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几种重要细胞对内毒素的识别

发布时间: 2024-01-30  点击次数: 98次

一、巨噬细胞

巨噬细胞除了能够在细胞表面表达CD14、TLRs以及清道夫受体等内毒素相关受体外,胞浆内也能表达蛋白质Nod1。CD14、TLRs是介导内毒素激活巨噬细胞的重要受体;清道夫受体与巨噬细胞清除、灭活内毒素有关;Nod1是胞浆内识别内毒素的分子。

二、库普弗细胞

库普弗细胞是肝脏吞噬、清除内毒素的主要细胞。在生理条件下,虽然仍有少量细菌及内毒素经门静脉进入肝内,但库普弗细胞都将之清除。库普弗细胞是肝内定居的巨噬细胞,是数量最多的定居组织内的巨噬细胞。理论上推测,如果库普弗细胞和其他巨噬细胞一样对内毒素十分敏感,细胞将会处于持续活化状态,但事实上库普弗细胞吞噬、清除内毒素时,其本身并未被内毒素所活化。说明在处理内毒素时,库普弗细胞与其他巨噬细胞有着不同的机制:库普弗细胞处理内毒素主要依靠其吞噬作用。在无血清存在时,库普弗细胞吞噬内毒素的作用也能正常发挥;而且随着内毒素浓度的适当增加,库普弗细胞的吞噬活性增强,该效应与分子量分别为11.8万和8.3万的两种蛋白质酪氨酸残基磷酸化事件有关。

CD14是介导内毒素激活库普弗细胞的主要受体,清道夫受体是库普弗细胞重要的防御性受体,介导库普弗细胞清除和灭活内毒素。

库普弗细胞激活共分四个阶段,其中CD14是细胞活化及功能变化的特征性标志。①静止期:表现为库普弗细胞数量少,形态小,多位于肝窦内,CD14染色多为阴性;②反应期:表现为局部库普弗细胞刺激性增生及全身单核-巨噬细胞肝内聚集﹔③预激期:即库普弗细胞表型发生转化期,表现为CD14等细胞膜受体出现,库普弗细胞功能发生改变;④激活期;表现为核转录因子NF-κB活化,细胞分泌各种细胞因子。

通常库普弗细胞表达CD14水平较低、CD14阳性细胞仅占3.3%,而且CD14散在表达于这些细胞表面;与此相反,库普弗细胞普遍表达清道夫受体,且细胞表面清道夫受体呈弥漫性分布。有趣的是,随着内毒素浓度的不断提高,表达CD14的库普弗细胞明显增多,甚至高达96.1%。且细胞表面CD14表达呈弥漫性分布;与之相反,清道夫受体表达则明显下调,且与CD14表达上调呈显著负相关。与此同时,血浆ALT、总胆红素和肝组织内丙二醛水平均明显升高,以上三指标的变化与CD14表达水平呈显著正相关,而与清道夫受体表达水平呈显著负相关,说明随着内毒素水平的提高,库普弗细胞防御功能减弱,而引起肝功能损害的致炎作用增强,提示库普弗细胞由防御性细胞逐步转化为效应性细胞,而CD14表达上调、清道夫受体表达下调则是库普弗细胞功能转变的重要机制。

三、中性粒细胞

中性粒细胞表面能够表达膜CD14(membrane-bound CD14,mCD14)和TLR4,内毒素通过与该类受体结合而激活中性粒细胞。中性粒细胞表面除了表达高亲和力内毒素受体CD14外,还表达低亲和力内毒素受体L-选择素,并经过该受体介导细胞活化。此外,整合素CD11b/CD18也被认为是中性粒细胞表面的一种低亲和力内毒素受体。

在低浓度内毒素刺激时,由mCD14介导中性粒细胞活化;而高浓度内毒素刺激时,则由低亲和力内毒素受体介导中性粒细胞活化。游离内毒素激活中性粒细胞及与中性粒细胞结合均由CD14介导;而与红细胞等颗粒结合的内毒素,激活中性粒细胞由CD14介导,但后续的与中性粒细胞结合则由cD11b/CD18介导;完整的革兰阴性杆菌表面的内毒素与中性粒细胞结合,既非由CD14介导,也非由CD11b/CD18介导。



四、内皮细胞

一般认为,内皮细胞表面无mCD14表达,血清中的可溶性CD14(soluble CD14,sCD14)是介导内皮细胞识别内毒素的分子,同时TLR4参与内毒素诱导的内皮细胞激活。内毒素结合蛋白(Lipopolysaccharide—binding protein,LBP)将内毒素转运给sCD14,LPS/ sCD14复合物与内皮细胞膜上的TLR4结合并激活内皮细胞。sCD14除了能够介导内皮细胞活化外,还能介导内皮细胞清除内毒素,LPS/ sCD14/LBP形成三聚体并结合至内皮细胞上,继之LPS/sCD14发生内源化,从而将内毒素清除。

最近,Jersmann等研究发现,内皮细胞表面也有mCD14表达,但其含量仅约为单核细胞表面的1/20。在无血清(无sCD14)存在的情况下,mCD14能够介导内毒素所致的内皮细胞活化,而且该过程是mCD14依赖性的;在此基础上加入血清,能使内皮细胞对内毒素的应答增强。先前已有研究发现,sCD14能够快速,高效地将内毒素转运给巨噬细胞、中性粒细胞表面的mCD14,从而使巨噬细胞、中性粒细胞对内毒素的应答增强。根据以上结果,Jersmann等认为,在内毒素激活内皮细胞的过程中,mCD14是必-不-可-少的,sCD14在该过程只是起着将内毒素加速转运给mCD14的作用。

五、肠黏膜上皮细胞

肠黏膜上皮细胞始终与细菌及其产物发生持续性接触,这些细菌及其产物能够刺激其他类型的细胞并诱发炎症反应,但并不诱导肠上皮细胞产生防御反应,这一特点对于结肠上皮细胞来说显得尤为重要,因为如果结肠上皮细胞能够对肠道正常菌群产生反应,则会对机体造成不良影响。

但是这并不意味着肠上皮细胞是免疫缺陷细胞,当遭受致病菌及其产物侵袭时,肠上皮细胞能够产生正常的应答反应,说明:

①肠上皮细胞具有天然区分正常菌群和致病菌的能力,这与其识别系统的亚细胞定位有关。一些病原体识别分子定位于胞浆内(如Nod1)或基底侧细胞膜(如TLR5),只有当病原体及其内毒素、鞭毛蛋白等成分进人细胞内或到达细胞基底侧时,才能被识别并导致细胞活化;正常菌群不但不引起肠上皮细胞活化,反面能够通过与上皮细胞相互作用,抑制IκB降解,从面阻止NF-κB活化,表现出抗炎效应。

②肠上皮细胞存在着与髓系细胞不同的内毒素识别机制。在正常人肠组织活检标本中,TLR2、TLR4的表达水平几乎测不出来;Caco-2、T84及HT29等肠上皮细胞系虽有TLR4表达,但无CD14及共受体MD-2表达,这也很好地解释了肠上皮细胞为什么对正常细菌及其产物无反应性。

但也有研究发现,即使无CD14表达,TLR4表达阳性的肠上皮细胞也能识别内毒素并对之做出反应,前提是必须有别的细菌毒力因子存在。尿路致病性大肠杆菌(uropathogenic Escherichia Coli)的Ⅰ型菌毛是该菌的毒力因子之一,单独作用可引起肠上皮细胞产生细胞因子,此外Ⅰ型菌毛还能将内毒素呈递给肠上皮细胞,诱导肠上皮细胞释放细胞因子,该效应的实现有赖于肠细胞膜上TLR4的表达。

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