
β-乳球蛋白----
霍乱毒素List Biologicals--
纯化水----
无乳清蛋白对照啮齿动物饲料Envigo Corporation--
含乳清蛋白啮齿动物饲料Envigo Corporation--
Microvette EDTA涂层采血管Sarstedt Inc.--
抗小鼠IgE抗体----
亲和素-辣根过氧化物酶ThermoFisher Scientific--
抗小鼠CD45抗体(BV711)Biolegend103147
抗小鼠CD19抗体(BV785)Biolegend115543
抗小鼠CD3抗体(APC/Cyanine7)Biolegend100221
抗小鼠CD11b抗体(PE/Dazzle594)Biolegend101255
抗小鼠CD192(CCR2)抗体(FITC)Biolegend150607
抗小鼠CD197(CCR7)抗体(PE)Biolegend120105
抗小鼠CD199(CCR9)抗体(PE/Cyanine7)Biolegend128711
抗小鼠CD183(CXCR3)抗体(PerCp/Cyanine5.5)Biolegend126514
抗小鼠CD184(CXCR4)抗体(BV421)Biolegend146511
抗小鼠CD185(CXCR5)抗体(APC)Biolegend145505
细胞活力染料TONBO biosciences13-0870-T100
兔抗小鼠Iba1抗体FUJIFILM Wako Chemicals USA--
兔抗小鼠CXCR5抗体ThermoFisher Scientific--
大鼠抗小鼠CD45抗体BioLegend--
大鼠抗小鼠CD3抗体BioLegend--
大鼠抗小鼠CD19抗体ThermoFisher Scientific--
Alexa Fluor 647偶联小鼠抗微管相关蛋白2(MAP2)抗体BioLegend--
Mouse-on-Mouse M.O.M试剂Vector LaboratoriesMKB-2213-1
FITC偶联山羊抗大鼠IgGSanta Cruz Biotechnologies--
Cy3偶联驴抗兔IgGJackson ImmunoResearch Labs--
Alexa Fluor 647偶联山羊抗小鼠IgGThermoFisher--
VECTASHIELD®含DAPI抗淬灭封片剂Vector Laboratories--
生物素化兔抗大鼠IgG抗体Vector LaboratoriesBA-4001-0.5
Vectastain Elite ABC-HRP试剂盒Vector Laboratories--
VIP过氧化物酶底物试剂盒Vector Laboratories--
Histo-ClearNational Diagnostics--
Permount封片剂ThermoFisher--
细胞追踪红色染料试剂盒Abcam Inc.AB269446
红细胞裂解液BioLegend--
gentleMACS™ Octo解离器(带加热器)Miltenyi Biotec--
BD FACSymphony A3流式细胞仪BD Biosciences--
Keyence BZ-X800荧光显微镜Keyence Corp--
Countess 3自动活细胞计数器ThermoFisher--
有机玻璃实验箱San Diego Instruments--
ANY-maze软件Stoelting Co.--
GraphPad PrismGraphPad Software--
ImageJ软件----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物饲养与致敏
小鼠品系、年龄、性别、样本量、饲养环境、致敏剂(BLG)剂量、佐剂(霍乱毒素)剂量、致敏次数、致敏途径、缓冲液类型、禁食时间
阅读提示:阅读Materials and Methods 2.1 (Animals) 和2.2 (Sensitization and allergen exposure)
饮食暴露
对照饮食(CTL)和含过敏原饮食(WP)的具体配方、暴露持续时间(2周)、开始时间
阅读提示:阅读Materials and Methods 2.2 和Figure 1A
行为学测试
埋珠实验中弹珠数量、尺寸、垫料深度、测试时长、埋藏判定标准;新物体识别实验中物体尺寸、熟悉与测试时间间隔、测试时长、辨别指数计算公式
阅读提示:阅读Materials and Methods 2.3 (Behavioral assessments)
血液采集与IgE检测
采血时间点、采血方式、血浆制备条件、BLG特异性IgE ELISA的具体操作流程和检测波长
阅读提示:阅读Materials and Methods 2.4 和Figure 1C
流式细胞术
全脑单细胞制备方法、抗体面板(具体荧光素、克隆、用量)、流式细胞仪型号、数据分析软件、门控策略
阅读提示:阅读Materials and Methods 2.5 和Table 1
免疫组织化学/免疫荧光
组织固定、冷冻切片厚度、抗体浓度、封闭液、显色方法、图像采集和定量方法
阅读提示:阅读Materials and Methods 2.6
过继转移实验
供体小鼠处理、脾细胞分离和标记方法、注射细胞数量和途径、受体小鼠处理、检测时间点和检测方法
阅读提示:阅读Materials and Methods 2.7 和Figure 11A
统计分析
统计软件、方差分析方法、多重比较校正方法、显著性水平
阅读提示:阅读Materials and Methods 2.8