脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是一種內毒素(Endotoxin),當其作用于人類或動物等其他生物細胞時,就會表現(xiàn)出多種的生物活性。LPS的生理作用是通過存在于宿主細胞的細胞膜表面的Toll樣受體(Toll-like Receptor、TRL)4(TRL4)而體現(xiàn)的。
下面闡釋人類TLR的生物學作用:
(1)誘導細胞因子的表達,調節(jié)獲得性免疫反應,使機體及時地作出免疫應答,清除病原體,在天然免疫中發(fā)揮著重要作用。TLR可以直接或間接地結合病原體,通過吞噬和內化活動,將病原體及其產物清除,同時也誘導細胞因子和共刺激分子(co-stimulatory molecule)(如B7.1、B7.2)的表達。T細胞激活需要雙信號,B7.1可作為T細胞提供第二信號,誘導T細胞激活。TLR激活后能夠為T細胞提供雙信號,所以TLR能夠調節(jié)獲得性免疫反應。
(2>誘導防御素(defensin)和NO等表達,發(fā)揮天然性免疫作用。防御素是非特異性抗微生物的多肽,能夠抑制微生物繁殖和殺死微生物,具有廣譜的保護宿主的效應。NO能夠對微生物發(fā)生殺傷作用。
(3)參與細胞凋亡:BLP通過TLR2途徑使細胞激活和凋亡。內毒素分子也能夠誘導細胞凋亡,部分通過TNF-α,經由TNF受體進行信號轉導,發(fā)生細胞凋亡,也可以與胞質內受體Nod1結合,激活凋亡蛋白酶,誘導細胞凋亡。
人類的TLR4突變同樣表現(xiàn)為內毒素耐受,易發(fā)生反復的革蘭陰性桿菌感染。Ar-bour等證實,人類TLR4的胞外結構域發(fā)生突變可引起內毒素耐受,表明TLR也參與微生物的免疫反應。在內毒素耐受的巨噬細胞中,TLR4表達下調。至于人類TLR4是否參與胚胎發(fā)育有待進一步研究。