C57BL/6J小鼠中肥大细胞介导的食物过敏的情境依赖性调控

Context-dependent regulation of mast cell-mediated food allergy in C57BL/6J mice

作者信息Nicole Maldonado Perez, Saurav Ranjitkar, Nathan Jordan, Kelly J Gregory, Sallie S Schneider, Daniel F Dwyer, Clinton B Mathias
PMID42600898
发布时间2026-08-14
DOI10.1016/j.jaci.2026.07.023

实验完整度

高

包含体外细胞因子检测、体内小鼠模型(C57BL/6J、Mcpt5/DTA)、流式细胞术、组织学、基因表达和药理学抑制等多种独立证据层级,并进行了功能验证。

主要模型

C57BL/6J小鼠 Mcpt5-Cre/DTA小鼠 野生型同窝对照小鼠 BALB/c小鼠

重点核对

小鼠品系与性别年龄:C57BL/6J、Mcpt5-Cre/DTA、ROSA26、BALB/c,5-6周龄雌雄小鼠 致敏方案:第0天腹部胶带剥离6次并腹腔注射100 μg OVA+1 mg明矾,第7天第二次致敏,第19天再次胶带剥离 激发剂量与频率:经口灌胃50、100、200、300或500 mg OVA,重复6次或单次高剂量 IL-4C处理:2 mg rIL-4+10 mg anti-IL-4(2:1摩尔比),激发前4小时或连续3天注射 Zileuton处理:100-120 mg/kg(2.5-3.0 mg)灌胃,每次激发前1小时或单次激发前24小时和1小时

摘要

背景:IgE介导的肥大细胞活化驱动小鼠食物过敏模型中的食物诱导性过敏反应,但C57BL/6J小鼠相对 resistant,无论是对过敏性腹泻还是全身性经口过敏反应。目前尚不清楚这是否反映了肥大细胞活化的缺陷,因为这些小鼠能够产生过敏原特异性IgE并对非经肠过敏原产生反应。目的:我们确定胶带剥离诱导的皮肤损伤是否能促进全身致敏的C57BL/6J小鼠发生食物过敏,并明确黏膜肥大细胞(MMCs)和结缔组织肥大细胞(CTMCs)的贡献。方法:对C57BL/6J小鼠、野生型同窝对照和Mcpt5-Cre/DTA小鼠进行单独全身致敏或联合胶带剥离/全身致敏。在经口过敏原激发后测量过敏反应、肥大细胞增生和介质释放。结果:全身致敏的小鼠在IgE反应或MMC活化方面未显示损伤。然而,仅在胶带剥离的小鼠中观察到食物诱导的肠道和致死性经口过敏反应。皮肤损伤驱动了多个组织中的异质性肥大细胞增生,同时伴有CD4 T细胞和2型固有淋巴细胞来源的IL-4增加以及肠道半胱氨酰白三烯通路基因增加。MMC和CTMC的贡献是剂量依赖性的:重复低剂量激发有利于白三烯依赖性MMC反应,而单次高剂量激发触发CTMC依赖性全身过敏反应。IL-4进一步放大半胱氨酰白三烯基因表达和MMC增生,导致CTMC非依赖性低体温。花生四烯酸5-脂氧合酶阻断减少了MMC相关的肠道和经口过敏反应,但不影响CTMC依赖性全身过敏反应。结论:总体而言,皮肤损伤联合全身致敏通过不同的肥大细胞亚群促进C57BL/6J小鼠中情境依赖性食物过敏,IL-4和半胱氨酰白三烯塑造疾病严重程度和表型。

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
皮肤损伤联合全身致敏是否能促进C57BL/6J小鼠发生食物过敏,以及黏膜肥大细胞(MMCs)和结缔组织肥大细胞(CTMCs)在此过程中的贡献是什么?
核心机制
皮肤损伤通过 keratinocyte 来源的IL-33诱导肠道 tuft 细胞来源的IL-25,进而通过ILC2来源的IL-4激活MMCs;IL-4放大半胱氨酰白三烯通路基因表达和MMC增生,导致CTMC非依赖性低体温;高剂量过敏原通过CTMC依赖性、半胱氨酰白三烯非依赖性途径驱动全身过敏反应。
主要证据
在C57BL/6J小鼠中,胶带剥离联合全身致敏导致腹泻和致死性经口过敏反应,伴有IgE和Th2反应增强、MMC和CTMC增生;Mcpt5/DTA小鼠缺乏CTMC,对单次高剂量激发的过敏反应消失但腹泻加重;IL-4C处理增强MMC增生和过敏反应;zileuton阻断半胱氨酰白三烯减少MMC相关反应但不影响CTMC依赖性过敏反应。
研究意义
研究结果表明皮肤屏障破坏可能促进IgE阳性但经口激发无反应个体的食物过敏发生,过敏原阈值、CTMC和MMC的交叉调控以及IL-4和半胱氨酰白三烯活性的扰动可能加剧肥大细胞反应,导致过敏反应加重,为人类食物过敏症状异质性提供机制框架。

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

建立皮肤损伤联合全身致敏的小鼠食物过敏模型

验证皮肤损伤联合全身致敏能否在抗性的C57BL/6J小鼠中诱导食物过敏。

对C57BL/6J小鼠进行腹部胶带剥离和腹腔注射OVA/明矾致敏,随后经口灌胃OVA激发,评估腹泻、过敏反应和低体温。

2

评估适应性免疫和肥大细胞反应

确定全身致敏是否影响IgE产生、Th2细胞因子和肥大细胞增生。

测量血清OVA-IgE、空肠Il4 mRNA、脾细胞细胞因子分泌、空肠肥大细胞数量和蛋白酶表达。

3

确定过敏原阈值和CTMC在全身过敏反应中的作用

测试单次高剂量激发是否足以驱动过敏反应,并评估CTMC的必要性。

对致敏小鼠进行单次200或300 mg OVA激发,测量低体温、致死率、腹泻和血清MCPT-1/MCPT-6;使用Mcpt5/DTA小鼠。

4

评估IL-4对肥大细胞反应和过敏反应的影响

确定IL-4是否放大MMC反应并促进CTMC非依赖性过敏反应。

对致敏小鼠进行重复低剂量OVA激发并给予IL-4C,测量腹泻、低体温、肥大细胞增生和蛋白酶;在Mcpt5/DTA小鼠中测试。

5

研究半胱氨酰白三烯通路的作用

确定CysLTs在MMC和CTMC介导的过敏反应中的贡献。

测量空肠Alox5和Ltc4s mRNA,使用zileuton处理并评估腹泻、低体温、血清MCPT-1和肠道MMCs。

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
鸡卵清蛋白----
明矾----
Tegaderm 敷料----
重组IL-4----
抗IL-4抗体----
齐留通----
甲基纤维素----

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
食物过敏诱导
小鼠品系、性别、年龄;胶带剥离次数和频率;OVA剂量和明矾剂量;致敏和激发时间点;激发剂量和次数
阅读提示:Methods部分'Food Allergy'小节和Figure 1 legend
IL-4C处理
IL-4C组成比例、剂量、注射时间点;激发方案
阅读提示:Methods部分'IL-4C treatments'小节和Figure 5、6 legend
Zileuton处理
zileuton剂量、给药途径、给药时间;激发方案
阅读提示:Methods部分'Zileuton treatments'小节和Figure 7 legend
过敏反应评估
体温测量方法;腹泻评分标准;致死判定标准
阅读提示:Methods部分'Anaphylaxis measurement'小节
肥大细胞分析
流式细胞术抗体和门控策略;组织学染色方法;基因表达检测方法
阅读提示:Methods部分和Figure legends