2022年醫(yī)學(xué)專題-病原毒素對(duì)組織細(xì)胞的作用分析

病原菌毒素(dúsù)對(duì)組織細(xì)胞的作用1第一頁，共五十二頁。內(nèi)容提要(nèirónɡtíyào)內(nèi)毒素的結(jié)構(gòu)、生物學(xué)活性和在體內(nèi)的分布機(jī)體對(duì)內(nèi)毒素的反應(yīng)(fǎnyìng)內(nèi)毒素受體和細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)宿主對(duì)革蘭氏陽性菌及其毒素的反應(yīng)2022/11/92第二頁，共五十二頁。2022/11/93第三頁，共五十二頁。G-的外膜的結(jié)構(gòu)(jiégòu)和功能不對(duì)稱雙層。LPS位于外層，數(shù)量多，覆蓋面廣細(xì)菌對(duì)外環(huán)境的變化起反應(yīng)和營養(yǎng)轉(zhuǎn)運(yùn)阻止毒性(dúxìnɡ)成份的進(jìn)入LPS的完整性是細(xì)菌存活的基礎(chǔ)LPS是抗體、免疫抑制劑和藥物攻擊的靶點(diǎn)2022/11/94第四頁，共五十二頁。研究(yánjiū)表明LPS引起G-嚴(yán)重感染和全身炎癥反應(yīng)毒性高活性免疫調(diào)節(jié)劑,促使宿主對(duì)病毒和細(xì)菌感染的非特異性抵抗(dǐkàng)對(duì)人類主要是毒性和致熱作用2022/11/95第五頁，共五十二頁。2022/11/96第六頁，共五十二頁。2022/11/97第七頁，共五十二頁。

內(nèi)毒素的結(jié)構(gòu)(jiégòu)和生物活性O(shè)鏈重要的抗原，宿主體內(nèi)存活，抗生素的靶核心區(qū)外核心區(qū)：己糖區(qū)內(nèi)核心區(qū)：庚糖區(qū)，對(duì)細(xì)菌起存活作用類脂體A與LBP或細(xì)胞膜的受體識(shí)別分子特異結(jié)合通過受體介導(dǎo)機(jī)制(jīzhì)活化細(xì)胞2022/11/98第八頁，共五十二頁。2022/11/99第九頁，共五十二頁。內(nèi)毒素的吸收(xīshōu)和分布來源:外源性：LPS或G-菌內(nèi)源性:腸道或炎癥感染灶吸收:

腸道門靜脈肝臟枯否細(xì)胞(xìbāo)清除;肝、脾的巨噬細(xì)胞攝取快分布:

在肝脾迅速升高,后從巨噬細(xì)胞緩慢排出,糞尿排出慢2022/11/910第十頁，共五十二頁。機(jī)體(jītǐ)對(duì)內(nèi)毒素的反應(yīng)宿主反應(yīng)發(fā)熱、全身酸中毒、底物和氧利用紊亂、代謝異常、白細(xì)胞增多、高血糖、低血壓、血管阻力下降(xiàjiàng)、心輸出量增加可誘導(dǎo)髓樣/非髓樣細(xì)胞表達(dá)細(xì)胞因子、粘附蛋白和酶產(chǎn)生過多的炎癥介質(zhì)

?

有利：增強(qiáng)免疫反應(yīng)

?

不利：機(jī)體的功能紊亂和加重疾病的發(fā)展2022/11/911第十一頁，共五十二頁。LPS/APP-1急性期反應(yīng)蛋白a1酸性(suānxìnɡ)糖蛋白、a1抗胰蛋白酶、a1抗糜蛋白酶a1巨球蛋白、C反應(yīng)蛋白、補(bǔ)體成分C3、因子B白蛋白和鐵傳遞蛋白為負(fù)APP多數(shù)具防御功能，少數(shù)參與發(fā)病過程2022/11/912第十二頁，共五十二頁。LPS/APP-2

APP的產(chǎn)生LPS刺激(cìjī)單核巨噬細(xì)胞

-誘導(dǎo)IL-1、IL-6、TNF-激活NF-KB，調(diào)控APP基因表達(dá)

-IL-1、IL-6促使下丘腦和垂體釋放ACTH--GS-協(xié)同肝細(xì)胞合成APP2022/11/913第十三頁，共五十二頁。機(jī)體反應(yīng)(fǎnyìng)/補(bǔ)體活化機(jī)體高反應(yīng)

-г干擾素IL-6↑內(nèi)毒素↓補(bǔ)體活化

-O抗原多糖(duōtánɡ)與補(bǔ)體C3b旁路激活途徑

-C1q經(jīng)典激活途徑

-C3b、C5a過敏毒素

2022/11/914第十四頁，共五十二頁。內(nèi)毒素對(duì)細(xì)胞(xìbāo)的激活單核/巨噬細(xì)胞巨噬細(xì)胞及其繼發(fā)產(chǎn)物介導(dǎo)了LPS的效應(yīng)(xiàoyìng)變形、吞噬和殺菌、釋放促炎細(xì)胞因子*（TNF、IL-1、IL-6、IL-8)內(nèi)源性抗炎介質(zhì)(抑制因子、受體拮抗劑）介質(zhì)間的反饋調(diào)節(jié)*（NO、PGE2）抑制巨噬細(xì)胞產(chǎn)生致炎介質(zhì)TNF2022/11/915第十五頁，共五十二頁。內(nèi)毒素對(duì)細(xì)胞(xìbāo)的激活血管內(nèi)皮細(xì)胞LPS促凝血、促炎活性活化，因TNF和IL-1而增強(qiáng)局部促凝血活性增強(qiáng)（TF表達(dá)、血栓調(diào)理素下調(diào)和纖溶活性下降）LPS誘導(dǎo)(yòudǎo)VEC表面粘附分子ICAM-1、VCAM-1表達(dá)VEC也產(chǎn)生促炎因子（TNF、IL-1、IL-6、IL-8）VEC分泌NO，促使血管平滑肌舒張，參與低血壓發(fā)展2022/11/916第十六頁，共五十二頁。內(nèi)毒素對(duì)細(xì)胞(xìbāo)的激活多形核白細(xì)胞（PMN）LPS增強(qiáng)趨化、粘附、吞噬和殺菌能力LPS介導(dǎo)氧化代謝和氧自由基的釋放(shìfàng)LPS導(dǎo)致PMN向局部組織或全身脫顆粒，毒性酶釋放B淋巴細(xì)胞增殖、分化和免疫球蛋白的分泌（IgM)2022/11/917第十七頁，共五十二頁。NF-KB與炎癥(yánzhèng)反應(yīng)

NF-KB參與炎癥反應(yīng)的調(diào)控控制炎癥細(xì)胞與炎癥反應(yīng)密切相關(guān)細(xì)胞因子基因的表達(dá)聯(lián)系炎癥細(xì)胞受到炎癥因子(yīnzǐ)刺激后發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)信號(hào)傳導(dǎo)通路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)NF-KB活性與疾病嚴(yán)重程度及預(yù)后相關(guān)

-內(nèi)毒素激活NF-KB增強(qiáng)TNF和IL-1的轉(zhuǎn)錄和釋放

-TNF和IL-1反過來激活NF-KB，放大炎癥信號(hào)2022/11/918第十八頁，共五十二頁。

內(nèi)毒素-1

內(nèi)毒素耐受外周血單核或巨噬細(xì)胞預(yù)先受到小劑量內(nèi)毒素刺激再以大劑量刺激，其反應(yīng)性明顯下降細(xì)胞因子基因(jīyīn)表達(dá)受抑制，分泌減少耐受細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)選擇性減少

2022/11/919第十九頁，共五十二頁。

內(nèi)毒素-2

耐受的機(jī)制

-受體后機(jī)制決定。NF-KB復(fù)合物的成分改變耐受細(xì)胞NF-KB核轉(zhuǎn)位以P50同源(tónɡyuán)二聚體為主-抑制細(xì)胞因子基因被激活抑制NF-KB活化的機(jī)制

-上調(diào)P50基因表達(dá)和蛋白的過度表達(dá)

-促進(jìn)P50二聚體的產(chǎn)生

-P50二聚體競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合目的基因的NF-KB結(jié)合位點(diǎn)2022/11/920第二十頁，共五十二頁。內(nèi)毒素-3熱休克蛋白的保護(hù)作用

-熱休克抑制(yìzhì)NF-kB向核內(nèi)轉(zhuǎn)移，抑制

iNOS基因啟動(dòng)子的活化花生四烯酸代謝產(chǎn)物的作用

-PGE2PGI2→G蛋白↓→cAMP↓→LPS耐受→TNF↓2022/11/921第二十一頁，共五十二頁。

內(nèi)毒素受體和細(xì)胞(xìbāo)內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)內(nèi)毒素受體

-CD14是LPS或LPS-LBP復(fù)合物的受體

-CD14借助于GPI結(jié)構(gòu)錨定在細(xì)胞外膜上

-髓樣細(xì)胞表達(dá)錨定糖蛋白mCD14-LBP在增強(qiáng)(zēngqiáng)LPS與mCD14結(jié)合中起關(guān)鍵作用

-LPS依賴于sCD14,直接激活或損傷(上)內(nèi)皮細(xì)胞

-LBP催化LPS-sCD14復(fù)合物的形成2022/11/922第二十二頁，共五十二頁。2022/11/923第二十三頁，共五十二頁。細(xì)菌性通透性升高(shēnɡɡāo)蛋白(BPI)與LBP的完整結(jié)構(gòu)相似與LPS的親和性與LBP類似(lèisì)，結(jié)合活性更高不能促進(jìn)LPS與CD14的相互作用2022/11/924第二十四頁，共五十二頁。2022/11/925第二十五頁，共五十二頁。

內(nèi)毒素受體（CD14）的功能(gōngnéng)兩個(gè)獨(dú)立(dúlì)功能區(qū)

-能與LPS結(jié)合

-介導(dǎo)LPS-CD14復(fù)合物與多分子受體復(fù)合物相互作用，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)需其它蛋白的參與介導(dǎo)細(xì)胞快速攝入LPS

2022/11/926第二十六頁，共五十二頁。2022/11/927第二十七頁，共五十二頁。

其他(qítā)內(nèi)毒素受體Toll-likereceptor,TLR

-TLR4可活化(huóhuà)NF-KB，AP-1-使被轉(zhuǎn)染的細(xì)胞合成及釋放細(xì)胞因子

淋巴樣和髓樣細(xì)胞膜上一種73KD蛋白髓樣細(xì)胞膜上的兩種清道夫受體白細(xì)胞整合素CD11-CD18補(bǔ)體受體CR3和CR4

2022/11/928第二十八頁，共五十二頁。

對(duì)抗(duìkàng)內(nèi)毒素的策略與LPS結(jié)合，如抗LPS抗體和結(jié)合蛋白(dànbái)BPI與LBP結(jié)合并抑制它與LPS結(jié)合，如抗LBP抗體阻斷單一的LPS受體，如抗CD14抗體無毒或模擬的LPS阻斷復(fù)式LPS受體阻斷LPS信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，如TPK抑制劑

2022/11/929第二十九頁，共五十二頁。2022/11/930第三十頁，共五十二頁。

蛋白(dànbái)磷酸化和基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控絲裂素活化蛋白激酶（MAPKs)

-細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶ERK-C-Jun氨基端或應(yīng)激活化蛋白激酶JNK-ERK5-p38MAPK要求絲/蘇和酪氨酸雙磷酸化才能激活酶LPS激活細(xì)胞內(nèi)的激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)涉及(shèjí)MAPK

家族成員：

ERK1、ERK2和p38

2022/11/931第三十一頁，共五十二頁。MAPK通路(tōnglù)-1LPS處理單核巨噬細(xì)胞使多種蛋白酪氨酸磷酸化升高(shēnɡɡāo)MAPK或TPK抑制劑可阻斷LPS誘導(dǎo)的同類酪氨酸磷酸化P38和ERK1的酪氨酸磷酸化參與LPS-sCD14復(fù)合物激活EC信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抗CD14單抗可阻斷低劑量LPS誘導(dǎo)的酪氨酸磷酸化2022/11/932第三十二頁，共五十二頁。MAPK通路(tōnglù)-2LPS誘導(dǎo)TNF基因表達(dá)中絲/蘇氨酸磷酸化的重要作用LPS刺激單核/巨噬細(xì)胞可激活絲/蘇MAPK家族(jiāzú)各成員，MAPK1-2、P38和人類同源物CSBP1-2CSBP1-2的抑制劑可抑制TNFmRNA翻譯絲/蘇磷酸酶1和2A可作用于轉(zhuǎn)錄和轉(zhuǎn)錄后水平，刺激單核細(xì)胞釋放TNF2022/11/933第三十三頁，共五十二頁。TPK和MAPK/LPS參與(cānyù)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

2022/11/934LPS或LPS-CD14復(fù)合物+跨膜受體跨膜受體蛋白胞漿區(qū)段磷酸化/或去磷酸化，脂類遞質(zhì)的形成

GTP酶通過接合(jiēhé)蛋白在胞漿膜內(nèi)側(cè)聚集

多個(gè)蛋白激酶激活第三十四頁，共五十二頁。2022/11/935LPS激活產(chǎn)EP細(xì)胞(xìbāo)產(chǎn)生和釋放EP的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)??LPSLBPCD14TLR4?NF-BpathwayMAPKpathwaysTNF-，IL-1，IL-6，etcCellularmembraneLBP:LPSbindingproteinTLR:Toll-likereceptors第三十五頁，共五十二頁。2022/11/936第三十六頁，共五十二頁。2022/11/937第三十七頁，共五十二頁。2022/11/938第三十八頁，共五十二頁。2022/11/939第三十九頁，共五十二頁。2022/11/940第四十頁，共五十二頁。2022/11/941第四十一頁，共五十二頁。G+菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)(jiégòu)和生物效應(yīng)G+菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)

-單一大分子，交聯(lián)晶格平行(píngxíng)狀結(jié)構(gòu)

-兩種多聚體：磷壁酸LTA、聚糖肽PepG組成

G+細(xì)胞壁的生物活性

-與人類細(xì)胞結(jié)合

-與已知的細(xì)胞表面受體或結(jié)合蛋白結(jié)合

-產(chǎn)生炎性介質(zhì)2022/11/942第四十二頁，共五十二頁。2022/11/943第四十三頁，共五十二頁。LTA與PepGLTA起裝飾PepG的作用PepG經(jīng)磷酸修飾增強(qiáng)了炎癥反應(yīng)PepG的生物活性可因與肽交聯(lián)的碳?xì)浠衔锖虳-氨基酸的數(shù)量(shùliàng)和修飾而改變2022/11/944第四十四頁，共五十二頁。2022/11/945

第四十五頁，共五十二頁。LTA、PepG與炎癥(yánzhèng)反應(yīng)NAG-NAM-L-丙氨酸-異谷氨基酸是PepG的生物活性部分，負(fù)責(zé)PepG與r-干擾素或LTA協(xié)同在巨噬細(xì)胞產(chǎn)生iNOSLTA-LTA結(jié)構(gòu)(jiégòu)決定特定細(xì)菌的發(fā)病特征PepG-對(duì)LTA引起的反應(yīng)起放大作用2022/11/946第四十六頁，共五十二頁。

G-LPS與G+細(xì)胞壁作用(zuòyòng)的異同對(duì)細(xì)胞壁特性的識(shí)別和反應(yīng)

-與內(nèi)毒素誘導(dǎo)的通路一致

-CD14是關(guān)鍵

-NF-KB核轉(zhuǎn)位,誘導(dǎo)大量急性(jíxìng)相反應(yīng)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生細(xì)胞因子*“替代性”受體PAF受體G+細(xì)菌壁比G-內(nèi)毒素產(chǎn)生IL-1的作用強(qiáng)

2022/11/947第四十七頁，共五十二頁。2022/11/948第四十八頁，共五十二頁。G+菌毒素(dúsù)及其作用毒素對(duì)人類作用很強(qiáng)

-作用機(jī)制各不相同在生物膜上打孔,殺死真核細(xì)胞

-與對(duì)機(jī)體的致病