十八碳不饱和脂肪酸对牛乳α-乳白蛋白和β-乳球蛋白致敏性的影响及其作用机制

The interaction of protein with lipid plays an important role in the process of protein sensitization. In this proposal, bovine α-lactalbumin and β-lactoglobulin, the most common and severe milk allergens, will be treated with 5 different C18 unsaturated fatty acids (FA: oleic acid, linoleic acid, conjugated linoleic acid, α-linolenic acid, and γ-linolenic acid) to form FA-protein complexes, respectively. The interaction of FA with protein will be defined well, and IgE binding ability of the FA-protein complexes will be tested. Moreover, human basophil KU812 degranulation model will be used to assess the allergenicity of the complexes in vitro. The digestibility of the FA-protein complexes and the relevance to allergenic epitopes of the digestion products will be also analyzed. Afterwards, the antigen-presenting capacity by dendritic cells, B cell activation and T cell differentiation from sensitized Balb/c mice will be carried out to define the allergenicity of the complexes digestion products. Finally, a Balb/c mouse model will be used to evaluate the allergenicity of the FA-protein complexes in vivo by testing the relevant biological substances related to the food allergy.. This work aims to illustrate comprehensively the immunological function of FA-protein complexes in each steps of allergic reaction. Accordingly, the effect mechanism of C18 unsaturated fatty acids on the allergenicity of bovine α-lactalbumin and β-lactoglobulin will be stated clearly, providing theoretical foundation for scientific understanding the allergenicity of milk protein in food matrix, and also guiding the processing control of the allergenicity of milk protein allergens.

脂类与蛋白质的相互作用对蛋白质致敏具有重要的免疫学意义。本项目以牛乳α-乳白蛋白和β-乳球蛋白为对象，采用五种C18不饱和脂肪酸（油酸、亚油酸、共轭亚油酸、α-亚麻酸和γ-亚麻酸）制备脂肪酸-乳蛋白复合物，解析脂肪酸与乳蛋白的相互作用并检测复合物特异性IgE结合力；用KU812细胞脱颗粒模型评估复合物致敏性；模拟胃肠液评价复合物的稳定性，并解析消化产物与致敏性表位关联性；针对致敏状态小鼠，检测肠道树突状细胞对消化产物的抗原呈递能力、B细胞的激活能力及T细胞的平衡分化能力；最后，采用Balb/c小鼠过敏模型检测一系列与过敏相关的活性物质，评价复合物致敏性。. 通过综合评价复合物在过敏反应各阶段中的免疫学功能，将诠释C18不饱和脂肪酸对牛乳α-乳白蛋白和β-乳球蛋白致敏性影响的工作机制，为科学认知食品基质中乳蛋白致敏性提供理论依据，将有助于指导加工控制乳蛋白过敏原的致敏性。

人们摄取牛乳时，α-乳白蛋白和β-乳球蛋白不以单一组分的形式存在，而是伴随着食物中的其他营养组分进入机体。研究表明，牛乳α-乳白蛋白和β-乳球蛋白可以结合食物基质中的油酸及其他C18不饱和脂肪酸形成具有抗肿瘤活性的复合物。然而，C18不饱和脂肪酸是否影响它们的致敏性仍是一个待解决的科学问题。因此，本项目以牛乳α-乳白蛋白和β-乳球蛋白为研究对象，制备脂肪酸-乳蛋白复合物，开展了一系列的研究工作，包括（1）解析C18不饱和脂肪酸与牛乳蛋白的相互作用；（2）基于KU812细胞脱颗粒模型评估脂肪酸-乳蛋白复合物的致敏性；（3）通过体外静态模拟胃肠液消化模式探索复合物的消化稳定性；（4）基于BALB/c小鼠过敏模型检测脂肪酸—乳蛋白复合物的胃肠消化产物对肠道免疫细胞的影响；（5）最后进行脂肪酸—乳蛋白复合物致敏性的动物实验评价。. 通过研究发现C18不饱和脂肪酸能够诱导乳蛋白结构的展开，从而导致蛋白抗原性以及IgE结合能力的增加。以亚麻酸为模式脂肪酸，发现温度是影响亚麻酸诱导乳蛋白形成聚合物以及促进IgG/IgE结合能力增强的最大因素，与时间和摩尔比无密切关联。KU812细胞脱颗粒模型表明脂肪酸能够增强乳蛋白刺激细胞释放组胺、β-HEX和IL-6的能力；并且通过激活IgE/FcεRI介导的信号通路促进乳蛋白致敏性的增加。体外胃肠消化结果显示，脂肪酸能够保护乳蛋白不被降解成小分子片段，致使胃肠消化产物IgE结合能力增加。通过构建的BALB/c小鼠致敏与激发模型，发现α-亚麻酸能够通过诱导体液免疫、细胞免疫和效应细胞表达等方面达到增强乳蛋白致敏性的目的，并且能够诱导乳蛋白的肠道局部过敏反应朝向Th2方向偏移，导致致敏性的增加。. 通过综合评价复合物在过敏反应关键阶段中的免疫学功能，率先从组分相互作用的角度探究了食物基质中C18不饱和脂肪酸对牛乳α-乳白蛋白和β-乳球蛋白致敏性的影响，并且发现脂肪酸具有增强乳蛋白致敏性的能力，为人们了解牛乳蛋白在复杂食物基质中的致敏性提供了新的科学认知，也有助于食物中乳蛋白致敏性的精准评价。