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研究背景

过敏性鼻炎（allergicrhinitis，简称AR）是耳鼻咽喉的常见病和多发病之一，是由IgE介导的鼻黏膜的Ⅰ型变态反应性疾病，临床上以鼻痒、喷嚏、鼻分泌亢进、鼻黏膜肿胀为主要特点。AR的鼻部、非鼻部症状和睡眠障碍对患者的日常生活和社会交际造成诸多不良影响，加之相关并发症的发生，给患者造成了严重的思想压力和经济负担。因此，AR不仅是医学问题，而且也是社会问题，急需进行深入研究。据统计，美国每年用于此病的花费约为63～79亿美元，全球平均发病率为10％～25％，且随着工业的发展和生活环境的改变，AR的发病率近年来有增高的趋势，已成为亟待解决的全球性健康问题。自1878年发现肥大细胞（Mastcells，简称MCs）以来，人们对MCs在变应性疾病中的作用进行了广泛而深入的研究，MCs对有关AR的发生机制及其炎性反应过程逐渐引起人们的关注。

MCs来源于造血干细胞，广泛分布于结缔组织、黏膜组织及血管周围，是一类广泛分布于全身组织和器官的非特异性免疫细胞，易接触病原体和变应原等物质从而参与过敏反应的病理过程。MCs是人速发型变态反应的初级效应细胞，其激活直接影响次级效应细胞-嗜酸性粒细胞和中性粒细胞的募集和激活。MCs起源于多功能的CD34+，脊髓造血前期细胞。人的MCs前体细胞CD34+，只有少量在血液中，一般在成熟前已移行至组织内，并在某种情况下进行局部增殖。MCs是异质性细胞，主要存在于呼吸道和肠黏膜，鼻内主要存在的是黏膜型的肥大细胞。MCs脱颗粒是机体的一种防御反应，也是速发型变态反应（Ⅰ型超敏反应）和炎症等病理反应的基础。在变态反应中，MCs是变应性反应的靶细胞，MCs受到抗原攻击、脱颗粒，MCs通过释放组胺、白三烯、缓激肽、嗜酸性细胞趋化因子等炎性介质，导致血管通透性增强、炎性细胞浸润，引起鼻黏膜充血、炎性细胞浸润、呼吸道平滑肌收缩等过敏性免疫病理反应。白三烯反过来又能刺激MCs脱颗粒和溶酶体酶释放而加重炎症反应。IgE与MCs表面的IgE的Fc受体结合，使机体对该抗原处于“致敏”状态，当机体再次接触相同抗原时，该抗原可与已结合在MCs表面的IgE结合，使MCs细胞膜上的FcεRI发生交联，产生桥联反应，触发一系列生化反应，使细胞内钙离子浓度升高，导致MCs脱颗粒，释放炎性介质并合成新的炎性介质，血管通透性增强、扩张，呼吸道平滑肌收缩，表现为典型的I型超敏反应，如下图所示。

AR的发病大致分为三个阶段，即致敏阶段、反应阶段和效应阶段。致敏阶段开始于过敏原与鼻黏膜的接触，巨嗜细胞递呈抗原信息，促进B淋巴细胞产生特异性的IgE抗体；反应阶段是由于过敏原再次接触鼻黏膜，与附着在MCs表面的IgE发生“抗原－抗体”反应，使MCs处于致敏状态；效应阶段是因抗原－抗体反应使MCs活化并释放多种炎性介质（如组胺、白三烯、类胰蛋白酶、前列腺素和白介素等）激活下游的次级效应靶细胞-嗜酸粒细胞和中性粒细胞，最终引起流涕、鼻痒、喷嚏和鼻塞等急性过敏反应。可见，整个病理过程关键取决于MCs脱颗粒，细胞脱颗粒的百分率反映了MCs过敏反应的程度。MCs脱颗粒产生的多种炎性介质和膜磷脂代谢过程中产生的代谢产物将参与AR的鼻部过敏反应，因此，MCs是AR病理生理反应过程和鼻黏膜病理改变的关键致敏细胞。在AR中，这些炎性介质一方面引起过敏反应的流涕、鼻痒、喷嚏和鼻塞等临床症状，另一方面又可作为MCs被激活的证据。类胰蛋白酶是黏膜型MCs颗粒内的主要中性蛋白酶类，是MCs的特征性组成成分，当MCs被激活后以胞吐方式排出而在MCs介导的过敏性疾病中发挥炎性效应放大作用。活化的MCs可以分泌多种细胞因子，其中白介素具有促进嗜酸性粒细胞的分化、激活和趋化募集作用，从而参与宿主对炎性介质的反应。

研究模型

我们已经掌握了在体外获得大量高纯度的肥大细胞：将小鼠骨髓细胞直接冲出加入到含有IL-3和SCF的培养基中培养，每周换一次液，四到六周后收集培养细胞，大小、形状、分布均匀，具有折光性，如下图所示。

培养四周后，用甲苯胺蓝染色，可以观察到细胞质被染成紫红色，胞核染成蓝色。证实该细胞有吞噬甲苯胺蓝的特性，所获得的细胞为肥大细胞，如下图所示。

研究案例

目的：探讨姜黄素对治疗肥大细胞相关的过敏性疾病的可能作用
结论：姜黄素可抑制IgE介导的过敏反应及肥大细胞激活
路线：

1.在四周龄的BALB/c小鼠耳上诱导被动皮肤过敏反应（PCA）。在注射抗原一小时前，对小鼠口服施用姜黄素，可以明显抑制肥大细胞介导的PCA反应。

2.使用肥大细胞，发现姜黄素对TNF-alpha和IL-4两种细胞因子在经抗原刺激后的mRNA表达水平增高均有显著抑制作用，还能剂量依赖地抑制这两种细胞因子在肥大细胞中的分泌。

3.分析姜黄素对Syk磷酸化和Syk介导的磷酸化的影响作用：尽管姜黄素对上游Src激酶的活化和Syk自身的磷酸化没有影响，但Syk相关的下游衔接物和绑定物的磷酸化在肥大细胞中，姜黄素都表现了剂量相关的显著抑制作用

核心文献

1.Mast cells: beyond IgE. J Allergy Clin Immunol. 2003;111(1):24–32. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12532090

2.New developments in mast cell biology. Nat Immunol. 2008;9(11):1215–1223. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2856637/

3.Mast cells in the promotion and limitation of chronic inflammation. Immunol Rev. 2007;217:304–28. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17498068

4.Immunomodulatory mast cells: negative, as well as positive, regulators of immunity. Nat Rev Immunol. 2008. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2855166/

5.Molecular regulation of mast cell activation. J Allergy Clin Immunol. 2006;117:1214–25. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16750977