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脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)是一种内毒素(Endotoxin),当其作用于人类或动物等其他生物细胞时,就会表现出多种的生物活性。LPS的生理作用是通过存在于宿主细胞的细胞膜表面的Toll样受体(Toll-like Receptor、TRL)4(TRL4)而体现的。
下面阐释人类TLR的生物学作用:
(1)诱导细胞因子的表达,调节获得性免疫反应,使机体及时地作出免疫应答,清除病原体,在天然免疫中发挥着重要作用。TLR可以直接或间接地结合病原体,通过吞噬和内化活动,将病原体及其产物清除,同时也诱导细胞因子和共刺激分子(co-stimulatory molecule)(如B7.1、B7.2)的表达。T细胞激活需要双信号,B7.1可作为T细胞提供第二信号,诱导T细胞激活。TLR激活后能够为T细胞提供双信号,所以TLR能够调节获得性免疫反应。
(2>诱导防御素(defensin)和NO等表达,发挥天然性免疫作用。防御素是非特异性抗微生物的多肽,能够抑制微生物繁殖和杀死微生物,具有广谱的保护宿主的效应。NO能够对微生物发生杀伤作用。
(3)参与细胞凋亡:BLP通过TLR2途径使细胞激活和凋亡。内毒素分子也能够诱导细胞凋亡,部分通过TNF-α,经由TNF受体进行信号转导,发生细胞凋亡,也可以与胞质内受体Nod1结合,激活凋亡蛋白酶,诱导细胞凋亡。
人类的TLR4突变同样表现为内毒素耐受,易发生反复的革兰阴性杆菌感染。Ar-bour等证实,人类TLR4的胞外结构域发生突变可引起内毒素耐受,表明TLR也参与微生物的免疫反应。在内毒素耐受的巨噬细胞中,TLR4表达下调。至于人类TLR4是否参与胚胎发育有待进一步研究。