钙敏感受体在食物过敏反应中激活肥大细胞的作用及其机制研究

In the mechanism of IgE-mediated food allergy, calcium ion—the intersection of many classical signal pathways plays a “second messenger” role on mast cells. In our previous research, we found that extracellular calcium ion released from the necrotic cell after inflection can significantly aggravate the activation of mast cells in the food allergy, including degranulation and the production of TH2 and inflammation cytokines. Thus, we speculate that the increased extracellular calcium ion may active calcium sensing receptor which can sense the calcium ion to aggravate the activation of mast cells. Now many studies have reported the crucial effect of calcium sensing receptor in a variety of diseases, such as angiocardiopathy, immune diseases and so on. However, no studies on the calcium sensing receptor in the IgE-mediated food allergy have been reported. In this research, we will study the effect and mechanism of calcium sensing receptor， which expresses on the surface of mast cells on the activation of mast cells in the IgE-mediated food allergy using Balb/c mice food allergy model and cellular immunology model and explore the relationship between calcium sensing receptor and extracellular calcium ion influx from the structural biology and signal transduction pathway and the molecule mechanism using DNA microarray to elucidate the key association among calcium, calcium sensing receptor and IgE-mediated food allergy which can be used to relieve the sufferings of allergic patients.

IgE介导的食物过敏反应中钙离子作为经典信号通路的交汇点，在肥大细胞过敏反应中发挥“第二信使”的作用。前期研究发现机体受到感染后坏死细胞释放了细胞内钙离子而增加了细胞外钙离子水平，同时加剧了IgE介导的食物过敏反应中肥大细胞的激活，包括脱颗粒，TH2型和炎症相关细胞因子产生等。此过程可能激活了细胞膜上可以感应钙离子的钙敏感受体而加剧肥大细胞的激活。钙敏感受体在心血管疾病和免疫性疾病等多种疾病中都发挥重要的作用，而尚无钙敏感受体在食物过敏方面的报道。本研究中，我们利用动物模型和细胞模型确定肥大细胞上钙敏感受体在IgE介导的食物过敏反应中的作用，从蛋白质生物结构学和信号转导途径等方面深入研究钙敏感受体与细胞外钙内流的关系，并结合DNA微阵列完善钙敏感受体参与IgE介导的食物过敏反应肥大细胞激活的分子机制，阐明钙-钙敏感受体-IgE介导的食物过敏之间的重要联系，为治疗食物过敏性疾病奠定研究基础。

近年来，食物过敏发病率逐年上升，现已严重影响全球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。本项目利用大鼠嗜碱性粒细胞白血病细胞系、小鼠骨髓源肥大细胞和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。实验结果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；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；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；总之，细胞外Ca2+作为一种配体通过激活肥大细胞膜上GPEC6A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。