抑制食物過敏關鍵分子
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯
編譯來源:食物アレルギーの症状を抑える分子の発見
食物過敏(food allergy)為對牛乳、卵、小麥、麵類等所含抗原產生的過敏反應,易發生於幼童,其症狀有發癢、蕁麻疹、嘔吐、下痢等,嚴重的話會導致休克,甚至死亡。目前為避免食物過敏發生,只能迴避有特殊抗原的過敏食物,別無它法,常導致幼童無法食用想吃的食物,造成這些家庭相當大的負擔。隨著現代化生活,食物過敏患者有日益增多趨勢,有必要早日開發出有效治療法。
過去研究發現肥大細胞(mast cell)是過敏反應的主要免疫細胞。若出現食物過敏,主要分佈於消化道組織的肥大細胞會增加。肥大細胞能利用對抗食物抗原的抗體,辨識入侵體內的食物抗原,釋放出大量的發炎性物質,造成人體的過敏症狀。換言之,若能抑制肥大細胞的數量或活性,就有希望根治食物過敏。
前列腺素D2 (prostaglandin D2,PGD2)為細胞膜脂質成分經PGD2合成酵素代謝產生的物質。過去研究瞭解肥大細胞在食物過敏反應扮演主要角色,除表現引起發炎反應的組織胺(histamine)或血清素(serotonin)等,也強烈表現PGD2合成酵素(H-PGDS),產生大量的PGD2,但仍未瞭解PGD2在食物過敏扮演角色。因此日本東京大學農學生命科學研究所的研究團隊,利用PGD2合成酵素基因缺損小鼠,解析PGD2在食物過敏反應,對肥大細胞數量、活性、及症狀表現的影響。
於正常野生型小鼠,投予卵白蛋白(ovalbumin)至腹腔內,若連續食用該蛋白,則會出現黏膜發紅或下痢等食物過敏症狀,該症狀惡化程度與食用蛋白次數成正比。隨著食物過敏症狀惡化,消化道肥大細胞數量增加,且肥大細胞強烈表現PGD2合成酵素(H-PGDS)。
H-PGDS基因缺損小鼠食用該卵白蛋白後,發生食物過敏症狀較野生型小鼠更為嚴重,且消化道肥大細胞數目增加。換言之,證實肥大細胞產生的PGD2,受到食物抗原的刺激,會抑制肥大細胞數量的增加,及防止食物過敏的惡化。
有食物過敏症狀的H-PGDS基因缺損小鼠,經解析消化道及肥大細胞的基因表現、細胞介素量發現,無法產生PGD2的消化管或肥大細胞,其促進肥大細胞增加的基質細胞衍生因子1α(stromal Derived Factor-1α,SDF-1α)及基質金屬蛋白酶9(matrix metalloprotease-9,MMP-9)的表現或活性有上升的現象。進一步發現,SDF-1α受體阻礙劑(receptor blockade)或基因缺損、及MMP-9活性阻礙劑,具有改善食物過敏症狀的機能。
該研究利用食物過敏小鼠模式生物,發現肥大細胞所產生的PGD2,具抑制「促進肥大細胞增加」SDF-1α或MMP-9分子表現的機能,避免對食物抗原產生反應的肥大細胞增加,進而防止過敏症狀惡化。該成果顯示利用PGD2分子機能,若能減少肥大細胞的數量,有潛力應用於開發食物過敏的新療法。該研究成果於2015年7月刊載科學期刊「Nature Communications」。
名詞解釋
- 肥大細胞(mast cell) : 一種免疫細胞,細胞質內具有組織胺(histamine)或白三烯(leukotriene)等顆粒,會誘發過敏反應。
- 前列腺素 ( prostaglandin,PG):來自細胞膜脂質經酵素作用的物質,為發炎反應的主要角色,主要有PGE2, PGI2, PGF2, PGJ2, PGD2等。
- 基質細胞衍生因子1α(stromal derived factor-1α,SDF-1α):促使血球細胞遊走的一種物質。
- 基質金屬蛋白酶9 (matrix metaroprotease9,MMP9):分解細胞間質如膠原纖維等物質的酵素總稱。
延伸閱讀
- 免於恐懼地吃–食物過敏的治療
http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=43576 - 食物過敏性腸炎的調控機制
http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=63574
參考文獻
http://www.nature.com/ncomms/2015/150710/ncomms8514/full/ncomms8514.html