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M2型丙酮酸激酶如何调控细菌内毒素LPS引起的炎症

2015/2/9 20:36:31
文章来源:网络

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  M2型丙酮酸激酶四聚化能逆转细菌内毒素LPS引起的Warburg效应

  M2型丙酮酸激酶在稳定Hif-1α和调节Hif-1α下游的靶基因表达过程中具有重要作用

  M2型丙酮酸激酶四聚化能减弱细菌内毒素LPS引起的M1型巨噬细胞反应

  M2型丙酮酸激酶是激活的巨噬细胞糖酵解代谢途径转变的重要决定因子

  作为天然免疫系统中的一员,巨噬细胞主要负责清除感染病原体。但是其自身也分为两类种群,即以分泌TNF-α,IL-1β等促炎性细胞因子为主的M1型巨噬细胞和以分泌IL-10等抗炎性细胞因子为主的M2型巨噬细胞。当巨噬细胞接收到细菌内毒素LPS信号后,其受体Toll样受体4(TLR4,Toll-like receptor)启动一系列细胞信号通路,并改变了巨噬细胞的代谢活力。

  研究人员发现细菌内毒素LPS可以诱导巨噬细胞内大量表达M2型丙酮酸激酶(PKM2,Pyruvate Kinase M2),而丙酮酸激酶是葡萄糖酵解过程中重要的调控酶。通过DASA-58和TEPP-46两种小分子激活剂将M2型丙酮酸激酶激活后,巨噬细胞中由内毒素LPS诱导产生的Hif-1α和IL-1β显着减少,而且由Hif-1α启动的下游靶基因的表达也同时减少。此外M2型丙酮酸激酶的激活也降低了由内毒素LPS引起的促炎性M1型巨噬细胞表型,相应的却促进了抗炎性的M2型巨噬细胞表型。

  研究人员深入研究之后发现当巨噬细胞被内毒素LPS处理后,胞内的M2型丙酮酸激酶会与Hif-1α形成复合体,并与IL-1β基因的促进子区域结合,但是当M2型丙酮酸激酶被激活后,这个现象就消失了。

  细菌内毒素LPS还能引起细胞代谢向糖酵解方向转变以及增加琥珀酸的积累。然而在体内实验中通过TEPP-46激活M2型丙酮酸激酶能够抑制由LPS和鼠伤寒沙门氏菌引起的IL-1β产生,却增加IL-10的产生。综上,M2型丙酮酸激酶在细菌内毒素LPS引起的炎症反应和巨噬细胞激活过程中扮演了至关重要的角色。

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