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牛乳β-乳球蛋白(β-Lg)过敏影响婴幼儿对优质乳蛋白的吸收,危及其身体健康。最新报道提示过敏所致的肠道短链脂肪酸(SCFA)代谢紊乱亦与过敏炎症发生发展密切相关,益生菌调节肠道短链脂肪酸代谢发挥的益生功能一直备受关注,但其在缓解牛乳过敏中的作用尚未见报道。故本课题首先观察丁酸和乙酸对过敏小鼠淋巴细胞的体外调节作用,检测细胞增殖及短链脂肪酸特异性受体表达变化。继而构建牛乳过敏小鼠模型,观察具抗过敏性能的嗜酸乳杆菌对肠道短链脂肪酸代谢的影响,监测脂肪酸受体GPR41和GPR43在小鼠脾脏、结肠组织中的表达,分析各组小鼠血清总Ig E、炎性细胞因子和过敏症状的变化,探讨益生菌调节脂肪酸代谢与激活肠道免疫信号和防治炎症之间的相关性,从细胞和整体两方面揭示益生菌调节脂肪酸代谢缓解过敏的机制。本研究首先从细胞实验研究SCFA对炎症的缓解作用。通过MTT实验检测SCFA对小鼠脾淋巴细胞增殖的作用。分别取终浓度为1、2、5、10、50和100 mM/L的乙酸钠和丁酸钠与小鼠脾淋巴细胞体外共同培养2 d,结果表明乙酸钠对脾淋巴细胞增殖无显著影响,而丁酸钠可显著抑制脾淋巴细胞的增殖(P<0.05),且表现出剂量依赖关系。然后检测SCFA对致敏小鼠脾淋巴细胞分泌细胞因子和抗体的影响。分别取终浓度为1、2、5、10、50和100 mM/L的乙酸钠和丁酸钠与致敏小鼠脾淋巴细胞体外共同孵育,相比乙酸钠刺激,丁酸钠对Ig E和炎性细胞因子(TNF-β、IL-17和IL-6)具有较好抑制作用,并显著促进了Treg型细胞因子TGF-β的分泌(P<0.05)。最后检测了SCFA对致敏小鼠脾细胞脂肪酸G蛋白受体表达的影响。分别取终浓度为1、2、5、10、50和100 mM/L的乙酸钠和丁酸钠与致敏小鼠脾淋巴细胞体外共同孵育48 h,RT-PCR检测脾细胞G蛋白mRNA表达。相比乙酸钠刺激,不同浓度丁酸钠促进了致敏淋巴细胞的GPR41和GPR43 mRNA表达(P<0.05),且丁酸钠对GPR43受体表达的促进作用优于GPR41。本研究的动物实验部分首先检测了嗜酸乳杆菌干预对β-Lg过敏小鼠肠道SCFA代谢的影响。BALB/c小鼠随机分为空白组、致敏组、嗜酸乳杆菌组(低组0.096 g/kg、中组0.96 g/kg、高组9.6 g/kg)和丁酸钠组(50 mM/L),应用气质色谱分析各组小鼠肠道SCFA的代谢变化。实验结果显示,与对照组相比,致敏组小鼠结肠粪便中乙酸水平显著上升,丙酸、丁酸、戊酸水平显著降低(P<0.05)。而嗜酸乳杆菌干预能够有效改善过敏肠道内SCFA的代谢紊乱。通过对过敏小鼠和对照组小鼠结肠内粪便中短链脂肪酸的分析,结果显示,与空白组相比,过敏组结肠内粪便的乙酸均呈现出高丰度,但其他短链脂肪酸(丙酸、丁酸、戊酸)的丰度则在过敏时发生明显下降。其中,尤其以丁酸的下降最为显著。在不同浓度益生菌干预后,乙酸的丰度明显下降,其他短链脂肪酸丰度上升,以丁酸最为显著(P<0.05)。同时,RT-PCR检测各组小鼠脾脏、结肠中脂肪酸特异性受体GPR41和GPR43的基因表达量。结果显示,过敏组小鼠GPR41和GPR43表达较空白组较低。嗜酸乳杆菌组和丁酸钠组小鼠脾脏、结肠中GPR41和GPR43受体的基因表达量,且具有剂量依赖性;而且结肠和脾脏中GPR43 mRNA的表达都高于GPR41的表达。最后,本研究对嗜酸乳杆菌调节SCFA代谢与β-lg过敏缓解进行了相关性分析,发现与正常组小鼠比较,β-Lg致敏小鼠血清中总Ig E和炎性细胞数目显著升高,病理学结果显示其结肠和肺组织有明显炎性细胞浸润。而益生菌和丁酸钠干预可有效缓解β-Lg过敏症状,高剂量嗜酸乳杆菌组(9.6 g/kg)和丁酸钠组小鼠肺泡壁无出血现象,结肠肠腺细胞排列整齐,其血清中总Ig E水平明显降低(P<0.05),TGF-β和IFN-γ含量显著上调(P<0.05)。同时,相关性分析结果表明,高浓度嗜酸乳杆菌组小鼠GPR43受体表达与TGF-β和IFN-γ呈正相关,与IL-17、IL-6、IL-4负相关。GPR41和TGF-β、IFN-γ也呈正相关,与炎性因子IL-4、IL-6、IL-17呈负相关。综上所述,嗜酸乳杆菌在一定程度上能缓解牛乳过敏症状,其免疫机制可能与益生菌改善过敏小鼠肠道SCFA代谢紊乱,上调SCFA特异性受体GPR41和GPR43的表达,进而抑制炎症发生密切相关。