(一)TLR4分子表達(dá)下調(diào)
將小鼠腹腔巨噬細(xì)胞用內(nèi)毒素預(yù)先處理后,再次用內(nèi)毒素攻擊,則此時(shí)細(xì)胞因子的分泌顯著減少,表現(xiàn)出時(shí)間和劑量依賴性的特點(diǎn)。在耐受的巨噬細(xì)胞中證實(shí),依賴于TLR4-MyD88信號(hào)途徑的近側(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子受到影響。用小劑量?jī)?nèi)毒素刺激巨噬細(xì)胞后數(shù)小時(shí)內(nèi),TLR4 mRNA表達(dá)顯著下調(diào),24h后才恢復(fù)正常水平,而膜表面上TLR4分子在1h開(kāi)始表現(xiàn)出漸進(jìn)式下降,其抑制性狀態(tài)持續(xù)超過(guò)24h。此時(shí)的細(xì)胞因子分泌下降與TLR4表達(dá)下調(diào)有關(guān),也是內(nèi)毒素耐受的發(fā)生機(jī)制之一。在內(nèi)毒素耐受中,TLR4的基本調(diào)控因子PU.1和干擾素基因序列結(jié)合蛋白(interferon consensus sequence binding protein,ICSBP)是如何相互作用影響Tlr4基因轉(zhuǎn)錄的目前還不清楚。
(二)IRAK分子改變
IRAK為IL-1受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子,現(xiàn)證實(shí)其也參與TLR家族的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。過(guò)量表達(dá)IRAK的顯性失活形式能抑制LPS的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),而且在lRAK基因缺陷的293細(xì)胞中轉(zhuǎn)染野生型IRAK能使細(xì)胞對(duì)LPS發(fā)生反應(yīng)。Li等對(duì)THP-1細(xì)胞進(jìn)行內(nèi)毒素攻擊時(shí),發(fā)現(xiàn)內(nèi)源性IRAK能夠被快速激活,初次內(nèi)毒素刺激時(shí),LPS可促使IRAK與MyD88迅速結(jié)合;在內(nèi)毒素耐受的THP-1細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),IRAK表達(dá)數(shù)量顯著下降,只有正常水平的20%,在再次內(nèi)毒素攻擊時(shí),無(wú)法誘導(dǎo)出IRAK的酶學(xué)活性;同時(shí),IRAK與MyD88發(fā)生分離不能結(jié)合,無(wú)法轉(zhuǎn)導(dǎo)LPS的跨膜信號(hào)??梢?jiàn),IRAK從量和質(zhì)的兩個(gè)方面下調(diào)內(nèi)毒素的激活效應(yīng)。
(三)NF-κB復(fù)合物分子組成的改變
內(nèi)毒素耐受細(xì)胞若再次受到內(nèi)毒素刺激,則不能有效激活NF-κB。未激活的巨噬細(xì)胞、NF-κB組成異源二聚體(p50和p65)形式,并與抑制性IκB結(jié)合,滯留在胞質(zhì)內(nèi)。當(dāng)細(xì)胞初次受到內(nèi)毒素刺激后,IκB迅速被IκB激酶(IKK)磷酸化,并經(jīng)泛蛋白-蛋白質(zhì)酶體的途徑降解。在內(nèi)毒素耐受細(xì)胞中,NF-κB復(fù)合物主要為p50/p50,后者缺乏反式轉(zhuǎn)錄活性,并能抑制基因表達(dá)。p50的前體蛋白為p105,經(jīng)過(guò)酶切生成。在內(nèi)毒素耐受細(xì)胞中,由于p105合成顯著增加,p50與p50形成二聚體,而p65 mRNA無(wú)改變,故不能誘導(dǎo)p65蛋白表達(dá)增加,所以p50/p50占優(yōu)勢(shì),p65/ p50比例下降,并抑制相關(guān)基因表達(dá)。
(四)IκB激酶的改變
內(nèi)毒素耐受的細(xì)胞中IKK不能被激活,結(jié)果IκB無(wú)法降解,持續(xù)與NF-κB結(jié)合,而NF-κB復(fù)合物不能從胞質(zhì)轉(zhuǎn)位進(jìn)入胞核內(nèi)使其調(diào)控基因表達(dá)。可見(jiàn),IκB激酶也參與了內(nèi)毒素耐受的發(fā)生。
(五)蛋白激酶C的改變
內(nèi)毒素可以激活不同的致分裂原活化蛋白激酶(rmitogen-activated protein kinase,MAPK)的級(jí)聯(lián)反應(yīng),包括細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶、JNK(c-Jun N-terminal kinase),p38MAPK/反應(yīng)激酶途徑(p38 MAPK/reactivating kinase pathway)。MAPK可以使下游分子的絲氨酸/蘇氨酸發(fā)生磷酸化。有活性的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶使下游分子磷酸化并調(diào)節(jié)其活性,其中包括其他蛋白激酶、細(xì)胞骨架、磷脂酶A2和核轉(zhuǎn)錄因子(如Elk1/TCF及c-Jun),調(diào)節(jié)即刻早期基因的表達(dá)。內(nèi)毒素可激活PI-3K,后者分解膜上的脂質(zhì)后產(chǎn)生DAG和IP3,IPs進(jìn)一步激活PKC,并發(fā)生多種效應(yīng)。在內(nèi)毒素耐受細(xì)胞中,使用PKC的激活劑如佛波酯,能恢復(fù)細(xì)胞因子的合成和分泌,可見(jiàn)PKC也參與內(nèi)毒素耐受效應(yīng)。
(六)G蛋白與內(nèi)毒素的耐受
用百日咳毒素使巨噬細(xì)胞G蛋白亞單位Gi的近C端Cys殘基發(fā)生核糖基化,修飾后的Gi對(duì)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無(wú)反應(yīng)而處于持久失活狀態(tài),此時(shí)用內(nèi)毒素進(jìn)行刺激可顯著降低細(xì)胞因子的合成和分泌??梢?jiàn)G蛋白也參與了機(jī)體對(duì)內(nèi)毒素反應(yīng)的調(diào)節(jié)。
總之,在天然內(nèi)毒素耐受之外,宿主作為一個(gè)整體,其中有多種成分共同參與內(nèi)毒素耐受的發(fā)生,而并非某一個(gè)成分單獨(dú)發(fā)揮作用,這也表現(xiàn)出了機(jī)體反應(yīng)的協(xié)調(diào)性。一旦某個(gè)成分逃脫抑制的束縛,則會(huì)破壞整個(gè)耐受的平衡狀態(tài),使耐受現(xiàn)象消失,并擺脫原有的耐受狀態(tài),繼而下傳LPS信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),對(duì)機(jī)體產(chǎn)生效應(yīng)。