柑橘因其独特风味深受人们喜爱,是世界上最重要的水果之一。柑橘富含各种有益健康的功能性成分,消费者在享受这些功效的同时,也有部分人在食用柑橘时出现食物不良反应(上火、过敏等),症状表现为口舌生疮、喉咙红肿等,这种不适反应的感官体验也逐渐成为人们评价果实品质的指标之一。然而,由于相关的研究基础弱、研究条件要求高、需要多学科交叉等原因,柑橘摄入导致人体不良反应的研究进展缓慢。随着果树学、分子生物学、分析化学和医学等学科快速发展,交叉融合,温州蜜柑摄入导致人体“上火”这个消费者关注的科学问题重新提到研究日程上。本研究建立了低致敏性柑橘种质资源筛选方法,筛选低致敏性柑橘品种,可为过敏体质的特殊人群提供可食用的柑橘;然后评价了不同柑橘种类品种致敏性,探明过敏原蛋白积累规律,从柑橘过敏的角度解释温州蜜柑摄入诱导人体不良反应的原因;最后通过已建立的流行病学研究平台,结合柑橘过敏原研究,解析温州蜜柑摄入诱导人体不良反应症状的发生机理。主要研究结果如下:1.果实不同组织、成熟期和遗传因素对柑橘过敏基因表达的影响知之甚少。本研究发现甜橙(Citrus sinenesis)中过敏原基因Cit s 1.01、Cit s 2.01和Cit s 3.01分别有15、2和6个序列高度相似的同源基因,克隆了这3个过敏原基因,并设计了特异性Taqman探针,建立多重荧光定量PCR(Multiplex real-time PCR assay)的方法,能对甜橙过敏原基因进行绝对定量分析,且发现在柑橘成熟过程中过敏原基因Cit s1.01、Cit s 2.01和Cit s 3.01的表达模式不同。此外,10个柑橘品种(红橘、本地早、温州蜜柑国庆一号、纽荷尔脐橙、华盛顿脐橙、红肉脐橙、路德红夏橙、鸡尾葡萄柚、星路比葡萄柚)的果皮和果肉中Cit s 3.01基因表达量均比Cit s 1.01和Cit s 2.01基因高。此外,以高班柚(Citrus maxima)为代表的柚类过敏原基因表达水平较低。2.柑橘含有的过敏原,如Cit s 1.01、Cit s 2.01、Cit s 3.01,都可能导致过敏反应。本研究建立了这三个柑橘过敏原蛋白原核表达体系,能快速、大量地获得重组的三个柑橘过敏原,并利用表达纯化的过敏原蛋白作为抗原制备了特异性、灵敏的兔多克隆抗体Anti-Cit s 1.01、Anti-Cit s 2.01和Anti-Cit s 3.01。并且,本研究使用免疫印迹的方法对21个柑橘品种(红橘、本地早、鄂柑一号、克里曼丁橘、温州蜜柑国庆一号、纽荷尔脐橙、华盛顿脐橙、红肉脐橙、路德红夏橙、高班柚、晚白柚、沙田柚、琯溪蜜柚、鸡尾葡萄柚、星路比葡萄柚、尤力克柠檬、墨西哥莱蒙、融安金弹、清见、不知火、秋晖)的果皮、果肉中三个柑橘过敏原含量进行检测,通过印迹强弱来评价柑橘果实的致敏性,证明了柚(高班柚、晚白柚、沙田柚、琯溪蜜柚)中过敏原Cit s 1.01、Cit s 2.01、Cit s 3.01含量相对最低。此外,利用甜橙过敏人群血清进行免疫印迹分析进一步验证了沙田柚和琯溪蜜柚是8个柑橘品种(克里曼丁橘、国庆一号温州蜜柑、红肉脐橙、沙田柚、琯溪蜜柚、鸡尾葡萄柚、金柑和尤力克柠檬)中致敏性最低的。因此,柚类可作为低致敏柑橘品种供给过敏体质的特殊人群食用。3.连续3年重复进行食用温州蜜柑志愿者实验,发现过量食用温州蜜柑能引起食物不良反应,其症状为喉咙痒或喉咙痛、牙龈肿胀和口腔溃疡,这种现象在传统中医上称为“上火”。通过利用已建立的流行病学研究平台(即双盲安慰剂对照食物激发试验),发现食物摄入3天后,温州蜜柑组中72.7%的参与者出现SIS症状,但安慰剂组(甜橙组)中只有30%的参与者出现SIS症状。且通过临床症状观察统计分析,温州蜜柑诱导综合症(SIS)是一种免疫介导的食物不良反应,其症状特征在于呼吸道,胃肠道和口腔的不适,同时血清中炎症因子TNF-α和血红蛋白含量,以及嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和血小板的数量呈现显著性变化。因此,过量摄入新鲜的温州蜜柑可诱发炎症反应。利用血清代谢组学研究发现SIS症状发生的分子机制可能是通过影响花生四烯酸代谢途径,进而导致炎症。脂质代谢物PC(20:5(5Z,8Z,11Z,14Z,17Z)/16:1(9Z))也被鉴定为SIS症状的潜在生物标志物。此外,比较温州蜜柑(Citrus unshiu)和甜橙中三种过敏原含量差异,我们发现柑橘过敏原不是引起SIS的关键原因。综上所述,本研究通过建立低致敏性柑橘种质资源筛选方法,鉴定了柚类是潜在的低致敏性柑橘品种;同时,发现柑橘过敏原不是温州蜜柑摄入诱导人体“上火”的原因;此外,通过对参与双盲安慰剂对照食物激发试验的人群血样进行代谢组学分析及数据挖掘,发现温州蜜柑是通过花生四烯酸代谢途径诱导人体的轻度
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