以三维细胞模型解析Hippo信号通路调控的对虾过敏原致敏机制研究

Food allergy is a global food safety problem that has aroused wide concern, specifically, as a major food allergen, shrimp has been of intriguing interest. How to simulate food allergy process using modern evaluation system and thus investigate the underlying mechanisms is suggested to be the key to solve this food safety problem. Previous researches have demonstrated that several cellar signaling pathways are tightly related with food allergy, among which Hippo pathway has been proved to be crucial in regulating allergy onset and progression through modulating critical cell subtypes differentiation and function, but the relevant molecular mechanisms are yet to be revealed. Consequently, based on the accumulation of our previous works and taking shrimp tropomyosin as the allergen, this study will establish a modern food allergy evaluation and investigation system on the basis of an intestinal 3D cell model, thereby further identify the predominant Hippo pathway target cell types and reveal the critical genes function within using flow cytometry and immunohistochemistry approaches, and finally clarify the cellar and molecular signaling regulation network based on the function of Hippo pathway in mediating cell interaction. The aim of the work is to enrich the theoretical knowledge on shrimp-induced food allergy, as well as to provide scientific basis and support for preventing and controlling food allergy and developing hypoallergenic food.

食物过敏是全球性的食品安全问题，引起了广泛关注，其中对虾作为主要食物过敏原成为了目前研究的热点。研究表明，如何通过现代评价体系有效模拟食物致敏的过程，进而解析食物致敏机制是能否解决食品安全中过敏问题的关键。前期研究发现，细胞中多条重要信号通路和对虾等食物过敏有关，其中已经证实Hippo信号通路通过关键细胞类群的分化和功能影响着食物过敏的发生和发展，但是相关分子机制不详。鉴于此，立足于前期工作积累，本研究以对虾原肌球蛋白为过敏原，通过建立基于肠道三维细胞模型的现代食物过敏评价和研究体系，借助于流式细胞术和免疫组织化学方法，探究Hippo通路靶标细胞，揭示通路关键基因及其在靶标细胞中的作用机制，并结合Hippo通路在细胞互作中的调控探明致敏的细胞分子信号调控网络机制。本研究旨在丰富对虾过敏理论知识，为食物过敏的预防与控制以及低致敏性食物的研发提供理论依据和支撑。

食物过敏是全球性的食品安全问题，引起了广泛关注，其中对虾作为主要食物过敏原成为了目前研究的热点。研究表明，如何通过现代评价体系有效模拟食物致敏的过程，进而解析食物致敏机制是能否解决食品安全中过敏问题的关键。前期研究发现，细胞中多条重要信号通路和对虾等食物过敏有关，其中已经证实Hippo信号通路通过关键细胞类群的分化和功能影响着食物过敏的发生和发展，但是相关分子机制不详。鉴于此，立足于前期工作积累，本研究以对虾原肌球蛋白为过敏原，通过建立基于肠道三维细胞模型的现代食物过敏评价和研究体系。本研究将肠道上皮细胞系CMT93接种于transwell小室上层并诱导分化形成肠道上皮屏障，并利用磁珠分选从健康小鼠脾脏中分离CD11c+MHC-II+成熟树突状细胞（DC）和CD4+ T细胞。将DC置于transwell小室下层，并将经过细胞培养的条件培养基转移到T细胞中，以及构建三层次的肠道三维细胞模型。基于此肠道三维细胞模型，利用食物致敏原刺激transwell小室上层，检测三层细胞分别的食物过敏相关反应。结果表明，该模型出现与体内过敏相同的免疫反应。进一步在模型中敲减TAZ基因阻断Hippo通路，结果显示在敲减的细胞模型中食物过敏直接相关免疫反应（包括肠道上皮细胞屏障功能以及DC和Th2细胞免疫活性）均被阻断，而间接反应（如Th1细胞免疫活性）仍然存在。在此基础上，利用小鼠过敏模型验证了Hippo通路调控食物过敏分子机制，并建立了基于Hippo-mTOR通路的细胞信号调控网络。本研究建立的肠道三维细胞模型是开展食物过敏研究的理想工具，同时本研究揭示了对虾过敏原致敏的分子机制，丰富了虾过敏理论知识，为食物过敏的预防与控制以及低致敏性食物的研发提供理论依据和支撑。