备课素材：炎症反应过度的反馈机制-2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修1

炎症反应过度的反馈机制 先看一道试题： 如图为巨噬细胞炎症反应的新机制研究，巨噬细胞受细菌感染或细菌脂多糖LPS刺激后，升高血管内皮生长因子受体3(VEGFR－3)和信号分子VEGF－C的表达。VEGFR－3形成反馈环路，抑制TLR4－NF－kB介导的炎症反应，降低细菌感染导致的败血症发生的可能。回答下列相关问题： （1）细菌或细菌脂多糖LPS在免疫学上相当于      ，TLR4的本质是        。 （2）过度或持续性的TLR4活化引起         ，在VEGF－C的刺激下，通过活化PI3K－Akt1通路，促进        ，从而抑制NF－kB活性，降低败血症发生的可能。 （3）该细胞能够产生溶菌酶直接杀死病原菌，该过程属于      免疫。巨噬细胞吞噬病菌后会发生死亡现象，该现象属于      。 答案： （1）抗原　 受体蛋白(糖蛋白或蛋白质) （2）过度炎症反应、败血症  TLR4内吞 （3）非特异性　细胞凋亡 解析：分析题图中左图，巨噬细胞受细菌感染或细菌脂多糖LPS刺激后，升高VEGFR-3和VEGF-C的表达，引起过度炎症反应或败血症。分析题图中右图，在VEGF-C的刺激下，通过活化PI3K-Akt1通路，促进TLR4内吞，从而抑制NF-kB活性，降低败血症的发生。 （1）细菌或细菌脂多糖LPS在免疫学上相当于抗原，TLR4的本质是受体蛋白。 （2）过度或持续性的TLR4活化引起过度炎症反应、败血症，在VEGF－C的刺激下，通过活化PI3K－Akt1通路，促进TLR4内吞，从而抑制NF－kB活性，降低败血症发生的可能。 （3）该细胞能够产生溶菌酶直接杀死病原菌，该过程对大部分病原体均起作用，故属于非特异性免疫。巨噬细胞吞噬病菌后会发生死亡现象，该现象属于细胞凋亡。 此题涉及过度炎症反应的反馈。 高中生物学的教材中，非特异性免疫的第二道防线炎症反应是教学中的重点。教材中提供的是简单浅析的机理示意图，即通过吞噬细胞和中心粒细胞作用。 那么，过度炎症反应的反馈机制是什么？ 1.研究的成果、背景和意义 2014年3月21日，国际著名学术期刊《免疫》（Immunity）在线发表了中国科学院上海生物化学与细胞生物学研究所王红艳研究组的论文。 该研究发现巨噬细胞受细菌感染或细菌脂多糖LPS刺激后，升高血管内皮生长因子受体3（VEGFR-3）的表达。VEGFR-3 形成负反馈环路，抑制TLR4-NF-κB介导的炎症反应，降低细菌感染导致的败血症或内毒素休克的发生。 该项工作在探寻TLR4通路中新型阴性调控分子的方向迈进了一大步，为治疗重症感染导致的败血症提供了新的研究思路。 宿主的巨噬细胞通过Toll样受体4（TLR4）识别细菌，并启动免疫应答是清除病原体的关键。但是TLR4信号通路是把双刃剑，过度或持续性的TLR4活化引起过激炎症反应，造成靶器官的损伤。其中，重症细菌感染导致的败血症就是一种与TLR4过激免疫反应相关的高死亡率疾病。因此，探寻TLR4通路中的新型阴性调控分子的研究成为免疫学领域的重要方向之一。 2.炎症反应及炎症反应过度后的反馈机制 炎症反应是身体对于感染、病原微生物、创伤，还有变态反应等组织细胞的反应，也是机体的防御反应。 当机体出现病原体感染，包括细菌、病毒进入体内后，身体会有一系列的反应。首先出现免疫细胞，如吞噬性细胞把病毒、细菌吞噬后，组织细胞会释放一系列的炎症因子，包括肿瘤坏死因子、白介素等，出现炎症因子后机体也会出现相应反应，如局部血管扩张等，表现为炎症反应的局部出现红肿热痛。那么，炎症反应发生后调节机制是怎么样呢？ 首先，需要了解核转录因子NF-κB的作用，它是细胞中重要的转录调节因子，促进细胞因子合成与释放是最突出的生物学功能。NF-κB通过刺激因子(病毒、肿瘤坏死因子、B细胞活化因子、淋巴毒素等)的活化进而诱导多种基因的表达，产生多种细胞因子参与炎症反应。另外，TLR-NF-B途径在促进多种细胞因子合成的同时，还参与针对入侵病原体的获得性免疫应答。 适度的炎症反应有利于病原体的清除，但如果NF-KB信号通路持续激活，产生的细胞因子过多，就会导致过度炎症反应，甚至败血症的发生。败血症是由对感染可能致命的过度反应性免疫反应引起的，因此，在感染情况下，NF-κB也必须受到严格监管，以防治炎症和过度活跃的免疫反应造成过度的组织和器官损伤。 研究人员发现，当炎症反应过分强烈时，跨膜受体VEGFR-3和其分泌型配体 VEGF-C的表达显著上升。在VEGF-C的刺激下，VEGFR-3 结合和磷酸化p85α，通过活化PI3K-Akt1通路，促进 TLR4内吞，从而抑制NF-κB活性，下调促炎因子白介素－6（IL-6）和肿瘤坏死因α（TNFα）等的产生。 学科网（北京）股份有限公司 $$