備課素材：炎癥反應(yīng)過(guò)度的反饋機(jī)制 高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修1

炎癥反應(yīng)過(guò)度的反饋機(jī)制先看一道試題：如圖為巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)的新機(jī)制研究，巨噬細(xì)胞受細(xì)菌感染或細(xì)菌脂多糖LPS刺激后，升高血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體3(VEGFR－3)和信號(hào)分子VEGF－C的表達(dá)。VEGFR－3形成反饋環(huán)路，抑制TLR4－NF－kB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，降低細(xì)菌感染導(dǎo)致的敗血癥發(fā)生的可能?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問(wèn)題：（1）細(xì)菌或細(xì)菌脂多糖LPS在免疫學(xué)上相當(dāng)于

，TLR4的本質(zhì)是

。（2）過(guò)度或持續(xù)性的TLR4活化引起

，在VEGF－C的刺激下，通過(guò)活化PI3K－Akt1通路，促進(jìn)

，從而抑制NF－kB活性，降低敗血癥發(fā)生的可能。（3）該細(xì)胞能夠產(chǎn)生溶菌酶直接殺死病原菌，該過(guò)程屬于

免疫。巨噬細(xì)胞吞噬病菌后會(huì)發(fā)生死亡現(xiàn)象，該現(xiàn)象屬于

。答案：（1）抗原受體蛋白(糖蛋白或蛋白質(zhì))（2）過(guò)度炎癥反應(yīng)、敗血癥

TLR4內(nèi)吞（3）非特異性細(xì)胞凋亡解析：分析題圖中左圖，巨噬細(xì)胞受細(xì)菌感染或細(xì)菌脂多糖LPS刺激后，升高VEGFR-3和VEGF-C的表達(dá)，引起過(guò)度炎癥反應(yīng)或敗血癥。分析題圖中右圖，在VEGF-C的刺激下，通過(guò)活化PI3K-Akt1通路，促進(jìn)TLR4內(nèi)吞，從而抑制NF-kB活性，降低敗血癥的發(fā)生。（1）細(xì)菌或細(xì)菌脂多糖LPS在免疫學(xué)上相當(dāng)于抗原，TLR4的本質(zhì)是受體蛋白。（2）過(guò)度或持續(xù)性的TLR4活化引起過(guò)度炎癥反應(yīng)、敗血癥，在VEGF－C的刺激下，通過(guò)活化PI3K－Akt1通路，促進(jìn)TLR4內(nèi)吞，從而抑制NF－kB活性，降低敗血癥發(fā)生的可能。（3）該細(xì)胞能夠產(chǎn)生溶菌酶直接殺死病原菌，該過(guò)程對(duì)大部分病原體均起作用，故屬于非特異性免疫。巨噬細(xì)胞吞噬病菌后會(huì)發(fā)生死亡現(xiàn)象，該現(xiàn)象屬于細(xì)胞凋亡。此題涉及過(guò)度炎癥反應(yīng)的反饋。高中生物學(xué)的教材中，非特異性免疫的第二道防線炎癥反應(yīng)是教學(xué)中的重點(diǎn)。教材中提供的是簡(jiǎn)單淺析的機(jī)理示意圖，即通過(guò)吞噬細(xì)胞和中心粒細(xì)胞作用。那么，過(guò)度炎癥反應(yīng)的反饋機(jī)制是什么？1.研究的成果、背景和意義2014年3月21日，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《免疫》（Immunity）在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所王紅艷研究組的論文。該研究發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞受細(xì)菌感染或細(xì)菌脂多糖LPS刺激后，升高血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體3（VEGFR-3）的表達(dá)。VEGFR-3形成負(fù)反饋環(huán)路，抑制TLR4-NF-κB介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，降低細(xì)菌感染導(dǎo)致的敗血癥或內(nèi)毒素休克的發(fā)生。該項(xiàng)工作在探尋TLR4通路中新型陰性調(diào)控分子的方向邁進(jìn)了一大步，為治療重癥感染導(dǎo)致的敗血癥提供了新的研究思路。宿主的巨噬細(xì)胞通過(guò)Toll樣受體4（TLR4）識(shí)別細(xì)菌，并啟動(dòng)免疫應(yīng)答是清除病原體的關(guān)鍵。但是TLR4信號(hào)通路是把雙刃劍，過(guò)度或持續(xù)性的TLR4活化引起過(guò)激炎癥反應(yīng)，造成靶器官的損傷。其中，重癥細(xì)菌感染導(dǎo)致的敗血癥就是一種與TLR4過(guò)激免疫反應(yīng)相關(guān)的高死亡率疾病。因此，探尋TLR4通路中的新型陰性調(diào)控分子的研究成為免疫學(xué)領(lǐng)域的重要方向之一。2.炎癥反應(yīng)及炎癥反應(yīng)過(guò)度后的反饋機(jī)制炎癥反應(yīng)是身體對(duì)于感染、病原微生物、創(chuàng)傷，還有變態(tài)反應(yīng)等組織細(xì)胞的反應(yīng)，也是機(jī)體的防御反應(yīng)。當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)病原體感染，包括細(xì)菌、病毒進(jìn)入體內(nèi)后，身體會(huì)有一系列的反應(yīng)。首先出現(xiàn)免疫細(xì)胞，如吞噬性細(xì)胞把病毒、細(xì)菌吞噬后，組織細(xì)胞會(huì)釋放一系列的炎癥因子，包括腫瘤壞死因子、白介素等，出現(xiàn)炎癥因子后機(jī)體也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)反應(yīng)，如局部血管擴(kuò)張等，表現(xiàn)為炎癥反應(yīng)的局部出現(xiàn)紅腫熱痛。那么，炎癥反應(yīng)發(fā)生后調(diào)節(jié)機(jī)制是怎么樣呢？首先，需要了解核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的作用，它是細(xì)胞中重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，促進(jìn)細(xì)胞因子合成與釋放是最突出的生物學(xué)功能。NF-κB通過(guò)刺激因子(病毒、腫瘤壞死因子、B細(xì)胞活化因子、淋巴毒素等)的活化進(jìn)而誘導(dǎo)多種基因的表達(dá)，產(chǎn)生多種細(xì)胞因子參與炎癥反應(yīng)。另外，TLR-NF-B途徑在促進(jìn)多種細(xì)胞因子合成的同時(shí)，還參與針對(duì)入侵病原體的獲得性免疫應(yīng)答。適度的炎癥反應(yīng)有利于病原體的清除，但如果NF-KB信號(hào)通路持續(xù)激活，產(chǎn)生的細(xì)胞因子過(guò)多，就會(huì)導(dǎo)致過(guò)度炎癥反應(yīng)，甚至敗血癥的發(fā)生。敗血癥是由對(duì)感染可能致命的過(guò)度反應(yīng)性免疫反應(yīng)引起的，因此，在感染情況下，NF-κB也必須受到嚴(yán)格監(jiān)管，以防治炎癥和過(guò)度活躍的免疫反應(yīng)造成過(guò)度的組織和器官損傷。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)炎癥反應(yīng)過(guò)分強(qiáng)烈時(shí)，跨膜受體VEGFR-3和其分泌型配體VEGF-C的表達(dá)顯著上升。在VEGF-C