The role of peripheral immune cell activity in food-allergy-induced neuroinflammation and demyelination

外周免疫细胞活性在食物过敏引起的神经炎症和脱髓鞘中的作用

基本信息

  • 批准号:
    10412267
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 38.27万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-04-18 至 2027-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY Food allergy has been implicated in neuropsychiatric and neurodegenerative disorders. However, the causative role of food allergy in brain dysfunction has been debated, largely due to insufficient pathological evidence and clear underlying mechanisms. Using animal models of food allergy, we and others provided supportive evidence linking food allergy and brain dysfunction by demonstrating that inducing food allergy in otherwise healthy mice resulted in behavior changes associated with neuroinflammation and altered neural activities. We have found that C57BL/6J mice sensitized to a bovine whey allergen, β-lactoglobulin (BLG, Bos 5 d), do not exhibit overt anaphylactic reactions upon acute allergen challenge but showed anxiety-like and depression-like behavior one day after with elevated plasma levels of allergen-specific IgE and inflammatory cytokines and chemokines. These observations indicated that allergy-induced immune responses are still present in sensitized individuals even in the absence of apparent allergic reactions. Taking advantage of this mouse model of non-anaphylactic cow’s milk allergy (CMA), we subjected BLG-sensitized mice to a repeated allergen exposure regimen by placing them on a whey-containing diet for 2 weeks to simulate frequent allergen consumption by individuals with subclinical reactions. Although no evidence of anaphylaxis or food aversion was detected in the allergen-fed mice, we observed profound cortical demyelination as well as increased blood-brain permeability, perivascular astrocyte hypertrophy, and immune cell presence in their brains associated with significant depression-like behavior. Furthermore, the systemic levels of allergen-specific IgE and other inflammatory mediators remained elevated in these mice. Thus, we hypothesize that CMA-induced cortical demyelination and other neuropathologies result from neuroinflammation orchestrated by sustained activities of brain-infiltrating leukocytes due to repeated allergen exposure. In this project, we will first assess whether sensory, motor, and/or cognitive functions are also affected by the CMA-associated demyelination and neuroinflammatory changes in the brain and whether removing the allergen from the diet reverses the changes in the brain and behavior (Aim 1). We will then investigate the involvement of allergen-stimulated immune cells in the development of neuropathologies by clarifying their role in mediating the peripheral allergic insult to the brain (Aim 2). Finally, we will test whether pharmacological protection of the intestinal barrier prevents aberrant allergen entry during food consumption and reduces CMA-induced neuropathologies (Aim 3). The outcomes of this study will fill our knowledge gaps in the mechanism involved in peripheral-to-central communication and clarify the adverse effects of allergy-mediated chronic inflammation on brain function, prompting early allergy detection to prevent brain dysfunction.
项目摘要 在神经精神病和神经退行性疾病中,食物过敏已隐含。但是,是因果关系 食物过敏在脑功能障碍中的作用已引起争议,这主要是由于病理证据不足和 清晰的潜在机制。使用食物过敏的动物模型,我们和其他人提供了支持证据 通过证明其他健康小鼠诱导食物过敏,将食物过敏和脑功能障碍联系起来 导致与神经炎症和神经活性改变有关的行为变化。我们找到了 C57BL/6J小鼠对牛轮过敏原敏感β-乳糖球蛋白(BLG,BOS 5 D),不会暴露明显的公开 对急性过敏原挑战的过敏反应,但显示出焦虑状和抑郁症状的行为 第二天,血浆特异性IgE的血浆水平升高,炎症细胞因子和趋化因子。这些 观察表明,敏感个体中仍然存在过敏诱导的免疫反应,即使在 没有明显的过敏反应。利用这种非抗逆性牛的鼠标模型 牛奶过敏(CMA),我们通过放置对BLG敏感的小鼠进行了反复的过敏原暴露方案 持续饮食持续2周,经常模拟亚临床的人的过敏原消耗量 反应。尽管未在过敏原小鼠中检测到过敏反应或食物厌恶的证据,但我们 观察到的深层皮质脱髓鞘以及血脑周围星形胶质细胞的血液渗透性增加 与明显的抑郁症行为相关的大脑中肥大和免疫细胞的存在。 此外,过敏原特异性IgE和其他炎症介质的全身水平保持升高 在这些老鼠中。这是我们假设CMA诱导的皮质脱髓鞘和其他神经病理学结果 来自由脑浸入白细胞的持续活动而策划的神经炎症。 过敏原暴露。在这个项目中,我们将首先评估感觉,运动和/或认知功能是否也是 受到与CMA相关的脱髓鞘和神经炎症的影响 从饮食中去除过敏原会逆转大脑和行为的变化(AIM 1)。然后我们会 研究过敏原刺激的免疫细胞参与神经病理学的发展 阐明它们在介导周围的过敏性侮辱中的作用(AIM 2)。最后,我们将测试是否 肠屏障的药理保护可防止食物消费期间异常的过敏原入口 减少CMA诱导的神经病理学(AIM 3)。这项研究的结果将填补我们在 涉及外围到中央交流的机制,并澄清过敏介导的不良影响 慢性炎症对大脑功能,促使早期过敏检测以防止脑功能障碍。

项目成果

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