Nature：揭示肥大细胞促进动物避开有害的过敏原

作为免疫系统一部分的肥大细胞的功能仍然是一个谜。在一项新的研究中，来自德国癌症研究中心（DKFZ）的研究人员如今发现，小鼠的肥大细胞具有传感器的功能，它能发出信号让动物避开抗原，包括有害的过敏原，从而使小鼠能够保护自己免受威胁健康的炎症反应。相关研究结果于2023年7月12日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Mast cells link immune sensing to antigen-avoidance behaviour”。

肥大细胞主要存在于分隔身体内外的组织中，比如胃肠道和肺部的上皮组织。在这些组织中，肥大细胞通常靠近神经末梢。肥大细胞为过敏症患者所熟知，因为它们会分泌组胺等信使物质，导致恼人甚至危及健康的过敏症状。当肥大细胞在反复接触抗原的过程中被IgE抗体激活时，就会出现这些症状。

论文通讯作者、DKFZ免疫学家Hans-Reimer Rodewald说，“肥大细胞和IgE存在的原因尚未得到最终解释。”Rodewald和他的研究团队通过行为实验和免疫学研究，首次在小鼠身上证明肥大细胞就像一种传感器，可以帮助避免接触过敏原。

没有肥大细胞和IgE就不能避免接触抗原

这些作者用过敏原卵清蛋白（鸡蛋清中的一种蛋白成分）免疫小鼠。然后，他们让动这些物自由选择饮用普通饮用水或含鸡蛋清的饮用水。接受卵清蛋白免疫的小鼠避免饮用富含鸡蛋清的水，而未接受卵清蛋白免疫的小鼠则明显喜欢饮用富含鸡蛋清的水。很大一部分接受卵清蛋白免疫的小鼠在免疫一天后就已经避开了含有鸡蛋清的水，有些小鼠甚至在喝第一口水后就避开了。

然而，当这些作者用遗传上缺乏肥大细胞的小鼠进行这种行为测试时，接受卵清蛋白免疫的小鼠和未接受卵清蛋白免疫的小鼠都更喜欢含有鸡蛋清的水。遗传上不能产生IgE的小鼠也没有表现出回避行为。因此，肥大细胞和IgE这两种成分都对抗原回避起作用。

肥大细胞和IgE促进免疫回避。图片来自Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06188-0。

当接受卵清蛋白免疫的小鼠因被灌入含有鸡蛋清的水而别无选择时，它们的胃部和小肠出现了炎症。论文共同第一作者Thomas Plum解释说，“肥大细胞介导的回避行为显然保护了这些动物免受有害免疫反应的伤害。”

肥大细胞如何与大脑“对话”？

如今，这些作者面临着一个悬而不决的问题：作为免疫系统的一个组成部分，肥大细胞如何影响行为？免疫细胞是如何与大脑“对话”的？他们研究了肥大细胞释放的多种生物活性物质。其中包括白三烯（leukotrienes），即一类已知能激活感觉神经的促炎信使分子。

如果这些作者阻断了白三烯的合成，接受卵清蛋白免疫的小鼠就不再表现出同样的躲避鸡蛋清的后果。因此，白三烯似乎至少部分参与了回避行为。未来还需要进行进一步的免疫学和神经生物学实验，以确定这种肥大细胞信号通过哪些神经连接传递到大脑。

Rodewald说，“在肠道、肺部或皮肤中，对非感染性抗原的免疫反应可因所谓的屏障功能障碍（barrier disorders）而发生。就过敏而言，我们称这些抗原为过敏原。无论这些物质是否危险，对于有机体来说，重要的是避免进一步摄入这些物质，以预防炎症性疾病。这是一种进化优势，也是对肥大细胞和IgE生理作用的最终解释。”

肥大细胞是否也有助于避免人类体内的有害抗原必须在进一步的研究中加以解决。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Thomas Plum et al. Mast cells link immune sensing to antigen-avoidance behaviour. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06188-0.