Иммунная чувствительность к пищевым аллергенам способствует избегающему поведению.

Dec 03, 2023

Природа (2023)Цитировать эту статью

11 тысяч доступов

1 Цитаты

250 Альтметрика

Подробности о метриках

В дополнение к своей канонической функции защиты от патогенов иммунная система также может изменять поведение1,2. Масштабы и механизмы поведенческих изменений иммунной системы еще недостаточно изучены. Здесь, используя мышиные модели пищевой аллергии, мы показываем, что аллергическая сенсибилизация приводит к избеганию специфического антигена. Прием аллергена активирует области мозга, участвующие в реакции на аверсивные стимулы, включая ядро ​​одиночного тракта, парабрахиальное ядро ​​и центральную миндалину. Избегание аллергенов требует наличия антител иммуноглобулина Е (IgE) и тучных клеток, но предшествует развитию аллергического воспаления кишечника. Способность аллерген-специфического IgE и тучных клеток способствовать избеганию требует цистеиниловых лейкотриенов и фактора роста и дифференцировки 15. Наконец, сравнение линий мышей C57BL/6 и BALB/c выявило сильное влияние генетического фона на поведение избегания. Таким образом, эти данные указывают на антиген-специфические поведенческие модификации, которые, вероятно, развились, чтобы способствовать выбору ниши, чтобы избежать неблагоприятной среды.

Аллергия представляет собой класс воспалительных заболеваний, распространенность которых за последние десятилетия возросла3. Аллергические заболевания, такие как атопический дерматит, пищевая аллергия, астма и гиперчувствительность к лекарствам, по-видимому, напрямую связаны с индустриализацией и городским образом жизни4. Однако физиологическая роль этих аллергических реакций остается загадочной. Иммунитет 2 типа, который включает Т-хелперы 2 Т-клетки, антитела IgE и врожденные иммунные клетки (например, тучные клетки, эозинофилы и врожденные лимфоидные клетки 2 типа), опосредует аллергические реакции. В хроническом или чрезмерном виде аллергические реакции становятся вредными и потенциально летальными5. Аллергические реакции, по-видимому, играют важную роль в защите организма хозяина от вредных веществ, включая яды, жидкости гематофагов, ксенобиотики и раздражители6,7,8,9,10. Действительно, общей чертой аллергических реакций является обострение защитных нейрональных рефлексов, таких как чихание, зуд и рвота, которые выводят вредные вещества из организма11. В дополнение к этим рефлексам было показано, что при аллергических реакциях индуцируется поведение избегания12,13,14, что позволяет предположить, что иммунитет типа 2 может ограничивать воздействие вредных раздражителей, действуя как эффективная защитная стратегия для предотвращения дальнейшего повреждения. Однако механизмы, с помощью которых реакции типа 2 способствуют поведенческим результатам, еще не установлены.

Чтобы изучить влияние аллергической сенсибилизации на избегающее поведение, мы сенсибилизировали мышей подкожными инъекциями овальбумина (OVA) и адъюванта гидроксида алюминия (квасцов) в дни 0 и 7 (рис. 1a). Контрольные мыши получали квасцы без OVA. Затем мышей акклиматизировали в домашних клетках, оборудованных двумя ликометрами (то есть носиками, автоматически обнаруживающими облизывание), подключенными к бутылкам с водой. В период акклиматизации мыши не проявляли предпочтения в сторону (расширенные данные, рис. 1a,b). После акклиматизации мы случайным образом переключили содержимое одной из бутылочек на раствор OVA и заметили, что контрольные мыши проявляли повышенное предпочтение раствору OVA по сравнению с водой (рис. 1b и расширенные данные, рис. 1c), что позволяет предположить, что OVA вызывает аппетит. для мышей. Напротив, сенсибилизированные мыши уменьшили предпочтение раствора OVA в зависимости от дозы (рис. 1b,c и расширенные данные, рис. 1d,e). Анализ общего количества облизываний показывает, что контрольная группа примерно удваивает свое потребление, когда предлагается OVA, по сравнению с исходной водой, тогда как сенсибилизированные мыши сохраняют то же общее количество облизываний (расширенные данные, рис. 1f), что предполагает некий регулируемый механизм снижения концентрации аллергена. за счет увеличения потребления воды. Снижение предпочтения OVA, называемое здесь поведением избегания, у сенсибилизированных мышей произошло в течение 10 минут после предоставления тестовых бутылочек (расширенные данные, рис. 1g) и сохранялось на второй день теста, несмотря на смену сторон бутылочки (рис. 1d). . Примечательно, что отказ от раствора OVA сохранялся в течение по крайней мере 48 недель после аллергической сенсибилизации (рис. 1e) и был специфичен для OVA, поскольку контрольные и сенсибилизированные мыши демонстрировали сопоставимое предпочтение раствору, содержащему бычий сывороточный альбумин (рис. 1f). Затем мы обнаружили, что член 5 подсемейства катионных каналов переходного рецепторного потенциала (TRPM5), необходимый для вкусовой трансдукции в хемосенсорных клетках15, необязателен для развития поведения избегания (расширенные данные, рис. 1h). Наконец, аллергическая сенсибилизация к OVA пероральным холерным токсином, адъювантом, который, как известно, вызывает сильный гуморальный, но не клеточный иммунный ответ в моделях аллергии16, также способствовала избеганию OVA (расширенные данные, рис. 1i,j). Эти результаты показывают, что парентеральная иммунизация белком может вызвать специфическое избегание пищи, что согласуется с предыдущими наблюдениями12,17, за исключением того, что мы не добавляли сахарозу в раствор OVA, чтобы минимизировать поведенческие и метаболические эффекты.