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食物过敏已成为威胁人类健康与食物安全的一个全球性问题。蜂花粉（BP）是由蜜蜂采集的植物性食物，富含200多种营养物质和生物活性成分，被用作天然膳食补充剂，然而，一部分人在食用蜂花粉后会诱发过敏反应。以往研究认为，过敏的发生是由于蜜蜂在采集蜂花粉的过程中引入了一些致敏性风媒花粉（如菊科类花粉），或者蜂花粉在被摄入后，与其他致敏食物之间发生交叉反应。此外，蜂花粉中的一些植物源性过敏原，如十字花科花粉中的polcalcin、glutaredoxin和oleosin-B2，在过敏反应中也起着重要作用。目前关于蜂花粉的过敏原鉴定仍然十分局限，这限制了蜂花粉相关产品的质量安全控制和进一步开发利用。
发酵作为一种非热加工技术，在提升食品中营养物质含量和降低食物致敏性方面具有很大的潜力。乳酸菌（LAB）发酵目前已广泛应用于降低大豆、小麦等食品的致敏性中。LAB而作为一种益生菌，对肠道菌群的调节也具有一定的保护作用。
本文以甘蓝型油菜蜂花粉（Brassica napus）为主要研究对象，基于蛋白质组学技术对其潜在的过敏原进行识别、鉴定。建立乳酸菌（LAB）发酵蜂花粉的降敏方法，通过蛋白质组学检测蜂花粉中过敏原的变化和代谢组学分析其降解产物，探究乳酸菌发酵对蜂花粉过敏原的降解、代谢途径。进一步以致敏小鼠模型为基础，探究乳酸菌发酵蜂花粉（FBP）对肠道菌群组成和结构的保护作用与缓解过敏反应的相关性。
图1 通过NCBI BLAST工具对catalase（A）和lipase（B）的同源蛋白序列比对结果，以及抗原表位预测结果
电镜扫描显示LAB发酵后蜂花粉的孢子形态发生了明显变化（图2）。发酵使得花粉壁破裂，花粉内容物释放，有些花粉孢子甚至在发酵过程中严重破碎，溶解成碎片和不明聚合物。免疫分析显示，与对照组相比，发酵蜂花粉蛋白的IgE结合能力显著降低。蜂花粉中致敏蛋白含量在发酵后显著低于对照组。同时，与对照组相比，发酵蜂花粉中28种寡肽和氨基酸水平显著升高。结果表明，LAB发酵可以通过将过敏原降解为小分子肽和氨基酸，从而降低蜂花粉的致敏性。
图3为小鼠脾脏组织和胸腺组织HE染色与甲苯胺蓝染色结果，二者分别显示出BP组病理学变化和肥大细胞脱颗粒现象以及FBP的缓解作用。图4中代谢组学和免疫学分析显示，与对照组相比，鸡卵清蛋白（OVA）组和BP组血清中过敏介质包括生物胺（HIS）和IgE抗体含量显著升高，而FBP组与对照组比较差异不显著。提示FBP对小鼠免疫潜在的保护作用。
如图5所示，Ace、Shannon、Chao和Simpson指数显示不同处理样品肠道菌群的α-多样性，与CK组相比，OVA处理组Ace、Shannon、Chao指数下降，Simpson指数明显升高。PCoA分析显示了不同处理组间肠道微生物组成的差异，OVA组位于远离CK组、BP组和FBP组的单独象限，CK、BP和FBP组的聚类相互交叉。图6显示不同处理组间有显著差异的肠道微生物主要归属于5个科。其中Lachnospiraceae、Marinifilaceae和Helicobacteraceae的丰度在OVA组较CK组显著降低，而在BP和FBP组较OVA组显著升高，其对食物过敏具有潜在的保护作用。并且，预测了8条参与过敏反应过程的代谢通路发生了显著改变，它们与机体免疫系统在过敏反应中的调节有关。
这项研究证明了乳酸菌发酵可以将甘蓝型油菜蜂花粉过敏原（即glutaredoxin, oleosin-B2, catalase 和lipase）降解为小分子肽和氨基酸，以改变其表位，降低其过敏性。此外，LAB发酵的蜂花粉可以减轻小鼠的过敏症状，减少肥大细胞和过敏介质的产生。它还能调节肠道菌群结构和宿主代谢，以加强小鼠的免疫力，缓解过敏反应性。
李强强，博士，现为中国农业科学院蜜蜂研究所助理研究员，主要从事蜂产品质量安全与风险评估研究。目前主持国家自然科学基金项目1 项，主持中央级公益性科研院所基本科研业务费专项2 项，参与国家自然科学基金项目5 项；围绕农产品质量安全方向以第一/通讯作者在《Food Chemistry》、《Environment International》、《Journal of Agricultural & Food Chemistry》、《Food Research International》等期刊上发表SCI论文17 篇；以第一完授权国家发明专利4 项。担任《Foods》等期刊编辑。
吴黎明，博士，博士生导师，研究员，中国农业科学院蜜蜂研究所副所长、蜂产品质量与风险评估创新团队首席科学家，第三批国家高层次人才入选者，科技部中青年科技创新领军人才，国家蜂产业技术体系岗位科学家，中国养蜂学会蜂业标准化研究工作委员会组长。主要从事蜂产品质量安全与风险评估等研究工作。主持国家自然科学基金等国家或省部级项目近20项，以第一或通讯作者在 Cell Reports，Journal of Hazardous Materials等期刊上发表论文多篇。获各类成果奖12 项，其中以第一完获国家技术发明奖二等奖1 项、全国农牧渔业丰收奖一等奖1 项、中国农业科技奖一等奖1 项。2017年度入选中国农业科学院“B类领军人才”。