各分子在內(nèi)毒素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的作用

內(nèi)毒素分子從革蘭陰性菌的外膜上脫落后，可以與血液中多種成分結(jié)合，其中主要有LBP（lipopolysaccharide-binding protein，脂多糖結(jié)合蛋白）、殺菌滲透增強(qiáng)蛋白（bactericidal/permeation increasing protein，BPI）、可溶性CD14（soluble CD14，sCD14），以及高密度脂蛋白（HDL）和極低密度脂蛋白（very density lipoprotein，VLDL）等血漿脂蛋白。

LPS（lipopolysaccharide，脂多糖）為兩性物質(zhì)，自身易于形成LPS聚集體或微團(tuán)（micelle），LBP為急性期蛋白，在內(nèi)毒素血癥時(shí)表達(dá)顯著升高。血液LBP會(huì)迅速與LPS結(jié)合，能促使LPS聚集體或微團(tuán)解離為L(zhǎng)PS單體，并形成LBP-LPS復(fù)合物，該復(fù)合物可以將LPS轉(zhuǎn)遞給血液中的sCD14，或者轉(zhuǎn)遞給單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞膜上的膜結(jié)合型CD14（membrane-bound CD14，mCD14）以及臟器實(shí)質(zhì)細(xì)胞如肝細(xì)胞上的mCD14受體；也可以直接以LPS-LBP-sCD14復(fù)合物的形式轉(zhuǎn)遞給mCD14陰性細(xì)胞，如內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞等。

另外，sCD14本身也可將LPS傳遞給mCD14陽(yáng)性細(xì)胞。低濃度內(nèi)毒素血癥時(shí)，在有LBP和CD14存在的情況下，內(nèi)毒素可引發(fā)出顯著生物學(xué)效應(yīng)，也就是說(shuō)對(duì)LBP和CD14具有依賴性；而在高濃度內(nèi)毒素血癥時(shí)，即使無(wú)LBP和CD14存在，也可引出顯著的生物學(xué)效應(yīng)，此時(shí)LBP通過(guò)其他受體，如CD11/CD18類整聯(lián)蛋白（in-tegrin）、清道夫受體（scavenger receptor）、膜外突蛋白（moesin）、L-選擇素（L-seletin）、CD55（即 decay accelerating factor，DAF，衰變加速因子）等，甚至直接同細(xì)胞膜上跨膜分子TLR4胞外結(jié)構(gòu)域相結(jié)合，誘發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)效應(yīng)。

在內(nèi)毒素發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的過(guò)程中，LBP的主要作用是催化LPS聚集體解離為單體并促使LPS同CD14等結(jié)合，當(dāng)LPS同TLR4等受體結(jié)合后，LBP隨即又從細(xì)胞表面復(fù)合物上解離出來(lái)，參與其轉(zhuǎn)運(yùn)功能的再循環(huán)，甚至可促使革蘭陰性菌細(xì)胞膜上的LPS發(fā)生脫落。

CD14分子以兩種形式存在，即mCD14和sCD14。不同表達(dá)形式的CD14分子分布在不同細(xì)胞上，mCD14主要分布在單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等；sCD14則分布在上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞上。具有一定立體化學(xué)構(gòu)象（如錐體型或凹槽形，這里指在X線的橫切面中LPS的疏水區(qū)大于親水區(qū)）的LPS能夠更好地與TLR4的胞外結(jié)構(gòu)域發(fā)生密切的物理接觸，只有形成穩(wěn)定的受體配體復(fù)合物后才能誘導(dǎo)TLR4發(fā)生受體同源性或異源性受體二聚化或受體多聚化，發(fā)生受體聚合效應(yīng)，最后導(dǎo)致其胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域的空間構(gòu)象改變，這樣方可募集其信號(hào)下游分子錨定到TLR4受體的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域上。也就是說(shuō)TLR的胞質(zhì)結(jié)構(gòu)為其他分子提供錨定的部位。

另外，LPS要充分發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)也需要MD-2的參與，MD-2的結(jié)構(gòu)類似與CD14和TLR，具有亮氨酸富集域（leucine-rich region，LRR）結(jié)構(gòu)，其N端僅具有一個(gè)疏水性伸展區(qū)（stretch），無(wú)法錨定到細(xì)胞膜上，屬于分泌到細(xì)胞外的蛋白質(zhì)，憑借其LRR與TLR的同源結(jié)構(gòu)LRR發(fā)生蛋白質(zhì)相互作用而共同表達(dá)在細(xì)胞膜上。當(dāng)細(xì)胞表面無(wú)TLR表達(dá)時(shí)，MD-2則分泌到組織液中，而在細(xì)胞膜無(wú)法檢測(cè)到MD-2分子的存在。由于該蛋白質(zhì)的氨基酸序列與MD-1氨基酸序列具有顯著的同源性，故命名為MD-2。對(duì)MD-2的進(jìn)行性突變，如通過(guò)基因敲除或反義核苷酸技術(shù)來(lái)阻止其表達(dá)，則細(xì)胞對(duì)內(nèi)毒素的反應(yīng)性會(huì)顯著下降，并導(dǎo)致內(nèi)毒素耐受的發(fā)生，可見MD-2也參與LPS的生物學(xué)效應(yīng)。MD-2和TLR均具有LRR的結(jié)構(gòu)，能夠通過(guò)LRR結(jié)構(gòu)同具有類似結(jié)構(gòu)的分子發(fā)生蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用，結(jié)果加速LPS與TLR4結(jié)合，穩(wěn)定TLR受體聚合后的空間構(gòu)象，降低LPS與TLR4結(jié)合時(shí)所需要的能量，為LPS提供更多的結(jié)合位點(diǎn)等。

最近證實(shí)，在NF-kB活化之前，CD14已同TLR4發(fā)生緊密靠近，說(shuō)明CD14可以作為L(zhǎng)PS的中繼站加速LPS同TLR4的接觸，也可能為它們的結(jié)合提供能量。由于CD14在每個(gè)巨噬細(xì)胞上的表達(dá)近106，而TLR4估計(jì)為103，所以有CD14的參與更有利于LPS同TLR4發(fā)生效應(yīng)，也就是說(shuō)CD14具有濃集LPS的作用。