Calcineurin调节IgE介导肥大细胞脱颗粒的分子机制研究

Allergic disease is caused by over expressed and released inflammatory mediators from mast cells. The major method of inflammatory mediators release from mast cell is degranulation, thus it is very important to protect from allergic disease by discover the molecular mechanism of mast cell degranulation. In our previously study, calpain1 contributes to mast cell degranulation via regulate IKK-SNAP23 signaling, whereas it is still unclear about the molecular between calpain1 and IKK. It has been documented that calcineurin, a substrate of calpain1, can regulate IKK directly. Thus we raise a novel hypothesis: “calpain1-calcineurin-IKK” signaling regulates mast cell degranulation. To further research: firstly, including calcineurin cDNA fragment lentivirus vectors will be constructed, and transfected into calpain1-/- mast cell, and then intracellular signaling and degranulation of transfected mast cells will be examined to confirm this hypothesis. Secondly, mast cell reconstruction model and asthma model will be employed to further discover CnAβ function in allergic disease. This study will help to further understand the biologic function of CnAβ in mast cell, will enlarge our knowledge of mast cell inflammatory mediators product mechanism, and will provide indications to the control of allergic diseases and the development of novel therapeutic modalities.

过敏性疾病是肥大细胞炎症介质的过度产生和释放的一种表现。脱颗粒是肥大细胞释放炎症介质的主要方式，研究脱颗粒的分子机制对过敏性疾病的防治具有十分重要的科学意义。我们前期研究证实calpain1通过IKK-SNAP23信号调节脱颗粒，但calpain1与IKK之间的信号分子仍不明确。资料显示calcineurin作为calpain的底物可直接作用于IKK，为此我们提出了“calpain1-calcineurin-IKK”的信号通路假说。本研究拟构建CnA慢病毒转染calpain1-/-肥大细胞，并检测转染细胞内信号通路和脱颗粒水平，证实“calpain1-calcineurin-IKK”信号通路；并通过肥大细胞重建模型和哮喘模型，深入研究CnAβ在过敏性疾病中的作用机制。该研究将有助于深入了解CnAβ在肥大细胞内的生物学功能，丰富肥大细胞脱颗粒信号调控理论，为探究过敏性疾病的防治提供理论依据。

过敏反应是肥大细胞炎症介质的过度产生和释放的一种表现，但目前对肥大细胞脱颗粒的分子机制仍不完全清楚。Calcineurin是一种参与多种细胞功能调节的多功能信号酶，但其参与肥大细胞内信号调节机制仍不清楚。本项目中，我们利用CnAβ基因敲除小鼠模型进行研究，发现CnAβ广泛调节BMMC内的信号分子。CnAβ的缺失对BMMC的分化成熟及细胞内钙离子流动和颗粒含量无显著影响，但显著抑制了p38、JNK的磷酸化水平，同时显著抑制了IκB-NFκB和NFAT信号通路，进而调节了细胞因子TNF、IL6、IL3、以及趋化因子CCL1、CCL2、CCL3的表达。进一步研究发现，CnAβ的缺失抑制了肥大细胞脱颗粒作用，且calpain1调节了CnAβ的活性，形成calpain1-CnAβ二聚体，而CnAβ与IKK形成二聚体，证实了calpain1-CnAβ-IKK调节肥大细胞脱颗粒的信号通路。通过内体过敏模型，同样证实了CnAβ抑制了肥大细胞介导的过敏反应，有效控制了小鼠过敏性水肿的程度；在哮喘模型中，CnAβ抑制了肺部淋巴细胞增殖、减轻了小鼠的呼吸阻力，抑制了NFκB和NFAT的活性，进而调节的相关因子的表达。总之，我们的这项研究发现了CnAβ在肥大细胞内信号调控中起作重要的作用，且是调节肥大细胞脱颗粒的关键信号分子，为抗过敏药物的开发提供了重要的分子靶标。