FSHW | 沙棘汁缓解海虾过敏小鼠效果研究

2023-02-23 15:51:26 FSHW

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Introduction

作为引起过敏反应的主要原因，食物过敏仍然是重大的世界卫生问题。食物过敏不仅影响生活质量，还可引起过敏性休克，严重时可危及生命。据报道，欧洲成年人食物过敏的患病率约为6%。2013年的调查显示，欧洲患有食物过敏疾病的人口有17.3%，相较2001年有大幅增长。食物过敏是由于接触过敏原而引起的，包括牛奶、鸡蛋、小麦、大豆、鱼、花生、树坚果和贝类等。在食物过敏中，海虾过敏是最为普遍。然而，伴随着海虾消费的增加，虾过敏的发病率逐年上升，特别是在沿海国家，海虾过敏症状多表现为荨麻疹、特应性皮炎和哮喘等。原肌球蛋白（TM）是对虾的主要过敏原，至少80%的对虾过敏者都对原肌球蛋白有过敏反应。TM具有良好的稳定性，即使在沸水中处理后也能保持活性。迄今为止，严格限制致病食物摄入是主要的治疗方法。但是，由于食物过敏原在加工食品中广泛存在，过敏原的完全消除就显得十分困难。因此，开发缓解过敏的新方法迫在眉睫。

沙棘（Hippophae rhamnoides）是一种药食同源的功能植物，在亚洲和欧洲，包括中国、蒙古、俄罗斯、北欧和加拿大都有文献记载。大约90%的沙棘种植在中国。沙棘果实的果肉部分富含VC、有机酸、类胡萝卜素、类黄酮等营养物质和生物活性物质。在上述活性物质中，黄酮类化合物已被证实具有抗过敏作用。食物过敏是一种IgE介导的免疫反应，病理上包括致敏阶段和发敏阶段，二者均为黄酮类化合物所具有。目前，已经证实了黄酮对大鼠肥大细胞中与组胺释放相关的ATP转运酶有抑制作用。同时，黄酮类化合物还能抑制大鼠肥大细胞中组胺、己糖苷酶和白细胞三烯的释放。此外，研究发现黄酮类化合物可以抑制肥大细胞中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL）-6的合成。随后Tanaka等人通过抑制IgE的合成、肥大细胞的激活和炎症介质的产生，证实了葡萄酒中黄酮类化合物的抗过敏作用。总之，黄酮类化合物可能成为食物过敏的重要治疗方法。

作为功能性食品中生物活性成分的潜在来源，沙棘已经逐渐被人们所接受。近年来，沙棘汁是黄酮类化合物摄入的主要来源之一。然而，目前尚不清楚沙棘果汁是否对食物过敏具有抗过敏活性。为了阐明这一点，本研究建立了一个lgE介导的海虾过敏BALB/c小鼠模型，来验证沙棘汁是否具有抗过敏和免疫调节活性。

Results and Discussion

采用TM过敏小鼠模型，观察沙棘果汁是否能够缓解过敏症状。TM反复刺激30～60 min后，出现了包括轻微腹泻在内的I型超敏反应症状。图1A，B可见粪便出现索状样，提示肠道反应存在异常情况。此外，与阴性对照组相比，TM致敏组的临床评分显著升高，如活动减少，呼吸频率和喘息增加（P＜0.05）（图1C）。这与已有的研究一致，表明已初步建立TM过敏小鼠模型。尽管TM刺激的致敏小鼠出现了系统性过敏反应，临床评分显著升高，但沙棘果汁干预之后过敏小鼠的临床评分显著降低。虽然TM刺激引发了腹泻，但沙棘汁治疗后腹泻发生率明显降低。事实上，过敏是免疫失调患者的临床表现之一，通过特异性的T细胞免疫治疗可得到改善。有研究也证明了沙棘提取物具有通过T淋巴细胞介导的免疫调节活性。综上所述，本研究结果表明沙棘汁具有抑制食物过敏的作用，这与沙棘的免疫调节作用有关。

食物过敏会导致肠道吸收能力下降和通透性增加，然后出现包括腹泻在内的过敏症状。肠道过敏反应已被证实与组胺和其他介质的释放有关。为了研究沙棘果汁对机体免疫反应的影响，进一步观察了沙棘汁对机体肠道形态的影响。与阴性对照组相比，TM刺激组的肠黏膜及肠绒毛明显受损、肿胀，其数量也明显减少（图2）。研究证实了牛奶灌胃后会引起肠道过敏反应，组织学检查发现小肠有明显的血管充血和固有层水肿。同时，反复灌服沙棘汁后，肠黏膜形态明显恢复，黏膜完整，肠绒毛排列整齐，组织结构完整。沙棘果浆对辐射导致的急性肠道损伤有保护作用。因此，沙棘汁干预可以通过修复完整的黏膜，减轻腹泻等过敏症状和临床评分。

IgE抗体介导的1型超敏反应在过敏反应的诱导中起重要作用。此外，血清IgE水平升高被认为是过敏反应的预测指标。反复服用卵清蛋白、花生和核桃等过敏食物，可导致过敏反应的发生并伴随着较高的IgE水平。本研究证实了类似的结果（图3），与正常小鼠相比，TM刺激的食物过敏小鼠的IgE水平显著升高（P＜0.01）。此外，还研究了沙棘果汁能否抑制TM诱导的食物过敏小鼠体内抗体的产生。结果表明，沙棘汁能够显著降低血清IgE水平（P＜0.01）。沙棘汁的抗过敏反应与其潜在的免疫调节功能有关。需要更进一步的研究去阐明其相互作用机制。

众所周知，食物过敏是由食物抗原引起的Th2介导的免疫反应，在致敏阶段，Th2细胞在IgE的诱导中发挥重要作用。TNF-α是一种被广泛研究的促炎细胞因子，可以介导炎症反应。IL-10是一种众所周知的抗炎细胞因子，抑制Th2免疫反应。与阴性对照组相比，TM致敏显著提高了血清TNF-α水平（图4A），降低了血清IL-10水平（图4B）。但沙棘汁干预能有效减少海虾过敏小鼠血清中TNF-α水平的升高，刺激IL-10的分泌。此外，研究显示沙棘叶提取物具有显著的抗炎活性，具有治疗炎症性疾病的潜力。TM组与NS组IL-10水平在统计学上差异不显著，而SJ组与TM组IL-10水平差异显著。可见，沙棘汁干预组的细胞因子IL-10也明显受到刺激。因此，本研究显示沙棘汁具有较强的免疫刺激活性，能够使Th1/Th2型免疫反应回归相对平衡，继而缓解TM过敏症状。

Conclusion

综上所述，我们的研究结构表明沙棘汁能够抑制TM诱导的食物过敏小鼠的过敏症状。口服沙棘汁或许有利于肠道黏膜的恢复，抑制与肥大细胞或嗜碱性粒细胞结合的IgE抗体的接触，减少诱导速发性过敏症状的组胺和包括细胞因子在内的其他介质。作为一种潜在的缓解I型过敏的食品成分，其抗过敏作用机制有待进一步研究。

Seabuckthorn juice alleviates allergic symptoms in shrimp-induced food allergy mice

Hong Ren^a,1, Xiaofan Zhu^a,1, Shiyu Zhai^a, Xiaoping Feng^a, Zhuomin Yan^a, Jiao Sun^b, Ye Liu^c, Zhenpeng Gao^a, Fangyu Long^a,*

^a College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling 712100, China

^b Department of Breast Surgery, The Affiliated Hospital of Qingdao University, Qingdao 266000, China

^c China-Canada Joint Laboratory of Food Nutrition and Health (Beijing), Beijing Technology & Business University, Beijing 100048, China

¹ These authors contributed equally.

*Corresponding author.

Abstract

Tropomyosin (TM) in shrimp is one of the predominant causes of food allergy around the world. In the present study, the effect of seabuckthorn juice against TM -induced shrimp allergy was investigated in BALB/c mice. Allergic symptoms, spleen index, intestinal section and diarrhea were measured in shrimp allergy mice. As the results, seabuckthorn juice suppressed the lesions in jejunum tissue, diarrhea and allergic symptoms in shrimp allergy mice. Seabuckthorn juice also reduced serum concentrations of tumor necrosis factor-α (TNF-α) as well as immunoglobulin E (IgE) and stimulated the secretion of interleukin-10 (IL-10) in mice with shrimp allergy. Taken together, our findings suggest that increased IL-10 by seabuckthorn juice inhibits Th2 cytokine production to suppress shrimp allergic symptoms. Furthermore, seabuckthorn juice also regulates shrimp allergy by reducing jejunum lesions, inhibiting levels of TNF-α and IgE.

Reference:

REN H, ZHU X F, ZHAI S Y, et al. Seabuckthorn juice alleviates allergic symptoms in shrimp-induced food allergy mice[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(3): 783-788. DOI:10.1016/j.fshw.2022.09.012.

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