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食物过敏逐渐成为全球广泛关注的公共卫生问题。大豆是常见的八大类易致敏食物之一,含有丰富的蛋白质,目前鉴定的大豆过敏原成分有16种,β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin)是主要的大豆过敏原,其结构稳定,致敏性强。本文建立β-conglycinin小鼠致敏模型,并在此基础上对不同加工条件下β-conglycinin糖基化产物的致敏性进行评价,采用益生菌Lactobacillus rhamnosus GG(LGG-)缓解β-conglycinin诱发的过敏,并探讨其作用机理。主要研究结论如下:1.分别以低剂量(0.5 mg/mL,300μL)、中剂量(1 mg/mL,300 μL)和高剂量(2 mg/mL,300 μL)的(β-conglycinin和霍乱毒素(CT)溶液灌胃BALB/c小鼠四周,第五周小鼠进行灌胃激发,建立β-conglycinin小鼠致敏模型。通过评估小鼠过敏症状评分、血清中的IgE和组胺、脾细胞中的B细胞和Th2细胞含量以及增殖水平等典型的过敏指标,发现与空白组小鼠相比,中剂量灌胃小鼠血清中IgE和组胺水平显著升高(P<0.05),B细胞以及Th2型细胞因子显著增加(P<0.05),致敏效果最显著,成功建立β-conglycinin小鼠致敏模型。2.模拟不同加工条件制备β-conglycinin糖基化产物,利用β-conglycinin小鼠过敏模型,对糖基化产物的致敏性进行了评价。三种不同加工条件分别为,低温糖基化:70℃加热8h,蒸煮糖基化:100℃加热30min和高压灭菌糖基化:121℃加热15 min。研究发现,三种条件下的糖基化产物均引起小鼠不同程度的致敏反应。与β-conglycinin致敏模型组相比,高压灭菌条件下的糖基化产物引起的致敏反应最弱,表现为过敏症状评分、血清中的IgE、组胺、肥大细胞酶和类胰蛋白酶含量最低。结构分析发现,不同加工条件下糖基化反应对β-conglycinin的结构有不同程度的修饰作用。高压灭菌糖基化产物的接枝度最高,蛋白质二级结构变化最显著,推测抗原结构发生了显著变化,因此导致β-conglycinin致敏性降低。但本研究涉及的三种糖基化条件均不能完全消除β-conglycinin的致敏性。3.利用LGG干预β-conglycinin的致敏作用,结果表明,β-conglycinin过敏小鼠的血清中IgE、组胺、肥大细胞酶、类胰蛋白酶、IgG、IgG1、IgG2a和肠道内容物中的IgA含量显著升高(P<0.05),LGG干预后检测典型过敏指标均显著降低(P<0.05)。通过分析小鼠脾细胞的增殖能力发现,β-conglycinin过敏小鼠脾细胞中的T/B细胞、Th1/Th2和Th17/Treg细胞因子严重失衡,LGG干预后调节了比例的平衡。肠道组织病理切片观察发现,β-conglycinin过敏引起了小鼠的肠道组织(十二指肠、空肠、回肠和结肠)损伤严重,出现肠绒毛断裂、黏膜肌层增厚、杯状细胞减少和肥大细胞增加,与自然恢复组相比,LGG干预恢复了肠绒毛结构的完整性、使肠道中杯状细胞增加和肥大细胞减少。综上结果说明LGG降低了典型过敏指标的含量,调节了机体的免疫应答,并恢复β-conglycinin过敏引起的肠道组织损伤,因此,与自然恢复组相比,LGG有效缓解了 β-conglycinin诱发的过敏反应。4.16S rRNA测序分析揭示了 LGG干预β-conglycinin过敏前后肠道内容物中肠道菌群的变化。结果表明,β-conglycinin过敏引起了Bacteroides相对丰度减少,Actinobacteria、Clotridiales、unidentifiedLachnospiraceae相对丰度增加,β-conglycinin过敏导致了肠道菌群的失衡,LGG干预后Bacteroides的相对丰度增加,而Cerasibacillus、Roseburia 和 unidentifiedLachnospiraceae 相对丰度减少。聚类分析结果发现,LGG干预增加了物种的多样性,Spearman相关性分析结果发现炎症因子与Odoribacter和Anaeroplasma分别呈正相关和负相关。因此,推断LGG可通过改善肠道菌群紊乱,调节肠道菌群的平衡,从而改善β-conglycinin诱发的过敏反应。5.代谢组分析结果揭示了 LGG干预β-conglycinin过敏前后肠道内容物中代谢物的变化。正离子模式下β-conglycinin过敏和LGG干预后小鼠肠道内容物中共有4214种差异代谢物,负离子模式下共有4211种差异代谢物。与β-conglycinin致敏小鼠相比,LGG干预后肠道代谢物中过敏反应关键生物标志物组胺、N-乙酰基组胺、N(α)-γ-谷氨酰组胺、苯丙氨酸、色氨酸、花生四烯酸苹果酸和黄嘌呤显著减少(P<0.05),胆汁酸分泌通路上的过敏反应标志物脱氧胆酸和石胆酸显著增加(P<0.05)。与自然恢复的小鼠相比,LGG干预后,组胺和N(α)-γ-谷氨酰组胺显著降低(P<0.05)。KEGG富集分析结果表明在胆汁酸分泌途径上差异代谢物最多。因此,可以推断β-conglycinin过敏引起了小鼠肠道内容物中的过敏反应关键生物标志物显著增加,LGG干预后,胆汁酸分泌通路上的过敏反应中的标志物显著减少。6.转录组分析结果揭示了 LGG干预β-conglycinin过敏前后脾脏中免疫相关基因的表达变化。β-conglycinin致敏小鼠和LGG干预后小鼠的脾脏中有4106个差异表达的mRNA,LGG干预和自然恢复小鼠的脾脏中有546个差异表达的mRNA。通过qPCR分析进一步验证,β-conglycinin致敏小鼠脾脏中T细胞受体(TCR)信号通路上Ifnar2基因下调和Tgfbr2、Il13r2和Il4ra基因上调,LGG干预后,Ifnar2基因上调和Tgfbr2、Il13r2和Il4ra基因下调。这些结果与上述脾细胞因子的检测结果一致。综上结果揭示了 LGG在缓解β-conglycinin过敏的重要作用。LGG可以通过调节肠道菌群、代谢通路和免疫相关基因表达,有效缓解由β-conglycinin引起的过敏反应。