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近年来,食物过敏发病率逐年上升,现己严重影响全球5%的成年人和8%的婴幼儿的正常生活。在食物过敏机理中,Ca2+作为众多经典信号通路的交汇点,将细胞接收的胞外信号转换为胞内信号,这是引发食物过敏反应的关键。内流至胞内的Ca2+一方面调节细胞骨架F-肌动蛋白微丝和微管动力学来促进颗粒与膜融合以及细胞脱颗粒反应,另一方面激活活化T细胞核转录因子和丝裂原激活的蛋白激酶通路促进细胞因子和类花生酸物质等炎症介质的产生。正常情况下细胞外Ca2+水平受机体的严格调控,在0.9-1.2mM之间变化。然而,当机体受到感染时,坏死细胞会释放胞内Ca2+使感染部位的Ca2+水平迅速增加,进而激活感染部位周围的其他细胞。这其中就包括过敏反应主要效应细胞——肥大细胞和嗜碱性粒细胞。由此推断:当机体受到感染时,坏死细胞释放胞内Ca2+到细胞外液中,这部分Ca2+会激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞,从而导致食物过敏的发生,并加剧食物过敏的快速发展。因此,本文利用大鼠嗜碱性粒细胞白血病细胞系(RBL-2H3)、小鼠骨髓源肥大细胞(BMMCs)和Balb/c小鼠被动系统性过敏反应研究了细胞外Ca2+水平的增加对过敏反应发生和发展的影响,以及细胞外Ca2+作为配体作用于过敏反应效应细胞的关键靶点,及其引发的下游信号通路。并进一步应用细胞外Ca2+在过敏反应中的关键作用来解释非耗竭性CD4抗体和甘草中的甘草酸缓解食物过敏反应的作用机理。期望可以从Ca2+角度阐释食物过敏发生及发展的免疫学机制,以进一步补充确定Ca2+在免疫反应中的关键作用。主要研究结果及结论如下:(1)确定了当机体受到感染时,坏死细胞会释放其细胞内Ca2+使细胞外Ca2+水平急剧增加,增加的细胞外Ca2+具有加剧IgE介导的肥大细胞过敏反应,并引发机体炎症反应的作用;(2)进一步研究细胞外Ca2+的作用靶点发现,细胞外Ca2+没有影响IgE与高亲和力Fc受体的结合,而是作为配体通过激活细胞膜上一种钙敏感受体GPRC6A而加剧过敏反应的发生和发展;(3)深入研究细胞外Ca2+作为配体激活GPRC6A后引发的信号通路,发现激活后的GPRC6A主要通过G蛋白偶联受体下游Gq信号通路调节库操纵型Ca2+通道而加剧过敏反应;(4)从Ca2+动员角度进一步解释了致敏阶段非耗竭性阻断CD4缓解食物过敏的机理和甘草中主要活性物质甘草酸发挥“肥大细胞稳定剂”的作用机制。综上,本研究结果表明:细胞外Ca2+作为一种配体通过激活肥大细胞膜上GPRC6A而加剧过敏反应。其作用机理为通过G蛋白偶联受体下游Gq信号通路激活库操纵性型Ca2+通道而促进细胞外Ca2+内流,由此确定了细胞外 Ca2+内流是激活过敏相关免疫细胞产生过敏反应的一个主要原因。而控制细胞外Ca2+内流将是预防和治疗过敏性疾病的又一重要策略。