肥大細胞膜上的IgE 抗體與過敏原結合後,內質網中的何種離子會增加釋出到細胞質並誘導顆粒釋放到細胞外(degranulation)?
詳細解析
本題觀念
肥大細胞(mast cell)表面的免疫球蛋白 E(immunoglobulin E, IgE)會先和高親和力受體 FcεRI 結合。當過敏原同時連結兩個以上的 IgE-FcεRI 複合體,就會啟動細胞內訊號傳遞,造成細胞質鈣離子濃度上升,進一步促使細胞顆粒與細胞膜融合並釋放內容物。掌握「受體交聯—鈣離子—脫顆粒」這條路徑,即可判斷答案。
選項分析
A. 鉀離子:鉀離子雖然參與細胞膜電位及多種細胞生理功能,但不是 IgE 受體交聯後由內質網鈣儲存庫大量釋出的主要訊號離子。肥大細胞脫顆粒的關鍵並非鉀離子增加,因此此項錯誤。
B. 鋅離子:鋅離子可在細胞內影響蛋白質與訊號調節,但不是本題典型過敏反應路徑中,從內質網釋出並直接驅動顆粒胞吐的主要離子。此項不是正確答案。
C. 鈣離子:過敏原造成 IgE-FcεRI 交聯後,會活化下游酵素與磷脂酶 C(phospholipase C, PLC)訊號。PLC 產生三磷酸肌醇(inositol 1,4,5-trisphosphate, IP₃),IP₃ 作用於內質網上的受體,使儲存於內質網的鈣離子釋放到細胞質;接著細胞外鈣離子也可經儲存操控型通道流入。細胞質鈣離子上升會啟動顆粒移動、膜融合與胞吐,造成肥大細胞脫顆粒,因此本項正確。
D. 鈉離子:鈉離子是重要的細胞外陽離子,參與膜電位與運輸,但不是這條 IgE/FcεRI 訊號中由內質網釋放、誘導肥大細胞脫顆粒的主要離子。此項錯誤,但不是官方答案。
答案解析
本題答案為 C。過敏原交聯肥大細胞表面的 IgE-FcεRI 後,訊號會經由 PLC 及 IP₃ 促使內質網釋放 Ca²⁺,造成細胞質鈣離子升高;鈣離子訊號再協調細胞骨架、顆粒運輸及顆粒膜與細胞膜的融合,最後形成脫顆粒。後續的鈣離子流入也能維持訊號並放大反應。題目問的是由內質網增加釋出到細胞質、且直接誘導顆粒釋放的離子,應選鈣離子。
核心知識點
第一型過敏反應的早期細胞事件可依序記為:過敏原交聯 IgE;FcεRI 啟動酪胺酸激酶訊號;PLC 產生 IP₃ 與二酸甘油酯;IP₃ 促使內質網釋放 Ca²⁺;細胞質鈣離子上升,推動肥大細胞脫顆粒。已儲存的介質包括組織胺、蛋白酶及其他顆粒成分;活化後也會合成脂質介質與細胞激素。考題若問「內質網釋出的離子」,優先聯想到 Ca²⁺,不要被鉀、鈉等常見陽離子干擾。