内毒素激活巨噬细胞的信号传导Word格式文档下载.docx

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　　内毒素由结构和功能不同的四部份组成：

0-物异侧链、外核心、内核心和类脂A。

类脂A是LPS的生物学活性组份，人工合成的类脂A具有LPS的所有生物学活性，因此，细胞对类脂A的识别必是LPS诱导细胞反映的起始步骤。

不同革兰氏阴性细菌来源的类脂A的化学结构高度保守，对其组成已了解得比较清楚。

但是，对LPS的三维结构及具有活性的构象知之甚少，对其与脂多糖结合蛋白（LBP）和/或CD14结合时的构象更无研究。

因为是它们介导了激活细胞的信号传导，对这些复合物结构的研究会更成心义。

信号由CD14介导从胞别传到胞内后，最终将致使基因转录事件的发生，LPS至少使哺乳动物20种以上基因发生转录，只有充分熟悉此信号传导途径，才能综合利用各类手腕操纵由内毒素引发的不良反映。

　　1LBP的结构和功能

　　LBP的发觉是近几年来研究LPS如何刺激细胞进程中最重要的冲破。

1986年，Tobias等[1]第一次从兔急性反映血清中分离纯化出LBP，酶联免疫吸附实验说明LPS通过类脂A与LBP结合，核心多糖和0-抗原对其无阻碍，结合比例为1：

1。

人LBP是由肝细胞合成的单链多肽，糖基化后以60KDa的糖蛋白进入血流，合成受细胞因子和类固醇激素的调剂。

LBP与另外一种LPS/类脂A结合蛋白即细菌穿透增高蛋白（BPI）具有较高同源性，氨基酸序列分析说明LBP和BPI与其它脂类载体蛋白具有部份相同序列，能够判定LBP是结合中级两性分子并在亲水环境中运输这种分子的蛋白家庭一员。

　　LBP最重要的生物学功能是使LPS与CD14结合。

它有两个功能域，一个与LPS结合，另一个介导LPS与CD14的彼此作用。

BPI的LPS结合功能区位于氨基结尾的25kDa片段，氨基结尾的蛋白水解片段和切割突变片段都有结合LPS的功能。

在这启发下，现已发觉LBP的氨基结尾片段LBP1-197也显示出与LPS的结合能力，但是，LBP1-197缺乏提呈LPS与CD14的能力，而且不能代替LPS刺激THP-1细胞株产生TNF-α，但能有效抑制LBP依托的LPS与CD14的结合及刺激腹腔巨噬细胞产生TNF-α。

尽管BPI与LPS结合的亲和力大于LBP，但它不能增进LPS与CD14的结合，说明BPI缺乏参与LPS提呈的功能域或LPS与CD14的较大亲和力抑制了此作用。

　　LBP能提高类脂A刺激腹腔巨噬细胞产生TNF-α的灵敏度和反映性，也能增强LPS诱导其它细胞因子和NO的产生。

去除血浆中的LBP能抑制LPS激活细胞的功能，体内实验也说明抗-小鼠LBP抗体能阻止LPS引发的小鼠死亡。

但另一方面，LBP在LPS或革兰氏阴性菌引发的免疫爱惜反映中起了相当重要的作用，LBP-/-小鼠对LPS或革兰氏阴性菌的抗击力明显低于正常小鼠[2]。

可见，LBP在对LPS免疫应答中的作用是两边面的。

　　2CD14介导细胞激活的信号传导

　　LPS-LBP复合物需进一步与CD14结合才能刺激细胞，使信号向胞内传递而表现诞生物学活性。

作为LPS受体，CD14以两种形式存在：

①由甘油磷脂酰肌醇尾巴（GPI）锚定在单核巨噬细胞表面（mCD14），②缺乏GPI的可溶性CD14（sCD14）。

与GPI结合的CD14羧基端的具体位置尚未确信。

sCD14有多条生成途径，在磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C作用下，CD14阳性细胞能释放此分子；

CD14也能通过蛋白酶从膜上降解；

一种磷脂酶D也能催化CD14的释放，但其作用还不清楚；

CD14还能够由髓系细胞直接分泌。

　　LBP作为一种调理素，增进LPS与髓系细胞的结合。

E-LPS和LBP混合，就和单核巨噬细胞形成玫瑰花现象，预先用抗-CD14单抗或磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C处置细胞就能够阻止玫瑰花的形成，而且，当抗-CD14单抗事前加入全血中，再加入LPS，在必然浓度范围内就无刺激产生细胞因子的能力。

　　尽管，LBP/CD14途径的说明，是对LBP刺激细胞机制熟悉的一个飞跃，但同时也提出了许多目前无法回答的问题。

最全然的问题是：

象CD14这种GPI锚定的分子，本身并非直接与细胞内其它分子互换信息，是如何介导信号传导的？

目前普遍以为LPS受体是多种分子的聚合体，而mCD14只是其中的配基结合亚单位，跨膜信号的传递由其它亚单位来执行。

现已有很多证据支持这一假说。

Hazio[3]等发觉，LPS诱导铜蓝蛋白、LBP等急性时相反映蛋白的表达并非需要CD14的存在。

但当LPS通过非CD14依托途径发挥生物学功能时，通常需要超必然剂量的高浓度。

抗-CD14单抗对LPS激活髓系细胞的抑制功能只有在低于必然浓度的LPS条件下有效。

有人研究了表达GPI锚定的或膜整合形式的CD14的70Z/3细胞[4]，LPS对这两种细胞都有激活功能，因此，GPI本身对CD14参与信号传导并非重要，只使CD14与胞膜整合。

　　对sCD14的研究较少，一样以为它在LPS刺激内皮细胞、上皮细胞等本身无mCD14的细胞中起了必然作用[5]。

　　3内毒素激活巨噬细胞的胞内信号传导

　　在内毒素刺激细胞的胞内信号传导途径中，研究最多的是丝裂原活化蛋白激酶（MAPK），多种因素都能激活此途径，尤其是多肽生长因子。

LPS与CD14的结合致使蛋白酪氨酸激酶（PTK）的活化，从而激活下游的MAPK。

一些实验说明，PTK抑制剂能抑制LPS诱导巨噬细胞产生TNF-α、IL-β及其杀瘤细胞活性[6]。

Src酪氨酸激酶家族成员p53/56Lyn（可能与胞膜相连）能被LPS激活，并致使其自身磷酸化一过性减少而后增加[7]。

其它被LPS激活的酪氨酸激酶包括p58/64hck和p59c-fgr等。

但最近，Meng等[8]发觉hck-/-fgr-/-lyn-/-小鼠来源的腹腔和骨髓巨噬细胞对LPS刺激产生IL-1，IL-6和TNF-α的反映皆正常，他们以为，LPS可能是激活了其它酪氨酸激酶如p72syk等。

Raf-1能和ras直接作用而激活MAPK，通过ras依托或非依托途径，巨噬细胞受LPS刺激致使Raf-1的快速磷酸化而活化，而酪氨酸磷酸化抑制剂，抑制Raf-1/MAPK的活化，说明它们的激活发生在PTK以后。

　　介导LPS信号传导的另一种途径是神经酰胺，它是由神经鞘磷脂酶催化神经鞘磷脂水解而生成。

神经酰通过神经酰胺激活的蛋白激酶（CAK）而传递信息。

CAK也能激活Raf[9]，这又提供了一条进入MAPK途径的通道。

LPS直接激活神经酰胺信号传导途径的依据有：

①类脂A和神经酰胺结构相似，②神经鞘磷脂酶和透细胞性的神经酰胺类似物能诱导巨噬细胞对LPS的部份反映，③LPS依托于CD14而激活CAK，④来源于C3H/HeJ小鼠（内毒素耐受）的腹腔巨噬细胞对神经酰胺无反映。

　　另外，PKC、C蛋白等信号传导途径在内毒素激活细胞中也起重要作用[6，10]。

但由于内毒素生物学效应的多样性、细胞来源的不一致性、检测传导途径指标的不同及各类传导途径彼此联系，致使对其研究显得十分困难。

　　4与内毒素激活细胞有关的转录因子和反映元件

　　转录因子家族Ets由三十种以上蛋白质组成，存在于多种生物，DNA结合部份为位于羧基结尾含85个氨基酸残基的高度保守序列。

Ets通过识别富含嘌呤的10对碱基对而调剂目的基因的转录，TNF-α、IL-1β等多种LPS诱导的基因启动子中存在Ets结合位点。

目前已证明Ets-二、Elk-1可由LPS诱导，而它们恰好又是MAPK信号传导途径的作用点[11]，酪氨酸激酶抑制剂genestein能阻止LPS致使其磷酸化[12]。

Ets家族的另一成员只表达在巨噬细胞和B淋巴细胞[13]，因此，有可能是介导巨噬细胞特异基因表达的转录因子。

　　许多LPS反映基因都有κB/rel转录因子家族识别的位点，核转录因子NF-κB通过识别保守序列5′GGG（ATrich）5CC3′在许多细胞中诱导多种基因的转录。

NF-κB是调剂转录活性的多基因家族，其成员包括NF-κB1（p50）、NF-κB2（p52/p49）、RelA（p65）、c-rel和relB。

保守区域rel操纵其与DNA结合、二骤化和核移位。

在静息细胞中，NF-κB与其抑制因子IκB形成无活性的胞浆复合物，生长因子、丝裂原等使IκB磷酸化而使NF-κB释放出来并进入核内，LPS激活巨噬细胞也是如此。

IκB也是多基因家庭，至少包括MAD3/IκBα、IκBγ和bcl-3，它们与rel的结合有特异性。

但仅是NF-κB的激活对内毒素刺激细胞的信号传导是不够的，LPS能激内毒素刺激细胞的信号传导是不够的，LPS能激活内毒素反映正常和内毒素耐受小鼠来源巨噬细胞的NF-κB，但只能使内毒素反映正常小鼠的巨噬细胞表达TNF-α和iNOS。

最近，Xie[14]报导LREAA（一种脂多糖反映元件）结合蛋白的激活在LPS刺激巨噬细胞产生iNOS是必需的。

其它转录因子，如NF-IL6等在LPS刺激细胞中的作用也有涉及，但其具体细节不清。

　　5结语

　　由于LPS发挥生物学效应的配基的复杂性、新受体的发觉、不同巨噬细胞反映的不同及与其它信号传导途径彼此联系，以至于对其激活细胞的信号传导机制研究的进展并非令人中意。

许多信号传导途径并非LPS激活细胞所特有，而往往与其它信号传导途径彼此交叉。

目前迫切的任务是找到LPS激活细胞特有的信号传导途径，但如果是巨噬细胞的基因调剂是由多条途径彼此作用，这种尽力或许将最终失败。

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