内毒素激活巨噬细胞的信号传导.doc

1 内***激活巨噬细胞的信号传导摘要脂多糖( LPS )通过与膜受体 CD14 作用将信号从胞外传到胞核而刺激多种细胞合成和释放 TNF- α、 IL- 1和 IL-6 等生物活性物质而表现复杂的生物学活性, 但其详细机制尚未完全清楚。本文就近年来对 LPS 激活巨噬细胞的信号传导机制的研究作一简要综述。关键词: 内***;信号传导;内***结合蛋白;蛋白酪氨酸激酶内***是革兰氏阴性细菌细胞壁的组成成份,其化学本质为脂多糖, 为细菌死亡或活跃繁殖时所释放。 LPS 本身无毒性作用, 但能够刺激体内多种细胞合成并释放众多内源性生物活性因子而表现出生物学活性。内***由结构和功能不同的四部分组成: 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, 2 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 诱导细胞反应的起始步骤。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。然而,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 CD1 4 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有意义。信号由 CD1 4 介导从胞外传到胞内后,最终将导致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,只有充分认识此信号传导途径, 才能综合利用各种手段控制由内***引起的不良反应。 1 LBP 的结构和功能 LBP 的发现是近几年来研究 LPS 如何刺激细胞过程中最重要的突破。 1986 年, Tobias 等[1] 首次从兔急性反应血清中分离纯化出 LBP , 酶联免疫吸附试验表明 LPS 通过类脂 A 与 LBP 结合, 核心多糖和 0- 抗原对其无影响, 结合比例为 1:1。人 LB P 是由肝细胞合成的单链多肽, 糖基化后以 60KD a 的糖蛋白进入血流,合成受细胞因子和类固醇激素的调节。 3 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, 氨基酸序列分析表明 LBP 和 BP I 与其它脂类载体蛋白具有部分相同序列, 可以断定 LBP 是结合中级***分子并在亲水环境中运输这类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 CD1 4 的相互作用。 BPI 的 LPS 结合功能区位于氨基末端的 25kD a 片段,氨基末端的蛋白水解片段和切割突变片段都有结合 LPS 的功能。在这启示下,现已发现 LBP 的氨基末端片段 LBP1-197 也显示出与 LPS 的结合能力, 然而, LBP1-197 缺乏提呈 LPS 与 CD14 的能力, 并且不能代替 LPS 刺激 THP- 1 细胞株产生 TNF- α, 但能有效抑制 LBP 依赖的 LPS 与 CD1 4 的结合及刺激腹腔巨噬细胞产生 TNF- α。虽然 BPI 与 LPS 结合的亲和力大于 LBP ,但它不能促进 LPS 与 CD14 的结合, 说明 BP I 缺乏参与 LP S 提呈的功能域或 LP S与 CD1 4 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 4 敏度和反应性, 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,体内实验也表明抗- 小鼠 LBP 抗体能阻止 LPS 引起的小鼠死亡。但另一方面, LBP 在 LPS 或革兰氏阴性菌引起的免疫保护反应中起了至关重要的作用, LBP-/- 小鼠对 LPS 或革兰氏阴性菌的抵抗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双方面的。 2 CD14 介导细胞激活的信号传导 LPS-LB P 复合物需进一步与 CD1 4 结合才能刺激细胞, 使信号向胞内传递而表现出生物学活性。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定。 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 还可以由髓系细胞直接分泌。 5 LBP 作为一种调理素,促进 LPS 与髓系细胞的结合。 E-LPS 和 LBP