過敏反應是每個人都或多或少會得的一種不算是病的小毛病。究其根本,過敏反應是由體內一類特殊的免疫球蛋白(IgE)介導的。IgE嫩鞏固特異性識別環境中各種各樣的過敏原物質,并通過組織間散布的桿狀細胞(mast cell)表面的FcεR1受體引發過敏效應。
對于IgG來說,其蛋白表面的糖基化特征能夠影響其最終的生物學功能,但對于IgE來說這方面的研究就少的多了。最近,來自哈佛大學醫學院、麻省總醫院免疫與炎癥疾病中心的Robert M. Anthony課題組在《JEM》雜志發表了一篇這方面的研究。
首先,作者設計了如下實驗收集IgE抗體:他們向小鼠注入OVA或者其它常見食物過敏原以及明礬佐劑。之后,小鼠血清被提取出來,并經過進一步處理濾掉血清中的IgG。這樣一來血清中含有的大部分是IgE類型的抗體。之后,作者通過體外酶處理將這些多克隆抗體上面的N-連接寡聚糖鏈進行消化反應,得到了無糖基化的IgE抗體。隨后,作者將這些抗體通過皮下注射的方式打入小鼠耳朵附近(這是一種常見的誘導過敏反應的模型)。結果顯示:沒有經過消化處理反應的IgE抗體能夠引起強烈的過敏反應:血管破裂以及眼睛變藍等癥狀。而相比較之下,經過去糖基化處理的IgE抗體則不能引起上述反應。之后,作者利用OVA特異性的IgE進行同樣的實驗,結果與上述相同。這一實驗結果說明了IgE表面的糖基化對其介導過敏反應的能力具有十分重要的作用。
為了確定具體哪個位點的糖基化對于IgE的功能十分重要,作者通過突變的方式(天冬酰胺-谷氨酰胺)制備了一系列不同位點的糖基化缺失突變體。之后通過相同的體內誘導實驗,作者發現在IgE Cε3結構域的糖基化對于其誘導過敏反應具有決定性的作用。由于Cε3結構域內部具有兩個天冬酰胺位點,分別是361與384。作者分別將兩個位點進行突變,并進行體內誘導。結果顯示,N384Q的突變與野生型均能引起強烈的過敏反應,而N361Q的突變則失去了這一效應。這一實驗結果說明384位點的糖基化對于IgE的功能十分重要。
由于IgE的功能實現需要首先經過與桿狀細胞的相互作用。作者通過熒光標記流式檢測發現:經過N384Q突變的IgE與桿狀細胞的結合能力相比野生型抗體要低很多,這一結果也說明了IgE表面的糖基化對于其結合能力十分很總要。
綜上,作者通過精細的突變手段證明了N連接的糖基化修飾對于IgE的功能十分重要,而且鑒定出這一關鍵的糖基化位點為384位(在人源IgE中的394位)的天冬酰胺。
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