病原毒素对组织细胞的作用

内容提要内毒素的结构、生物学活性和在体内的分布机体对内毒素的反应内毒素受体和细胞内的信号转导宿主对革兰氏阳性菌及其毒素的反应2023/6/41当前第1页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/42当前第2页\共有47页\编于星期五\20点G-的外膜的结构和功能不对称双层。LPS位于外层，数量多，覆盖面广细菌对外环境的变化起反应和营养转运阻止毒性成份的进入LPS的完整性是细菌存活的基础LPS是抗体、免疫抑制剂和药物攻击的靶点2023/6/43当前第3页\共有47页\编于星期五\20点研究表明LPS引起G-严重感染和全身炎症反应毒性高活性免疫调节剂,促使宿主对病毒和细菌感染的非特异性抵抗对人类主要是毒性和致热作用2023/6/44当前第4页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/45当前第5页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/46当前第6页\共有47页\编于星期五\20点

内毒素的结构和生物活性O链重要的抗原，宿主体内存活，抗生素的靶核心区外核心区：己糖区内核心区：庚糖区，对细菌起存活作用类脂体A与LBP或细胞膜的受体识别分子特异结合通过受体介导机制活化细胞2023/6/47当前第7页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/48当前第8页\共有47页\编于星期五\20点内毒素的吸收和分布来源:外源性：LPS或G-菌内源性:肠道或炎症感染灶吸收:

肠道门静脉肝脏枯否细胞清除;肝、脾的巨噬细胞摄取快分布:

在肝脾迅速升高,后从巨噬细胞缓慢排出,粪尿排出慢2023/6/49当前第9页\共有47页\编于星期五\20点机体对内毒素的反应宿主反应发热、全身酸中毒、底物和氧利用紊乱、代谢异常、白细胞增多、高血糖、低血压、血管阻力下降、心输出量增加可诱导髓样/非髓样细胞表达细胞因子、粘附蛋白和酶产生过多的炎症介质

•

有利：增强免疫反应

•

不利：机体的功能紊乱和加重疾病的发展2023/6/410当前第10页\共有47页\编于星期五\20点LPS/APP-1急性期反应蛋白a1酸性糖蛋白、a1抗胰蛋白酶、a1抗糜蛋白酶a1巨球蛋白、C反应蛋白、补体成分C3、因子B白蛋白和铁传递蛋白为负APP多数具防御功能，少数参与发病过程2023/6/411当前第11页\共有47页\编于星期五\20点LPS/APP-2

APP的产生LPS刺激单核巨噬细胞

-诱导IL-1、IL-6、TNF-激活NF-KB，调控APP基因表达

-IL-1、IL-6促使下丘脑和垂体释放ACTH--GS-协同肝细胞合成APP2023/6/412当前第12页\共有47页\编于星期五\20点机体反应/补体活化机体高反应

-г干扰素IL-6↑内毒素↓补体活化

-O抗原多糖与补体C3b旁路激活途径

-C1q经典激活途径

-C3b、C5a过敏毒素

2023/6/413当前第13页\共有47页\编于星期五\20点内毒素对细胞的激活单核/巨噬细胞巨噬细胞及其继发产物介导了LPS的效应变形、吞噬和杀菌、释放促炎细胞因子*（TNF、IL-1、IL-6、IL-8)内源性抗炎介质(抑制因子、受体拮抗剂）介质间的反馈调节*（NO、PGE2）抑制巨噬细胞产生致炎介质TNF2023/6/414当前第14页\共有47页\编于星期五\20点内毒素对细胞的激活血管内皮细胞LPS促凝血、促炎活性活化，因TNF和IL-1而增强局部促凝血活性增强（TF表达、血栓调理素下调和纤溶活性下降）LPS诱导VEC表面粘附分子ICAM-1、VCAM-1表达VEC也产生促炎因子（TNF、IL-1、IL-6、IL-8）VEC分泌NO，促使血管平滑肌舒张，参与低血压发展2023/6/415当前第15页\共有47页\编于星期五\20点内毒素对细胞的激活多形核白细胞（PMN）LPS增强趋化、粘附、吞噬和杀菌能力LPS介导氧化代谢和氧自由基的释放LPS导致PMN向局部组织或全身脱颗粒，毒性酶释放B淋巴细胞增殖、分化和免疫球蛋白的分泌（IgM)2023/6/416当前第16页\共有47页\编于星期五\20点NF-KB与炎症反应

NF-KB参与炎症反应的调控控制炎症细胞与炎症反应密切相关细胞因子基因的表达联系炎症细胞受到炎症因子刺激后发生应激反应信号传导通路的关键环节NF-KB活性与疾病严重程度及预后相关

-内毒素激活NF-KB增强TNF和IL-1的转录和释放

-TNF和IL-1反过来激活NF-KB，放大炎症信号2023/6/417当前第17页\共有47页\编于星期五\20点

内毒素-1

内毒素耐受外周血单核或巨噬细胞预先受到小剂量内毒素刺激再以大剂量刺激，其反应性明显下降细胞因子基因表达受抑制，分泌减少耐受细胞产生的细胞因子和炎症介质选择性减少

2023/6/418当前第18页\共有47页\编于星期五\20点

内毒素-2

耐受的机制

-受体后机制决定。NF-KB复合物的成分改变耐受细胞NF-KB核转位以P50同源二聚体为主-抑制细胞因子基因被激活抑制NF-KB活化的机制

-上调P50基因表达和蛋白的过度表达

-促进P50二聚体的产生

-P50二聚体竞争性结合目的基因的NF-KB结合位点2023/6/419当前第19页\共有47页\编于星期五\20点内毒素-3热休克蛋白的保护作用

-热休克抑制NF-kB向核内转移，抑制

iNOS基因启动子的活化花生四烯酸代谢产物的作用

-PGE2PGI2→G蛋白↓→cAMP↓→LPS耐受→TNF↓2023/6/420当前第20页\共有47页\编于星期五\20点

内毒素受体和细胞内信号转导内毒素受体

-CD14是LPS或LPS-LBP复合物的受体

-CD14借助于GPI结构锚定在细胞外膜上

-髓样细胞表达锚定糖蛋白mCD14-LBP在增强LPS与mCD14结合中起关键作用

-LPS依赖于sCD14,直接激活或损伤(上)内皮细胞

-LBP催化LPS-sCD14复合物的形成2023/6/421当前第21页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/422当前第22页\共有47页\编于星期五\20点细菌性通透性升高蛋白(BPI)与LBP的完整结构相似与LPS的亲和性与LBP类似，结合活性更高不能促进LPS与CD14的相互作用2023/6/423当前第23页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/424当前第24页\共有47页\编于星期五\20点

内毒素受体（CD14）的功能两个独立功能区

-能与LPS结合

-介导LPS-CD14复合物与多分子受体复合物相互作用，信号转导需其它蛋白的参与介导细胞快速摄入LPS

2023/6/425当前第25页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/426当前第26页\共有47页\编于星期五\20点

其他内毒素受体Toll-likereceptor,TLR

-TLR4可活化NF-KB，AP-1-使被转染的细胞合成及释放细胞因子

淋巴样和髓样细胞膜上一种73KD蛋白髓样细胞膜上的两种清道夫受体白细胞整合素CD11-CD18补体受体CR3和CR4

2023/6/427当前第27页\共有47页\编于星期五\20点

对抗内毒素的策略与LPS结合，如抗LPS抗体和结合蛋白BPI与LBP结合并抑制它与LPS结合，如抗LBP抗体阻断单一的LPS受体，如抗CD14抗体无毒或模拟的LPS阻断复式LPS受体阻断LPS信号转导通路，如TPK抑制剂

2023/6/428当前第28页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/429当前第29页\共有47页\编于星期五\20点

蛋白磷酸化和基因转录调控丝裂素活化蛋白激酶（MAPKs)

-细胞外信号调节激酶ERK-C-Jun氨基端或应激活化蛋白激酶JNK-ERK5-p38MAPK要求丝/苏和酪氨酸双磷酸化才能激活酶LPS激活细胞内的激酶级联反应涉及MAPK

家族成员：

ERK1、ERK2和p38

2023/6/430当前第30页\共有47页\编于星期五\20点MAPK通路-1LPS处理单核巨噬细胞使多种蛋白酪氨酸磷酸化升高MAPK或TPK抑制剂可阻断LPS诱导的同类酪氨酸磷酸化P38和ERK1的酪氨酸磷酸化参与LPS-sCD14复合物激活EC信号转导抗CD14单抗可阻断低剂量LPS诱导的酪氨酸磷酸化2023/6/431当前第31页\共有47页\编于星期五\20点MAPK通路-2LPS诱导TNF基因表达中丝/苏氨酸磷酸化的重要作用LPS刺激单核/巨噬细胞可激活丝/苏MAPK家族各成员，MAPK1-2、P38和人类同源物CSBP1-2CSBP1-2的抑制剂可抑制TNFmRNA翻译丝/苏磷酸酶1和2A可作用于转录和转录后水平，刺激单核细胞释放TNF2023/6/432当前第32页\共有47页\编于星期五\20点TPK和MAPK/LPS参与细胞信号转导

LPS或LPS-CD14复合物+跨膜受体跨膜受体蛋白胞浆区段磷酸化/或去磷酸化，脂类递质的形成

GTP酶通过接合蛋白在胞浆膜内侧聚集

多个蛋白激酶激活2023/6/433当前第33页\共有47页\编于星期五\20点LPS激活产EP细胞产生和释放EP的信号转导??LPSLBPCD14TLR4?NF-BpathwayMAPKpathwaysTNF-，IL-1，IL-6，etcCellularmembraneLBP:LPSbindingproteinTLR:Toll-likereceptors2023/6/434当前第34页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/435当前第35页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/436当前第36页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/437当前第37页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/438当前第38页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/439当前第39页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/440当前第40页\共有47页\编于星期五\20点G+菌细胞壁结构和生物效应G+菌细胞壁结构

-单一大分子，交联晶格平行状结构

-两种多聚体：磷壁酸LTA、聚糖肽PepG组成

G+细胞壁的生物活性

-与人类细胞结合

-与已知的细胞表面受体或结合蛋白结合

-产生炎性介质2023/6/441当前第41页\共有47页\编于星期五\20点2023/6/442当前第42