屋塵螨變應原對人肥大細胞脫顆粒的影響

唐慧+王朵勤+沈燕蕓+徐金華

摘 要 目的：闡明屋塵螨變應原Derp1對人肥大細胞HMC-1釋放類胰蛋白酶水平的影響。方法：流式細胞法測定HMC-1細胞表面蛋白酶激活受體2（PAR2）表達水平；將Derp1、SLIGRL-NH2（PAR2激活劑）、LRGILS-NH2（PAR2對照肽）及Derp1+ FSLLY（ PAR2拮抗劑）分別處理HMC-1細胞，用ELISA檢測藥物刺激后類胰蛋白酶水平；采用鈣綠實驗檢測PAR2生物學功能。結果：肥大細胞表面表達PAR2受體；Derp1單獨作用于HMC-1可明顯引起HMC-1細胞內鈣流釋放及類胰蛋白酶的釋放，類胰蛋白酶釋放水平明顯高于SLIGRL-NH2及正常對照；將Derp1與FSLLY共同作用于HMC-1時，可部分抑制HMC-1細胞內的鈣流釋放及類胰蛋白酶的釋放。結論：屋塵螨變應原Derp1可以通過激活人肥大細胞HMC-1表面PAR2受體引起肥大細胞脫顆粒釋放類胰蛋白酶。

關鍵詞 屋塵螨 肥大細胞 蛋白酶激活受體2 類胰蛋白酶

中圖分類號：R758.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1533（2016）09-0010-04

Effect of house duct mite on the degranulation of the mast cells

TANG Hui， WANG Duoqin， SHEN Yanyun， XU Jinhua*

（Department of Dermatology， Huashan Hospital， Fudan University， Shanghai 200040， China）

ABSTRACT Objective： To study the effects of the house dust mite allergen Derp1 on the secretion of tryptase from the human mast cell line HMC-1. Methods： Flow cytometry assay was performed to determine the expression levels of protease activated receptor 2 （PAR2） on the surface of HMC-1 cells. HMC-1 cells were treated with Derp1， SLIGRL-NH2 （PAR2 agonist）， LRGILS-NH2 （control peptide for PAR2） or Derp 1 + FSLLY （PAR2 antagonist）， respectively， then the tryptase levels were measured using enzyme-linked immunosorbent assay （ELISA）. Biological functions of PAR2 were determined using the calcium green indicator. Results： PAR2 receptor was expressed on the surfaces of mast cells. Derp1 alone induced a significant release of intracellular calcium and tryptase in HMC-1 cells. The level of tryptase release was significantly higher compared with the SLIGRL-NH2 treatment group and the normal control group. The combination of Derp1 with FSLLY could partly inhibit intracellular calcium and tryptase release in HMC-1 cells. Conclusion： Derp1 can induce HMC-1 cells degranulation to release tryptase by activating the PAR2 receptor on the cell surface.

KEY WORDS house dust mite； mast cell； protease activated receptor 2； tryptase

肥大細胞是變態反應性皮膚病及慢性瘙癢發生中的關鍵細胞之一，其活化脫顆粒后可產生多種介質，如組胺、類胰蛋白酶等，其中類胰蛋白酶是重要的致癢介質[1-2]。屋塵螨是引起變態反應性疾病最常見的環境變應原之一，同時也是PAR2的激活劑[3]。因此，本實驗旨在研究屋塵螨變應原Derp1對人肥大細胞HMC-1脫顆粒的影響。

1 材料和方法

1.1 材料

人肥大細胞HMC-1細胞株由Dr. Butterfield 實驗室（Mayo Clinic， Rochester， USA）友情饋贈，類胰蛋白酶ELISA試劑盒購自美國RND公司，SLIGRL-NH2（PAR2活化肽）、LRGILS-NH（2PAR2對照肽）和FSLLRY（PAR2抑制肽）購自Tocris公司，屋塵螨Derp1購自Abnova公司，FITC標記的羊抗鼠PAR2單克隆抗體購自Santa Cruz公司，倒置顯微鏡（Nikon， japan），細胞培養箱（Thermo Electron Co.， USA），胎牛血清和青霉素（Gibco），PolyL-lysine （Sigma， USA）。

1.2 人肥大細胞HMC-1 表面PAR2表達

HMC-1細胞接種于75 cm2培養瓶內，用細胞培養液[0%（v/v）胎牛血清（FBS），20 mmol/L4-羥乙基哌嗪乙磺酸，0.01%（v/v）硫代甘油，2 mmol/L L-谷氨酰胺，鏈霉素和1%青霉素]于37 ℃、5%（v/v） CO2、濕度為95%的無菌環境培養箱中培養。收集對數生長期的細胞，經20 g/L多聚甲醛固定30 min后用含10 g/L BSA的PBS洗滌FITC標記的羊抗鼠PAR2 mAb以及同型對照4 mg/L 37 ℃ 孵育1 h 。抗體標記后細胞用含10 g/L BSA的PBS洗滌2次，重懸細胞以流式細胞術檢測肥大細胞PAR2表達。

1.3 人肥大細胞HMC-1培養與激發[4]

收集對數生長期的細胞，用血球計數板計數， 6孔板每孔5×105，設3個重復，用5 μg/ml Derp1、100 μmol/L SLIGRL-NH2、100 μmol/L LRGILS-NH2及100 μmol/L FSLLY+5 μg/ml Derp1分別處理細胞，于30 min后終止反應，4 ℃條件下600×g離心10 min后收集上清置于一80 ℃備用。

1.4 ELISA方法檢測類胰蛋白酶水平

用類胰蛋白酶ELISA試劑盒按照操作說明檢測上述實驗收集的上清液中類胰蛋白酶水平。

1.5 屋塵螨及類胰蛋白酶刺激下人肥大細胞HMC-1鈣熒光強度的變化

將HMC-1用Poly-L-lysine固定至載玻片上，用凡士林固定在顯微鏡槽中，在顯微鏡下觀察。用5 μg/ml Derp1、100 μmol/L SLIGRL-NH2、100 μmol/L LRGILSNH2、100 μmol/L FSLLY+5 μg/ml Derp1、100 ng/L類胰蛋白酶及100 ng/L 類胰蛋白酶+100 μmol/L FSLLY（PAR2拮抗劑）分別處理HMC-1細胞30 min，計算處理前后細胞內鈣熒光強度的變化，將取得的數據歸一化處理。

1.6 統計學方法

全部數據均采用SPSS 19.0分析，兩組間比較采用t檢驗，P<0.05時判定為統計學上有顯著性差異。

2 結果

2.1 人肥大細胞HMC-1 表面PAR2表達

流式細胞術檢測結果顯示，人肥大細胞HMC-1表面表達PAR2受體（圖1）。

2.2 屋塵螨變應原Derp1對人肥大細胞HMC-1釋放類胰蛋白酶水平的影響

Derp1、SLIGRL-NH2、LRGILS-NH2細胞培養液組作用于HMC-1 30 min后類胰蛋白酶水平分別為（70.40±1.55）ng/ml、（64.45±1.36）ng/ml（24.29±2.60）ng/ml及（31.12±3.60）ng/ml。經統計，HMC-1組釋放類胰蛋白酶的水平明顯高于SLIGRL-NH2、LRGILS-NH2和細胞培養液組（P<0.05），差別有統計學意義。Derp1與FSLLY共同作用HMC-1 30 min后類胰蛋白酶水平為（56.72±2.66）ng/ml，較Derp1單獨作用時明顯降低（P<0.05），較LRGILS-NH2和細胞培養液組依然明顯增高（P<0.05），差別有統計學意義（表1）。

2.3 屋塵螨及類胰蛋白酶刺激下人肥大細胞HMC-1表面PAR2活性測定

首先測定在細胞培養液中HMC-1的胞內熒光強度。將取得的數據歸一化處理后繪制成圖2所示。可以看到在30 min時胞內熒光強度下降至初始狀態的72.71%±2.21%，反應了熒光淬滅的過程。分別用Derp1、SLIGRL-NH2、LRGILS-NH2、類胰蛋白酶作用于HMC-1 30 min時胞內熒光強度下降至初始狀態的100.30%±2.37%、82.38%±2.24%、72.77%±3.16%、89.95%±2.25%。用Derp1+FSLLY，類胰蛋白酶+FSLLY作用于HMC-1 30 min時胞內熒光強度下降至初始狀態的78.63%±3.15%及82.60%±3.29%。

3 討論

皮膚瘙癢是皮炎、濕疹、蕁麻疹、 接觸性皮炎、 結節性癢疹和特應性皮炎等過敏性皮膚疾病最常見的臨床表現，嚴重影響患者的生活質量， 需要及時有效的治療[5]， 然而，皮膚瘙癢的發病機制至今仍不清，導致抗瘙癢治療效果有限。相關研究發現吸入性的變應原（主要是屋塵螨和粉塵螨）是引起過敏性皮膚病的重要誘因[6] ，在具有慢性瘙癢的過敏性皮膚病中，持續性的接觸屋塵螨與疾病的加重有關[7]。現有研究發現屋塵螨的提取物通過活化PAR2，可導致呼吸道黏膜下腺體的分泌增加，并可引起肺的感覺神經元細胞內鈣離子內流增加[8]，由此可見屋塵螨可以通過與PAR2的作用參與疾病的發生。

蛋白酶激活受體（PARs）屬于與G蛋白偶聯受體家族，這個家族有四個成員：PAR1， PAR2， PAR3和PAR4。PAR2分布于各種組織和細胞表面，主要包括人皮膚肥大細胞，上皮細胞，活化的內皮細胞，肌細胞，神經元和星形細胞等[5，9]。肥大細胞又是瘙癢發病中的關鍵細胞之一，其釋放的組胺和類胰蛋白酶都是重要的致瘙癢的介質，其中以類胰蛋白酶的含量為最大，約占肥大細胞分泌顆粒中蛋白質總量的1/2。由此可見，肥大細胞表面存在PAR2受體，而屋塵螨可以通過與PAR2的作用參與疾病的發生，因此我們推測，屋塵螨可以通過活化肥大細胞表面的PAR2受體進一步引起類胰蛋白酶的釋放，從而導致瘙癢的發生。有效地阻斷這一環節可能是治療慢性瘙癢尤其是對抗組胺藥效果不佳的瘙癢的潛在靶點，因此我們針對屋塵螨變應原-PAR2信號通路-肥大細胞-類胰蛋白酶途徑進行研究，以期闡明這一途徑的分子機制。

本實驗研究通過流式細胞檢測法證實HMC-1細胞表面PAR2受體的存在。屋塵螨變應原Derp1單獨作用于HMC-1細胞可明顯引起HMC-1細胞脫顆粒釋放類胰蛋白酶，其水平明顯高于PAR2活化劑、PAR2對照肽及正常對照，表明屋塵螨變應原Derp1是人肥大細胞HMC-1活化的重要刺激物。而將屋塵螨變應原Derp1與PAR2拮抗劑FSLLRY共同作用于HMC-1細胞時，可部分抑制HMC-1細胞脫顆粒引起的類胰蛋白酶的釋放。PAR2激活的一個重要特征在于誘導細胞內鈣流釋放，本研究通過檢測HMC-1細胞內鈣熒光強度的變化，發現Derp1及類胰蛋白酶可明顯引起HMC-1細胞內鈣流釋放，這一作用可部分被PAR2拮抗劑FSLLRY所拮抗。因此，我們認為屋塵螨變應原Derp1可以通過激活人肥大細胞HMC-1表面PAR2受體引起肥大細胞脫顆粒釋放類胰蛋白酶，但這并不是唯一途徑。

慢性瘙癢性皮膚病的治療一直是臨床的難題，由于其發生機制并未完全明確，因此蛋白酶抑制劑、PAR2拮抗劑等理論上可以抑制瘙癢的藥物均尚未應用于臨床治療，對其的研究多僅停留在動物實驗階段。對于我們課題中這些問題的解答將有助于明確慢性瘙癢的新靶點，也有助于明確屋塵螨變應原-PAR2信號通路-肥大細胞-類胰蛋白酶這一途徑在慢性瘙癢中所發揮的作用及其分子機制，從而為臨床新的治療提供切實的理論基礎，為真正解決臨床實際問題提供幫助。

參考文獻

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