《Biochemistry and Biophysics Reports》：Investigating the consequences of tape-stripping in ovalbumin-induced allergic mouse model: From physiology to gene regulation
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本研究為探究皮膚上皮屏障損傷（如膠帶剝離）如何加劇食物過敏的機制，研究人員構建了卵清蛋白(OVA)誘導的食物過敏小鼠模型，并結合膠帶剝離模擬屏障損傷。結果發現，膠帶剝離會顯著加劇過敏癥狀、破壞腸道屏障緊密連接蛋白（如Occludin、ZO-1、Claudin）表達、引發系統性免疫紊亂（如血清IgE、IL-6升高，脾臟Treg比例變化），并通過轉錄組學篩選出Acta2、Kdr、Cxcr4等關鍵靶點基因及相關信號通路（如PI3K-Akt、MAPK）。該研究為深入理解“皮膚-腸道軸”在食物過敏中的作用提供了新證據，并提示了潛在的治療靶點。
食物過敏，這個看似尋常的健康問題，正日益成為全球性的公共衛生挑戰。隨著患病率的不斷攀升，它不僅嚴重影響患者的生活質量，更潛藏著引發致命性過敏反應的風險。在探究食物過敏為何發生、如何加劇的過程中，科學家們將目光投向了我們身體的第一道防線——上皮屏障。皮膚和腸道黏膜如同守護疆土的衛士，防止外來過敏原的入侵。然而，越來越多的證據表明，這道屏障的“失守”——即上皮屏障功能障礙，是導致食物過敏易感性和病情加重的關鍵因素。那么，一個具體的問題隨之而來：日常生活中常見的皮膚物理損傷（比如反復粘貼和撕除膠帶造成的輕微損傷），是否會“牽一發而動全身”，通過某種內在聯系加劇腸道乃至全身的食物過敏反應呢？為了揭開“皮膚-腸道軸”在這一過程中的神秘面紗，研究人員開展了這項探索。
為了回答上述問題，本研究團隊在《Biochemistry and Biophysics Reports》上發表論文，系統研究了膠帶剝離(tape-stripping)這一模擬皮膚上皮屏障損傷的方法，對卵清蛋白(OVA)誘導的小鼠食物過敏模型的加劇效應及其潛在機制。他們發現，膠帶剝離能顯著惡化過敏小鼠的腹瀉癥狀和體溫變化，造成皮膚和腸道組織的病理損傷，并破壞腸道緊密連接屏障。更重要的是，通過多組學技術，他們深入揭示了其背后的免疫紊亂和基因調控網絡，發現了包括Acta2、Kdr、Cxcr4在內的關鍵靶點基因，以及鈣信號、PI3K-Akt、MAPK等關鍵信號通路的激活。這些發現不僅深化了對食物過敏“皮膚-腸道軸”機制的理解，也為同時靶向屏障修復和免疫調節的治療策略提供了新的理論依據和潛在靶點。
研究者們綜合運用了多種關鍵技術方法來回答科學問題。研究使用雌性BALB/c小鼠構建了OVA致敏和攻擊的食物過敏模型，并設立了對照組、OVA單獨致敏攻擊組(OVA組)以及OVA致敏攻擊聯合膠帶剝離組(OVA+T組)。通過組織病理學分析（蘇木精-伊紅染色、甲苯胺藍染色）評估皮膚和腸道組織的損傷及肥大細胞浸潤。采用酶聯免疫吸附試驗檢測血清中過敏與炎癥相關分子標志物，如免疫球蛋白E、組胺、白細胞介素-6、免疫球蛋白G1的水平。利用蛋白質印跡法分析腸道緊密連接蛋白的表達變化。通過流式細胞術對脾臟免疫細胞進行分析。研究還進行了空腸組織的轉錄組測序，通過生物信息學分析篩選差異表達基因、富集關鍵通路并構建蛋白質-蛋白質相互作用網絡，最后通過定量實時聚合酶鏈式反應對關鍵靶基因的表達進行驗證。
研究結果揭示了膠帶剝離的多方面加劇效應：
4.1. 膠帶剝離加重了皮膚和腸道組織的組織病理學改變
膠帶剝離加劇了OVA致敏小鼠在末次攻擊后30分鐘的體溫過低反應以及過敏性腹瀉。組織學觀察顯示，與OVA組相比，膠帶剝離導致了皮膚局部損傷的加重和腸道組織內炎癥細胞數量的增加。甲苯胺藍染色表明，膠帶剝離還導致了皮膚和腸道組織中肥大細胞浸潤的增多。空腸組織病理學評分顯著升高，證實了膠帶剝離誘導了明顯的空腸病理學改變。
4.2. 膠帶剝離加劇了食物過敏小鼠血清中的炎癥
血清檢測結果顯示，膠帶剝離處理顯著升高了OVA過敏小鼠血清中IgE、組胺、IL-6和IgG1的表達水平，表明全身性的過敏和炎癥狀態被進一步加劇。
4.3. 膠帶剝離增加了脾臟中CD4+Foxp3+Tregs在CD45+T細胞中的比例并釋放了IgE+細胞群
流式細胞術分析發現，在食物過敏小鼠中，脾臟CD45+T細胞中CD4+Foxp3+調節性T細胞的比例顯著降低，而膠帶剝離加劇了這種Tregs增殖的減少。同時，膠帶剝離還升高了脾臟中IgE+細胞的比例。
4.4. 膠帶剝離破壞了食物過敏小鼠的腸道屏障功能
蛋白質印跡分析表明，膠帶剝離顯著降低了腸道上皮緊密連接蛋白Occludin、Claudin-1和ZO-1的蛋白表達水平，這提示腸道上皮屏障的完整性遭到了實質性破壞。
4.5. RNA-Seq數據的全局分析
轉錄組學分析是本研究揭示分子機制的核心。在空腸組織中，與OVA組相比，OVA+T組共鑒定出444個差異表達基因，其中110個上調，334個下調。KEGG通路富集分析顯示，這些差異基因顯著富集于鈣信號通路、心肌細胞中的腎上腺素能信號和血管平滑肌收縮等通路。對上調基因的進一步分析發現，它們富集于細胞因子-細胞因子受體相互作用、PI3K-Akt信號通路和MAPK信號通路。基因本體論分析則顯示，上調的差異表達基因在與血管生成、炎癥反應等生物過程，以及蛋白結合等分子功能上顯著富集。蛋白質-蛋白質相互作用網絡分析鎖定Acta2、Kdr和Cxcr4為介導膠帶剝離加劇食物過敏的關鍵靶基因。
4.6. 通過qRT-PCR驗證轉錄組學發現
定量實時聚合酶鏈式反應結果證實，與對照組相比，OVA組中Acta2、Kdr和Cxcr4的mRNA表達已有基礎性升高，而膠帶剝離進一步加劇了這三個基因的表達，驗證了轉錄組學分析結果的可靠性。
歸納研究結論與討論，本研究的意義主要體現在以下幾個方面：
本研究通過整合組織病理、免疫學、分子生物學和轉錄組學多維度證據，系統論證了膠帶剝離引起的皮膚上皮屏障損傷能夠加劇OVA誘導的食物過敏。其核心結論是：膠帶剝離通過破壞腸道上皮屏障的完整性（表現為緊密連接蛋白下調）、誘發系統性免疫失調（表現為血清IgE等分子升高及脾臟Treg和IgE+細胞比例改變）、并顯著改變腸道組織的基因表達譜，從而加劇食物過敏。
在機制層面，轉錄組學分析提供了深入的見解。研究不僅發現了皮膚組織中與血管穩定、免疫細胞成熟相關的基因如Angpt4、Fos等發生改變，更重要的是在腸道中鑒定出444個差異表達基因，并富集出多條關鍵信號通路。其中，上調基因富集的細胞因子-細胞因子受體相互作用、PI3K-Akt和MAPK信號通路，被認為是介導免疫紊亂的核心。而通過生物信息學篩選出的Acta2、Kdr和Cxcr4這三個關鍵靶基因，與血管生成和炎癥反應密切相關，可能是連接皮膚損傷與腸道過敏加劇的重要分子樞紐。
這項研究的重要意義在于，它強化并細化了“皮膚-腸道軸”在食物過敏發病機制中的作用。它證實了局部的、物理性的皮膚屏障破壞，足以引發遠端的腸道免疫反應和基因表達重編程，為臨床上觀察到的皮膚狀況與食物過敏共病現象提供了實驗依據。此外，研究所揭示的關鍵靶點基因和信號通路，如Acta2、Kdr、Cxcr4以及PI3K-Akt/MAPK通路，為未來開發同時針對屏障修復和免疫調節的新型治療策略提供了潛在的、可操作的作用靶點。例如，針對這些靶點的藥物或干預措施，可能有助于管理或預防伴有皮膚屏障缺陷的過敏性疾病。
當然，研究也存在一些局限，例如皮膚炎癥與腸道基因表達失調之間的精確級聯反應尚不完全清楚，關鍵靶點的功能有待在基因敲除或過表達模型中得到進一步驗證。未來的研究可以沿著這些方向深入，以完全揭示這一復雜相互作用的全貌，并將基礎研究發現轉化為臨床應用的潛力。盡管如此，本研究無疑為理解食物過敏的復雜機制增添了重要的一塊拼圖，并開辟了新的研究路徑。
