(一)TLR4分子表達下調
將小鼠腹腔巨噬細胞用內毒素預先處理后,再次用內毒素攻擊,則此時細胞因子的分泌顯著減少,表現出時間和劑量依賴性的特點。在耐受的巨噬細胞中證實,依賴于TLR4-MyD88信號途徑的近側信號轉導分子受到影響。用小劑量內毒素刺激巨噬細胞后數小時內,TLR4 mRNA表達顯著下調,24h后才恢復正常水平,而膜表面上TLR4分子在1h開始表現出漸進式下降,其抑制性狀態持續超過24h。此時的細胞因子分泌下降與TLR4表達下調有關,也是內毒素耐受的發生機制之一。在內毒素耐受中,TLR4的基本調控因子PU.1和干擾素基因序列結合蛋白(interferon consensus sequence binding protein,ICSBP)是如何相互作用影響Tlr4基因轉錄的目前還不清楚。
(二)IRAK分子改變
IRAK為IL-1受體的信號轉導分子,現證實其也參與TLR家族的信號轉導。過量表達IRAK的顯性失活形式能抑制LPS的信號轉導,而且在lRAK基因缺陷的293細胞中轉染野生型IRAK能使細胞對LPS發生反應。Li等對THP-1細胞進行內毒素攻擊時,發現內源性IRAK能夠被快速激活,初次內毒素刺激時,LPS可促使IRAK與MyD88迅速結合;在內毒素耐受的THP-1細胞中發現,IRAK表達數量顯著下降,只有正常水平的20%,在再次內毒素攻擊時,無法誘導出IRAK的酶學活性;同時,IRAK與MyD88發生分離不能結合,無法轉導LPS的跨膜信號??梢?,IRAK從量和質的兩個方面下調內毒素的激活效應。
(三)NF-κB復合物分子組成的改變
內毒素耐受細胞若再次受到內毒素刺激,則不能有效激活NF-κB。未激活的巨噬細胞、NF-κB組成異源二聚體(p50和p65)形式,并與抑制性IκB結合,滯留在胞質內。當細胞初次受到內毒素刺激后,IκB迅速被IκB激酶(IKK)磷酸化,并經泛蛋白-蛋白質酶體的途徑降解。在內毒素耐受細胞中,NF-κB復合物主要為p50/p50,后者缺乏反式轉錄活性,并能抑制基因表達。p50的前體蛋白為p105,經過酶切生成。在內毒素耐受細胞中,由于p105合成顯著增加,p50與p50形成二聚體,而p65 mRNA無改變,故不能誘導p65蛋白表達增加,所以p50/p50占優勢,p65/ p50比例下降,并抑制相關基因表達。
(四)IκB激酶的改變
內毒素耐受的細胞中IKK不能被激活,結果IκB無法降解,持續與NF-κB結合,而NF-κB復合物不能從胞質轉位進入胞核內使其調控基因表達??梢?,IκB激酶也參與了內毒素耐受的發生。
(五)蛋白激酶C的改變
內毒素可以激活不同的致分裂原活化蛋白激酶(rmitogen-activated protein kinase,MAPK)的級聯反應,包括細胞外信號調節蛋白激酶、JNK(c-Jun N-terminal kinase),p38MAPK/反應激酶途徑(p38 MAPK/reactivating kinase pathway)。MAPK可以使下游分子的絲氨酸/蘇氨酸發生磷酸化。有活性的細胞外信號調節蛋白激酶使下游分子磷酸化并調節其活性,其中包括其他蛋白激酶、細胞骨架、磷脂酶A2和核轉錄因子(如Elk1/TCF及c-Jun),調節即刻早期基因的表達。內毒素可激活PI-3K,后者分解膜上的脂質后產生DAG和IP3,IPs進一步激活PKC,并發生多種效應。在內毒素耐受細胞中,使用PKC的激活劑如佛波酯,能恢復細胞因子的合成和分泌,可見PKC也參與內毒素耐受效應。
(六)G蛋白與內毒素的耐受
用百日咳毒素使巨噬細胞G蛋白亞單位Gi的近C端Cys殘基發生核糖基化,修飾后的Gi對受體介導的信號轉導無反應而處于持久失活狀態,此時用內毒素進行刺激可顯著降低細胞因子的合成和分泌??梢?/span>G蛋白也參與了機體對內毒素反應的調節。
總之,在天然內毒素耐受之外,宿主作為一個整體,其中有多種成分共同參與內毒素耐受的發生,而并非某一個成分單獨發揮作用,這也表現出了機體反應的協調性。一旦某個成分逃脫抑制的束縛,則會破壞整個耐受的平衡狀態,使耐受現象消失,并擺脫原有的耐受狀態,繼而下傳LPS信號轉導,對機體產生效應。