内毒素信号转导途径中关键分子突变失活

（一）Tlr4基因突变

C3H/HeJ和C57BL/ScCr为天然的内毒素耐受小鼠品系，广泛用于内毒素的研究，通过基因筛选的方法已确定内毒素反应基因（Lps）位于小鼠4号染色体，上游为Mup-1（major urinary protein-1 locus），下游为Lyb2：4：6（后者控制B细胞活化）。Qureshi等对C3H/HeJ和C57BL/ScCr近交纯合子小鼠品系进行大量回交，从小鼠后代中已分离出这种突变基因的表型，经遗传和物理作图分析，将Lps基因缩到0.9厘摩尔根内，有1.7×106个碱基。在C3H/HeJ小鼠品系中编码TLR4的基因存在着点突变，即在第三个外显子2342位核苷酸的C被A所取代，使受体胞质区原来高度保守的712位脯氨酸被组氨酸所取代，导致胞质区结构域的拓扑结构发生改变，LPS 刺激时不能与下游分子发生蛋白质-蛋白质相互作用，因而其生物学活性丧失。在C57BL/ScCr小鼠中，TIr4基因片段发生缺失，不能表达TLR4受体。对不同T1r4 基因突变株的研究表明，其突变涉及Lps基因。以上实验阐明了天然内毒素耐受的遗传基础，而Tlr4基因敲除的小鼠中也出现了类似表型。

（二）MyD88基因突变

MyD88基因敲除或缺失、显性失活突变也使细胞因子分泌减少，产生内毒素耐受现象，但较Tlr4突变的效应弱，同时也影响IL-1、IL-18的生物学效应。

（三）CD14 基因突变

CD14基因敲除或显性失活突变也可引发内毒素耐受。在低内毒素血症时，LPS的生物学效应对CD14具有依赖性，此时CD14突变能显著降低LPS的信号转导。而在高浓度内毒素血症时，由于替代受体的参与，CD14分子即使发生失活或缺失，对LPS耐受效应的影响也并不显著。患阵发性睡眠性血红蛋白尿的患者，由于GPI分子合成缺陷，使含GPI链的CD14，CD55等分子缺乏，故该患者易反复感染，但却能抵御内毒素的致死性效应，因CD14、CD55缺乏时减弱了内毒素的信号转导。

（四）Traf6基因突变

Traf6基因敲除或显性失活突变也能引发内毒素耐受。TRAF6在LPS信号转导中起着衔接蛋白的作用，连接IRAK与TAK1和ECSIT。TRAF家族有多个成员，在TRAF6缺乏时，其他成员可能会起到代偿性的作用。若小鼠Traf6基因被敲除或发生显性失活突变，则其巨噬细胞也对内毒素刺激亦产生耐受。

（五）MD-2基因突变

MD-2为分泌到细胞外的蛋白质，借助跨膜型TLR受体锚定在细胞膜外，也具有LRR结构。将该蛋白基因敲除，可导致LPS信号转导显著减弱。MD-2在LPS、紫杉醇等分子的信号转导中，能稳定LPS、紫杉醇与TLR4胞外结构域的物理接触，一旦MD-2发生缺失，TLR4 与LPS的能力结合减弱，TLR4构象的稳定性降低。

（六）Ran基因突变

Ran蛋白是一种GTP酶，有多种生物学功能，如核转运（nuclear transport）、转录的活化、细胞分化、细胞周期以及微管星体和纺锤体形成、维持mRNA的稳定等。Ran在内毒素信号转导中也发挥重要作用。C3H/HeJ小鼠细胞Ran（或Lps/Ran）基因存在点突变使其功能缺陷，参与C3H/HeJ小鼠内毒素耐受。

其依据有：①来自C3H/HeJ小鼠的Lpsd/Ran cDNA 的3'非翻译区在870位点上胸腺密啶突变为胞密啶，但编码的蛋白质依然相同。②进行Lpsd/Ran基因作图分析发现，Lpsd/Ran基因位于C3H/HeJ品系小鼠第4号染色体上，在Lps基因位点范围内。③导入Lpsd/Ran cDNA可以恢复Lpsd/RanB细胞对内毒素的反应，而导入Lpsd/Ran的cDNA无类似现象。④使用腺病毒载体将Lpsd/RancDNA转移到敏感小鼠体细胞内，能使敏感小鼠对内毒素反应发生耐受，表型类似于C3H/HeJ小鼠，而转入Lpsd/Ran的cDNA则无内毒素耐受现象。因此，Lps/Ran在某个环节也参与内毒素信号转导反应和耐受的发生。Lpsd/Ran和Lpsn/Ran两者mRNA的稳定性无显著差异，但在蛋白质表达水平上有所不同，起初两者总量类似，但在稳定状态时，原代巨噬细胞和B细胞的Lpsd/Ran是Lpsn/Ran的5～10倍，同时Lpsn/Ran迁移率比Lpsd/Ran要慢得多。细胞在稳定状态时，Lpsn/Ran的总量下降。两者的mRNA结构不同，在胞内分布存在差异，更多的Lpsd/Ran积聚在细胞核内，影响核物质如NF-κB、细胞因子mRNA等的转运功能，改变LPS信号转导的效力，故下调LPS信号转导效应。