TargetMol明星分子—

TargetMol明星分子——LPS

脂多糖（Lipopolysaccharides）

脂多糖（Lipopolysaccharides，LPS），是革兰氏阴性细菌细胞壁的一种特有成分，位于细胞壁的最外层并暴露于非荚膜细菌的细胞表面，有利于维持细胞外膜的完整性，保护细菌免受胆汁盐和脂类抗生素的破坏。

作用机制

LPS 可以引起免疫刺激的级联反应和机体的毒性病理生理活动，包括释放内毒素引起感染性休克。当细菌侵入人体后，会释放其表面 LPS ， LPS 首先与脂多糖结合蛋白 ( lipopolysaccharide - binding protein，LBP ) 结合，LBP 将 LPS 运送到免疫细胞的膜表面，与膜表面的蛋白质 CD14 相结合。随后 CD14 将 LPS 转运至 Toll 样受体 4 ( Toll - like receptor, TLR4 ) 及髓样分化蛋白2 ( myeloid differentiation protein - 2 , MD2 ) 形成蛋白复合体，激活下游细胞因子的表达，诱发免疫炎症反应。

▲ 内毒素耐受的细胞机制

生物学应用

LPS 是哺乳动物免疫系统最有效的激活剂之一，其本身并无毒性作用，但作为非特异性免疫原，当进入微循环后与宿主效应细胞相互作用时，会激活机体的免疫细胞（如单核细胞、B 淋巴细胞、巨噬细胞等），促进分泌肿瘤坏死因子-α ( TNF-α ) 、白细胞介素 1 ( IL-1 ) 、白细胞介素 2 ( IL-2 ) 、白细胞介素 6 ( lL-6 ) 、血栓素 A2（TXA2）、活性氧自由基 ( ROS ) 、NO 等生物活性分子，引起发热、腹泻、全身炎症反应、凝血功能障碍、多器官机能衰竭及休克等临床综合症。

生命科学研究常常提取 LPS 进行相关的研究，如阐明 LPS 的结构、生物合成途径、代谢、毒性病理生理学、免疫应答、诱导生长促进因子（如白介素的合成与分泌）、诱导疾病研究的动物模型（如脑膜炎、脓毒血症、胃肠道感染、急性肺损伤等炎症反应）。

▲ 脂多糖诱导全身炎症反应综合征的生物学基础及其可能的致命后果

分子结构

脂多糖由脂质 A 、核心寡糖和 O -特异性链三部分组成。其中脂质 A 是 LPS 的生物活性中心以及细菌内毒素的主要成分，它由2个葡萄胺、磷酸盐和一定量的脂肪酸构成，高度保守，同一菌种的类脂A结构基本一致。O -特异性链在不同细菌间是高度变化的，特异性决定细菌的血清型，也被称为 O -抗原，保护细菌免受抗生素的危害和抵抗补体系统的溶解作用，是由一定长度的寡糖单位首尾相连而行成的不同聚合度的聚合物，结构不稳定。

文献精选

文章标题：BmKK2, a thermostable Kv1.3 blocker from Buthus martensii Karsch (BmK) scorpion, inhibits the activation of macrophages via Kv1.3 - NF - κB- NLRP3 axis

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研究概览：研究分别使用角叉菜胶诱导的小鼠足底水肿、LPS 诱导的脓毒症小鼠模型和 LPS 诱导的巨噬细胞激活模型 来测定体内和体外的抗炎活性，用于研究 BmK 马氏蝎 BmKK2 抗炎作用的分子基础和潜在机制。

文章标题：Rifaximin protects SH-SY5Y neuronal cells from iron overload-induced cytotoxicity via inhibiting STAT3/NF-κB signaling

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研究概览：研究发现利福昔明 ( rifaximin ) 治疗可以纠正柠檬酸铁铵 ( FAC ) 诱导的铁过剩和 脂多糖 ( LPS ) 诱导的铁沉积，有效保护 SH-SY5Y 细胞免受 ROS 诱导的细胞损伤和凋亡。

文章标题：EndothelialmiR-199a-3p regulating cell adhesion molecules by targeting mTOR signaling during inflammation

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研究概览：研究 通过 LPS 刺激人脐静脉内皮细胞 ( HUVEC ) 构建炎症细胞模型，检查 miR-199a-3p 水平与内皮炎症和粘附之间的关系，发现 miR-199a-3p 通过靶向 mTOR 信号传导和增加自噬来抑制内皮炎症和粘附，研究结果表明 miR-199a-3p 在心血管疾病的早期阶段发挥着重要作用。

参考文献：

[1] Wang X, Quinn PJ. Lipopolysaccharide: Biosynthetic pathway and structure modification. Prog Lipid Res. 2010;49(2):97-107. doi:10.1016/j.plipres.2009.06.002

[2]Shetab Boushehri MA, Lamprecht A. Challenges of using lipopolysaccharides for cancer immunotherapy and potential delivery-based solutions thereto. Ther Deliv. 2019;10(3):165-187. doi:10.4155/tde-2018-0076

[3]Wang Z, Sang M, Zhang Y, et al. BmKK2, a thermostable Kv1.3 blocker from Buthus martensii Karsch (BmK) scorpion, inhibits the activation of macrophages via Kv1.3-NF-κB- NLRP3 axis. J Ethnopharmacol. 2023;314:116624. doi:10.1016/j.jep.2023.116624

[4]Zhang Z, Yuan Q, Hu X, Liao J, Kuang J. Rifaximin protects SH-SY5Y neuronal cells from iron overload-induced cytotoxicity via inhibiting STAT3/NF-κB signaling. Cell Biol Int. 2022;46(7):1062-1073. doi:10.1002/cbin.11776

[5]Gu X, Weng R, Hou J, Liu S. Endothelial miR-199a-3p regulating cell adhesion molecules by targeting mTOR signaling during inflammation. Eur J Pharmacol. 2022;925:174984. doi:10.1016/j.ejphar.2022.174984