動物造模專題——脂多糖炎癥模型

一、脂多糖簡介

脂多糖(Lipopolysaccharides，LPS)是革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁中的一種*成分，又稱內(nèi)毒素，感染宿主后可導(dǎo)致膿毒癥、膿毒性休克和多器官功能障礙綜合癥。LPS借助信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路誘發(fā)宿主的應(yīng)答，刺激免疫細(xì)胞產(chǎn)生大量具有致熱效應(yīng)的炎性細(xì)胞因子，引起免疫系統(tǒng)的過度活化。

二、脂多糖信號通路

LPS通過結(jié)合宿主細(xì)胞表面受體，激活炎性細(xì)胞因子基因表達(dá)并引起炎癥反應(yīng)，啟動細(xì)菌感染的致病過程。圖1是LPS信號通路的示意圖^[1]。進(jìn)入血流后，脂多糖首先被血清中的LPS結(jié)合蛋白(LPS2bindingprotein,LBP)識別富集，然后以LPS2LBP復(fù)合物的形式與錨定在單核/巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞細(xì)胞膜表面的CD14受體分子結(jié)合。其后，LPS2LBP2CD14三體復(fù)合物與TLR4及其相關(guān)因子MD22(myeloid differential protein22)相互作用，將信號跨膜傳遞，引發(fā)了后續(xù)細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。LPS可以激活NF-κB信號通路，從而促進(jìn)后續(xù)的炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。LPS因此也常用作NF-κB信號通路的激活劑。另外，LPS在肝細(xì)胞中可以上調(diào)iNOS的水平。近年來，研究脂多糖受體TLR4及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在先天免疫和獲得性免疫中的作用，以及脂多糖信號通路的復(fù)雜調(diào)控機(jī)制取得了突破性進(jìn)展。其中蛋白質(zhì)翻譯后修飾參與脂多糖信號通路調(diào)節(jié)的研究成為這一領(lǐng)域的新熱點(diǎn)之一。

圖1  脂多糖信號通路示意圖^[1]

三、脂多糖重要用途

1、用作有絲分裂原(mitogen)

誘導(dǎo)小鼠B細(xì)胞活化增殖或其他免疫細(xì)胞活化表達(dá)細(xì)胞因子。LPS適用于小鼠B細(xì)胞的活化，但不適用于人B細(xì)胞，因?yàn)長PS不可表達(dá)CD14、TLR4等結(jié)合受體。

2、建立疾病相關(guān)動物模型

（1）急性肺損傷(Acute lung injury,ALI)

因動物類型和給藥方法的不同，注射劑量不同。研究表明，腹腔注射LPS及氣管給予LPS更適用于建立急性肺損傷模型以及后續(xù)應(yīng)用藥物的動物實(shí)驗(yàn)。

（2）急性胰腺炎(Acute pancreatitis,AP)

LPS作為一種內(nèi)毒素，可激活單核細(xì)胞釋放細(xì)胞因子從而啟動全身性炎癥反應(yīng)。Caerulein雨蛙肽/雨蛙素與LPS建立SAP模型的協(xié)同作用主要表現(xiàn)為：前者刺激胰液酶破壞胰臟，持續(xù)性激活炎癥細(xì)胞釋放炎癥因子。隨后LPS破壞炎癥介質(zhì)的正常反應(yīng)，進(jìn)而發(fā)展局部的胰腺炎為全身性的嚴(yán)重性炎癥反應(yīng)。

（3）急性肝衰竭(Acute hepatic failure)

聯(lián)合使用D-(+)-氨基半乳糖(D-(+)-Galactosamine)誘導(dǎo)急性肝衰竭模型以研究新藥。

四、absin脂多糖選擇指南

大腸桿菌來源的脂多糖在實(shí)驗(yàn)室免疫學(xué)中是常用的B細(xì)胞促分裂因子，可用于細(xì)胞培養(yǎng)。Absin脂多糖產(chǎn)品（表1）受到廣大科研學(xué)者的青睞，高分文獻(xiàn)陸續(xù)發(fā)表。其中，脂多糖(O55:B5)是本公司文獻(xiàn)引用量最多的LPS，2020年至今有6篇高分文獻(xiàn)分別發(fā)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)上發(fā)表的題為"Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Adapts Antiviral Innate Immunity via Manipulating MALT1"的研究論文。該論文表明豬繁殖與呼吸綜合癥病毒通過操縱MALT1適應(yīng)抗病毒先天免疫，揭示了病毒在受感染的免疫系統(tǒng)中建立穩(wěn)態(tài)以進(jìn)行定居的機(jī)制（圖2）。

表1 大腸桿菌來源的LPS產(chǎn)品應(yīng)用指南

圖2 (A)用HNxx16或ZJnb16-2菌株感染PAMs，并在對應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)檢測到MALT1蛋白。

(B)用1µg/mL LPS刺激Marc-145細(xì)胞后檢測MALT1 mRNA和蛋白質(zhì)水平。

表2 相關(guān)產(chǎn)品推薦

溫馨提示：Absin所有產(chǎn)品僅用于科學(xué)研究，請勿藥物、家用或其他用途。

[1]王穎. 脂多糖信號通路中的蛋白質(zhì)修飾[J]. 中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào), 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]陳曉歡. 系統(tǒng)性紅斑狼瘡早發(fā)動脈粥樣硬化與Breg/Th17細(xì)胞相關(guān)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. 褪黑素協(xié)同LPS調(diào)控巨噬細(xì)胞防治腫瘤的作用研究[D]. 河南大學(xué).

[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.

Absin特色產(chǎn)品線：

WB相關(guān)：ECL發(fā)光液、預(yù)染marker、預(yù)制膠；IHC相關(guān)：二抗試劑盒、組化筆；IP/CoIP試劑盒；激動劑/抑制劑；血清、BSA、蛋白酶K、CTB、TTX、CEE；凋亡試劑盒；呼吸爆發(fā)試劑盒；ELISA試劑盒；重組蛋白；抗體: 二抗、標(biāo)簽抗體、對照抗體；定制服務(wù)(抗體/多肽/蛋白/標(biāo)記/檢測)...