动物造模专题——脂多糖炎症模型

一、脂多糖简介

脂多糖(Lipopolysaccharides，LPS)是革兰氏阴性细菌细胞壁中的一种*成分，又称内毒素，感染宿主后可导致脓毒症、脓毒性休克和多器官功能障碍综合症。LPS借助信号转导通路诱发宿主的应答，刺激免疫细胞产生大量具有致热效应的炎性细胞因子，引起免疫系统的过度活化。

二、脂多糖信号通路

LPS通过结合宿主细胞表面受体，激活炎性细胞因子基因表达并引起炎症反应，启动细菌感染的致病过程。图1是LPS信号通路的示意图^[1]。进入血流后，脂多糖首先被血清中的LPS结合蛋白(LPS2bindingprotein,LBP)识别富集，然后以LPS2LBP复合物的形式与锚定在单核/巨噬细胞、中性粒细胞细胞膜表面的CD14受体分子结合。其后，LPS2LBP2CD14三体复合物与TLR4及其相关因子MD22(myeloid differential protein22)相互作用，将信号跨膜传递，引发了后续细胞内的信号转导过程。LPS可以激活NF-κB信号通路，从而促进后续的炎症因子的转录和表达。LPS因此也常用作NF-κB信号通路的激活剂。另外，LPS在肝细胞中可以上调iNOS的水平。近年来，研究脂多糖受体TLR4及其信号转导在先天免疫和获得性免疫中的作用，以及脂多糖信号通路的复杂调控机制取得了突破性进展。其中蛋白质翻译后修饰参与脂多糖信号通路调节的研究成为这一领域的新热点之一。

图1  脂多糖信号通路示意图^[1]

三、脂多糖重要用途

1、用作有丝分裂原(mitogen)

诱导小鼠B细胞活化增殖或其他免疫细胞活化表达细胞因子。LPS适用于小鼠B细胞的活化，但不适用于人B细胞，因为LPS不可表达CD14、TLR4等结合受体。

2、建立疾病相关动物模型

（1）急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)

因动物类型和给药方法的不同，注射剂量不同。研究表明，腹腔注射LPS及气管给予LPS更适用于建立急性肺损伤模型以及后续应用药物的动物实验。

（2）急性胰腺炎(Acute pancreatitis,AP)

LPS作为一种内毒素，可激活单核细胞释放细胞因子从而启动全身性炎症反应。Caerulein雨蛙肽/雨蛙素与LPS建立SAP模型的协同作用主要表现为：前者刺激胰液酶破坏胰脏，持续性激活炎症细胞释放炎症因子。随后LPS破坏炎症介质的正常反应，进而发展局部的胰腺炎为全身性的严重性炎症反应。

（3）急性肝衰竭(Acute hepatic failure)

联合使用D-(+)-氨基半乳糖(D-(+)-Galactosamine)诱导急性肝衰竭模型以研究新药。

四、absin脂多糖选择指南

大肠杆菌来源的脂多糖在实验室免疫学中是常用的B细胞促分裂因子，可用于细胞培养。Absin脂多糖产品（表1）受到广大科研学者的青睐，高分文献陆续发表。其中，脂多糖(O55:B5)是本公司文献引用量最多的LPS，2020年至今有6篇高分文献分别发表在不同的英文期刊上。例如2022年4月25日，Gu等^[2]在mBio(IF=7.867)上发表的题为"Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Adapts Antiviral Innate Immunity via Manipulating MALT1"的研究论文。该论文表明猪繁殖与呼吸综合症病毒通过操纵MALT1适应抗病毒先天免疫，揭示了病毒在受感染的免疫系统中建立稳态以进行定居的机制（图2）。

表1 大肠杆菌来源的LPS产品应用指南

图2 (A)用HNxx16或ZJnb16-2菌株感染PAMs，并在对应的时间点检测到MALT1蛋白。

(B)用1µg/mL LPS刺激Marc-145细胞后检测MALT1 mRNA和蛋白质水平。

表2 相关产品推荐

温馨提示：Absin所有产品仅用于科学研究，请勿药物、家用或其他用途。

[1]王颖. 脂多糖信号通路中的蛋白质修饰[J]. 中国生物化学与分子生物学报, 2008, 24(006):505-511.

[2]Gu H, Zheng SY, Han GW, et al. Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Adapts Antiviral Innate Immunity via Manipulating MALT1[J].mBio, 2022, 13(3):1-18.

[3]陈晓欢. 系统性红斑狼疮早发动脉粥样硬化与Breg/Th17细胞相关性研究[D].2021.

[4] Tsatsanis C, Androulidaki A, Dermitzaki E, et al. Corticotropin releasing factor receptor 1 (CRF1) and CRF2 agonists exert an anti-inflammatory effect during the early phase of inflammation suppressing LPS-induced TNF-alpha release from macrophages via induction of COX-2 and PGE2[J]. Journal of Cellular Physiology, 2010, 210(3).

[5]Endotoxin preconditioning protects against the cytotoxic effects of TNFα after stroke: a novel role for TNFα in LPS-ischemic tolerance[J]. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2007, 27(10):1663-1674.

[6] Ye JW, Zhong SY, Deng YS, et al. HDAC7 Activates IKK/NF-κB Signaling to Regulate Astrocyte-Mediated Inflammation[J].Molecular Neurobiology, 2022.

[7]林玉坤. 褪黑素协同LPS调控巨噬细胞防治肿瘤的作用研究[D]. 河南大学.

[8]Liu Q, Yang CG, Wang SY, et al.Wnt5a-induced M2 polarization of tumorassociated macrophages via IL-10 promotes colorectal cancer progression[J]. Cell Communication and Signaling. 2020 Mar 30;18(1):51.

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