LBP：LPS信號(hào)的“放大器”及其在天然免疫中的多重作用

LPS（lipopolysaccharide，脂多糖）從革蘭陰性細(xì)菌釋放出來(lái)后由于其兩性結(jié)構(gòu)常以聚合物形式存在。宿主細(xì)胞對(duì)聚合物不易識(shí)別。研究表明，宿主體內(nèi)LBP（lipopolysaccharide-binding protein，脂多糖結(jié)合蛋白）與LPS聚合物具有高親和力，LPS進(jìn)入體內(nèi)后，首先與之結(jié)合，并在LBP的作用下可使LPS聚合物轉(zhuǎn)換為單體（圖7-2），同時(shí)，LBP具有脂質(zhì)轉(zhuǎn)移作用，進(jìn)而將LPS單體轉(zhuǎn)遞給血液內(nèi)或細(xì)胞膜上其他模式識(shí)別分子，如高密度脂蛋白（HDL）、sCD14 或mCD14，從而使天然免疫系統(tǒng)更易識(shí)別和結(jié)合LPS，其中最為重要的功能就是通過(guò)促進(jìn)LPS與sCD14或mCD14結(jié)合，顯著降低LPS激活細(xì)胞所需要的低濃度，因而增強(qiáng)LPS對(duì)天然免疫系統(tǒng)的激活作用。

研究證實(shí)，LPS，尤其是低劑量LPS對(duì)單核/巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等的激活作用均依賴(lài)于LBP的參與，使細(xì)胞對(duì)LPS的敏感性提高數(shù)百倍至數(shù)千倍，使LPS在nmol/L水平即可發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。研究顯示，5%正常人血清或胎牛血清存在時(shí)，≥10 pg/ml LPS（E. coli O113）就足夠刺激人外周血單核細(xì)胞（PBMC）釋放細(xì)胞因子，并在100pg/ml LPS時(shí)達(dá)峰值。如將血清經(jīng)56℃，30min預(yù)處理，使血清內(nèi)大部分LBP活性丟失，細(xì)胞對(duì)LPS刺激的敏感性則明顯降低，這時(shí)需300pg/ml LPS才能刺激PBMC產(chǎn)生細(xì)胞因子?？?/span>LBP抗體或采用免疫沉淀去除血清中LBP，均可阻斷LPS依賴(lài)血清激活PBMC的作用。用重組LBP（rLBP）替換血清時(shí)，LPS的刺激作用與血清存在時(shí)相同，且與rLBP呈劑量依賴(lài)性。

LPS對(duì)組織巨噬細(xì)胞的激活作用也需要血清LBP的協(xié)同作用。有LBP或血清存在時(shí)，0.1ng/ml S型或R型LPS即可刺激腹腔巨噬細(xì)胞、肺泡巨噬細(xì)胞分泌高水平細(xì)胞因子，且與LBP呈劑量依賴(lài)性。無(wú)血清或LBP存在時(shí)，100ng/ml LPS才能刺激細(xì)胞分泌TNFα。說(shuō)明LBP可使巨噬細(xì)胞對(duì)LPS的敏感性提高1000倍。

Northern斑點(diǎn)分析顯示，LBP存在時(shí)，LPS可迅速增加細(xì)胞內(nèi)TNFα、II-1β等細(xì)胞因子mRNA的表達(dá)，延長(zhǎng)mRNA的半衰期。說(shuō)明LBP可在基因轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)LPS的細(xì)胞反應(yīng)。LBP在LPS激活中性粒細(xì)胞（PMN）中也發(fā)揮重要的協(xié)同作用。如無(wú)LBP存在時(shí)，誘導(dǎo)PMN呼吸暴發(fā)需要高濃度LPS和較長(zhǎng)孵育時(shí)間，有LBP存在時(shí)，低濃度LPS（<10ng/ml）就可激活PMN，使其O?-產(chǎn)生增多，并且在30min內(nèi)就足以使全部 PMN激活。

LPS誘導(dǎo)PMN表面黏附分子的表達(dá)也需要血清LBP的參與，有LBP存在時(shí)，低濃度LPS就可使PMN表面CR3活性顯著增加，并在1ng /ml LPS時(shí)達(dá)到半數(shù)最大反應(yīng)，其作用較無(wú)LBP時(shí)提高100倍以上。LBP對(duì)介導(dǎo)LPS激活單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞作用均與細(xì)胞表面mCD14有關(guān)，因?yàn)榭?/span>CD14抗體（MY4，3C10）預(yù)處理，可抑制LPS依賴(lài)血清或LBP的激活作用。

此外，血管內(nèi)皮細(xì)胞雖不表達(dá)CD14 分子，但LBP存在時(shí)，LPS對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的激活作用被明顯增強(qiáng)，尤其是在低濃度LPS時(shí)，這主要因?yàn)?/span>LBP也能促進(jìn)LPS與sCD14的結(jié)合，進(jìn)而增強(qiáng)sCD14 的調(diào)控作用。

綜上所述，可以認(rèn)為，LBP是增敏LPS信號(hào)的“放大器"，在后動(dòng)炎癥反應(yīng)中發(fā)揮極其重要的作用。有研究顯示，LPS依賴(lài)CD14和LBP作用的濃度可高達(dá)100ng/ml。大于100ng/ml時(shí)，LPS的結(jié)合是CD14/LBP非依賴(lài)性的。CD14/LBP依賴(lài)性結(jié)合呈劑量依賴(lài)性、飽和性。抗CD14單克隆抗體（MY4）或非標(biāo)記LPS能競(jìng)爭(zhēng)其結(jié)合。

此外，LBP在天然免疫防御功能方面也發(fā)揮重要作用。研究顯示，除促進(jìn)LPS與CD14結(jié)合外，同時(shí)也可將LPS傳遞給血液中的HDL，后者具有中和LPS的作用。LPS侵入體內(nèi)后，LBP以何種作用為主，這決定著宿主對(duì)LPS的反應(yīng)。有研究顯示，LPS/LBP復(fù)合物首先主要與CD14 結(jié)合，提示LPS首先被天然免疫細(xì)胞識(shí)別，并啟動(dòng)細(xì)胞反應(yīng)，隨后LPS被HDL中和可能與機(jī)體防止其過(guò)度激活免疫系統(tǒng)，誘導(dǎo)失控性炎癥反應(yīng)有關(guān)。

由于LBP是天然免疫細(xì)胞識(shí)別LPS的重要輔助因子，因而在調(diào)理細(xì)胞吞噬方面也具有重要作用。有研究顯示，LBP能促進(jìn)肺泡巨噬細(xì)胞對(duì)大腸桿菌的吞噬作用，并呈明顯的量效和時(shí)效關(guān)系。利用磷脂酰肌醇特異性磷脂酶C（Phosphatidylinositol-specific phospholipase C，PIPLC）處理肺泡巨噬細(xì)胞只能部分降低LBP介導(dǎo)的促進(jìn)吞噬作用，說(shuō)明LBP調(diào)理的吞噬作用與CD14無(wú)明顯的關(guān)系。

另有研究顯示，LBP調(diào)理的吞噬作用也不依賴(lài)于CR3和Fc受體。LBP有可能通過(guò)巨噬細(xì)胞表面的SR增強(qiáng)細(xì)胞的吞噬作用。但有研究顯示，LBP缺陷小鼠清除循環(huán)內(nèi)LPS的作用與野生型相同。

進(jìn)一步研究顯示，LBP對(duì)革蘭陽(yáng)性細(xì)菌及其外毒素介導(dǎo)的細(xì)胞反應(yīng)無(wú)明顯影響，說(shuō)明LBP為LPS的特異性調(diào)節(jié)分子。