FSHW | 橄榄油通过促进肠道黏膜免疫改善由OVA诱导的小鼠食物过敏反应

2023-01-15
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自21世纪初以来，食物过敏的发病率急剧增加，影响到全球约3%至10%的成年人和8%的儿童。研究发现，免疫球蛋白E（IgE）介导的食物过敏可引发从持续抓挠到腹泻、呕吐甚至呼吸道阻塞等更具生命威胁的反应。卵清蛋白（OVA）是鸡蛋中最主要的过敏原之一。
越来越多的证据表明，食物过敏与肠道健康密切相关。胃肠道是接触食物过敏原的主要途径，然而完整的肠上皮层通过黏膜免疫系统隔离病原体的入侵，并保持共生菌群的分隔。因此，维持完整健康的肠道黏膜可以降低食物过敏的发生率。除了遗传、环境和药物，饮食是影响黏膜免疫系统的最重要因素。研究已经发现，高糖高脂以及高盐饮食会引起肠道通透性的增加，促进肠道炎症并增强食物过敏反应，而膳食纤维却可以通过增强口服耐受性来防止食物过敏。因此，以肠道健康为靶点，通过饮食干预来预防和治疗食物过敏是一种更加健康有效的方式。
地中海饮食在全球范围内被认为是最健康的饮食模式之一，这得益于其富含抗氧化剂和各种抗炎营养素的食物组合。橄榄油是地中海饮食的核心，已被证明可以降低多种疾病的风险，包括心血管疾病、糖尿病和癌症。在本文中，我们基于小鼠模型评估了橄榄油对OVA诱导的食物过敏的改善作用，并随后探讨了橄榄油对过敏小鼠肠道黏膜的影响。

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图1   小鼠致敏实验方法
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Results
小鼠临床过敏症状表现
橄榄油对OVA致敏小鼠的临床表现的影响如图2所示。第5次口服OVA激发后，在第41天收集未经致敏和橄榄油治疗组小鼠的血清，以确定过敏反应。结果表明，OVA激发导致OVA特异性抗体IgE和过敏介质mMCP-1显著增加（P＜0.01）（图2A-B）。与模型组相比，橄榄油组的IgE和mMCP-1水平分别显著降低37.99%和35.59%（P＜0.01）。同时，橄榄油组小鼠口服OVA后挠鼻、抽搐等临床症状减轻，过敏评分较低（图2C）。这些结果证明，橄榄油可以有效提高小鼠对过敏原OVA的口服耐受性。

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图2   小鼠血清OVA-IgE（A）、mMCP-1（B）含量和临床过敏症状评分（C）
小鼠肠道形态学和组织学观察
使用扫描电镜观察回肠绒毛的完整性和回肠的组织病理切片，以检查OVA诱导的食物过敏小鼠的肠道炎症程度。如图3A所示，扫描电镜观察显示PBS组的肠绒毛排列整齐，呈丰满圆形，无裂纹或缺陷。相比之下，模型组的回肠绒毛表面破裂，部分受损，然而，额外服用600 mg/(kg∙d)的小鼠的回肠绒毛表现与正常组接近。尽管有一些可见的断裂，但模型组绒毛表面完整，没有明显的裂纹。回肠组织的病理观察结果如图3B所示。PBS组小肠绒毛细长，排列紧密，肠黏膜结构完整。此外，固有层中柱状细胞和杯状细胞丰富，未观察到明显的炎症迹象。相比之下，模型组的绒毛萎缩和断裂，内皮细胞减少，提供了明显炎症的证据。当小鼠接受600 mg/(kg∙d)的橄榄油摄入后，肠道腺体之间的间距仍明显扩大，但绒毛形态与正常组相似，炎症已减轻。这些结果表明，橄榄油可以有效地抑制食物过敏过程中的肠上皮损伤。

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图3   小鼠回肠扫描电镜观察（A）和HE染色观察（B）
肠道紧密连接蛋白表达水平
紧密连接（Tight junction, TJ）是由位于相邻细胞之间上皮顶端部分附近的多个蛋白质组装而成的，并控制细胞旁转运途径的通透性，是肠道物理屏障不可或缺的组成部分。密蛋白（Claudins）和封闭蛋白（Occludin）是跨膜蛋白，在细胞外单价阳离子、溶质和水的经上皮细胞旁通道样透性选择性中发挥重要作用；闭锁小带蛋白（Zonula Occludens-1，ZO-1）是将连接蛋白连接到肌动蛋白细胞骨架的桥梁，这些蛋白相互作用维持TJ的形成和功能。在本研究中，致敏后，模型组的三种肠道TJ蛋白水平显著降低（P＜0.01），而橄榄油组的三种TJ蛋白水平分别提高了18.67%、18.43%和41.63%。因此，这些结果提供了证据，表明食物过敏引起的肠上皮屏障功能损害可以通过摄入橄榄油来恢复。

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图4   小鼠肠道中紧密连接蛋白含量
肠黏液成分分析
肠道屏障除了由肠上皮细胞和细胞之间的紧密连接和黏附连接组成的物理屏障外，还包括由肠上皮细胞所分泌的黏液和抑菌物质组成的化学屏障。当食物过敏原侵入肠道时，免疫系统会受到刺激，产生更多粘液，以维持宿主防御。如图5A所示，与PBS组相比，模型组粘液中的粘蛋白2（MUC2）表达增加，而橄榄油组的表达比模型组高20.37%。β-防御素是一种小型阳离子抗菌肽，主要由上皮细胞和Paneth细胞产生，由微生物或细胞因子组成或诱导，有助于广谱天然免疫。食物过敏会降低肠道中的β-防御素水平，然而，在本研究中，发现摄入橄榄油会使β-防御素的表达水平比模型组高23.16%（图5B）。这些数据进一步证明，橄榄油在维持肠道屏障的完整上具有有效作用。

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图5   小鼠肠道中MUC2β-防御素和sIgA水平
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Conclusion
本研究评估了橄榄油对OVA诱导的小鼠食物过敏的抗过敏作用。结果表明，除了典型的过敏症状外，OVA致敏小鼠还经历了过敏原特异性因子的增加和肠道免疫力的降低，然而，在施用橄榄油后，这些过敏症状得到了改善。具体来说，橄榄油降低了小鼠的过敏症状评分，并上调了低温和免疫器官指数的下降。此外，橄榄油治疗组的过敏相关细胞因子减少，肠道炎症减轻。此外，对肠黏膜免疫相关因素的分析显示，橄榄油促进肠紧密连接蛋白（Claudin-1、Occludin和ZO-1）和IL-22的表达，并有助于维持肠上皮物理屏障的完整性。同时，橄榄油治疗组的肠粘液中MUC2和β-防御素水平升高。综上所述，橄榄油可以有效改善食物过敏，维持肠道黏膜免疫。


第一作者

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马玉，女，集美大学海洋食品与生物工程学院食品工程专业硕士研究生，研究方向为食品营养。

通信作者

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刘翼翔，博士，教授，博士研究生导师，美国田纳西大学访问学者，集美大学青年拔尖人才，福建省“杰出青年”科学基金获得者。主持及参与国家重点研发项目课题、国家自然科学基金、福建省“杰出青年”科学基金等各类科研项目20余项。在Food Hydrocolloid.、J. Agr. Food Chem.、Carbohyd. Polym.、Brit. J. Nutr.等学术期刊上发表研究论文60多篇，其中以第一/通讯作者发表研究论文40多篇（SCI/EI收录32篇，IF > 5.0的SCI论文21篇，ESI高被引论文2篇）；获得国家发明专利授权17项，其中以第一发明人获得授权14项，实现成果转让7项；获得中国商业联合会科学技术进步奖一等奖1项（排名第一），参编学术专著2部，参与制定国家标准1项。Crit. Rev. Food Sci. Nutr.、J. Agr. Food Chem.、Food Funct.、Food Chem.、Mar. Drugs等学术期刊审稿人，中国食品科学技术学会休闲食品分会理事、福建省科技厅/厦门市科技局专家库成员。



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Olive oil ameliorates allergic response in murine ovalbumin-induced food allergy by promoting intestinal mucosal immunity


Yu Maa, Ming Liub, Donghui Lia, Jie Lia, Zixin Guoa, Yunjun Liua, Shengnan Wana, Yixiang Liua,c,*

a College of Ocean Food and Biological Engineering, Jimei University, Xiamen 361021, China

b National Food and Strategic Reserves Administration, Beijing 100083, China

c Collaborative Innovation Center of Provincial and Ministerial Co-Construction for Marine Food Deep Processing, Dalian Polytechnic University, Dalian 116034, China

*Corresponding author.

Abstract

The numerous health benefits of olive oil are widely known, however, it also provides anti-allergic properties that have not yet been fully defined. In this study, the anti-allergic activity of olive oil was evaluated by analyzing the clinical symptoms and immune-related factors in BALB/c mice that had ingested 600 mg/(kg∙day) olive oil for two weeks prior to the evaluation. An allergy model was subsequently constructed for analysis, the results of which showed that the olive oil reduced the scores of allergic symptoms in the mice, and up-regulated the hypothermia and the decline in the immune organ index. Moreover, fewer allergy-related cytokines and reduced intestinal inflammation was discovered in the olive oil-treated group. In addition, analysis of intestinal mucosal immune-related factors revealed that the olive oil promoted the expression of intestinal tight junction proteins (Claudin-1, Occludin, and ZO-1) and IL-22, and helped maintain the integrity of the intestinal epithelial physical barrier. Increased levels of mucin 2 and β-defensin were also found in the intestinal mucus of the olive oil-treated mice. These findings suggest that the oral administration of olive oil effectively attenuated the ovalbumin-induced allergic immune response in the mice, and had a positive effect on intestinal epithelial mucosal immunity.  

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Reference:

MA Y, LIU M, LI D H, et al. Olive oil ameliorates allergic response in murine ovalbumin-induced food allergy by promoting intestinal mucosal immunity[J]. Food Science and Human Wellness, 2023, 12(3): 801-808. DOI:10.1016/j.fshw.2022.09.015.

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文章编译内容由作者提供

编辑：梁安琪；责任编辑：孙勇

封面图片来源：图虫创意


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