可引起內(nèi)毒素的毒性效應的TNF-α的來源和結構介紹
腫瘤壞死因子（tumor necrsis factor，TNF）與內(nèi)毒素密切相關。人們把來源于單核細胞和巨噬細胞的、能夠使腫瘤細胞壞死的血清物質(zhì)命名為 TNF-α，下面介紹TNF-α的來源和結構。
一、TNF-α的來源
內(nèi)源性TNF（tumor necrsis factor，腫瘤壞死因子）是具有脂溶性的糖蛋白低聚物，廣泛存在于內(nèi)臟器官、皮膚、肌肉、白細胞、胚胎組織和神經(jīng)組織。TNF-α主要由LPS（lipopolysaccharide，脂多糖）激活的單核細胞、巨噬細胞分泌產(chǎn)生；而TNF-β（淋巴毒素-1）主要來源于T淋巴細胞，但肥大細胞、多形核白細胞、角質(zhì)化細胞、平滑肌細胞、星型膠質(zhì)細胞、小神經(jīng)膠質(zhì)細胞、腎小球系膜細胞、腸腺的嗜酸粒細胞以及一些腫瘤細胞也可以自發(fā)或經(jīng)過誘導產(chǎn)生TNF。在內(nèi)毒素血癥中，肝臟是血液TNF-α的主要來源，部分肝切除者可以耐受內(nèi)毒素的毒性效應。
二、TNF-α的基因位點
TNF-α基因位于人染色體6p21.1～p22，在HLA基因群譜中靠近HLA-A位點，與HLA基因連鎖。TNF-α和TNF-β基因沿3'→5'方向緊密連鎖，相隔1.2kb。兩者均由4個外顯子和3個內(nèi)含子所組成。TNF-αmRNA長度為1.7kb，而小鼠TNF-α基因長度約為1kb，位于17號染色體上，在主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）的H-2D基因上游約70kb處。
三、TNF-α的轉(zhuǎn)錄調(diào)控
TNF-α基因的TATA盒在其轉(zhuǎn)錄起始位點ATG上游20bp處，同時在其上游也存在其他各種調(diào)控元件，包括Y盒啟動子、cAMP反應元件、c-jun/AP-1以及至少有5個NF-κB增強子等結合位點。TNF-αmRNA的3'端非翻譯區(qū)還存在UUAUUUAU八個核苷酸序列結構，許多細胞因子的mRNA中均有此結構，此結構可使其mRNA穩(wěn)定性降低，半衰期縮短。TNF-a mRNA的穩(wěn)定性還受到3'非翻譯區(qū)的其他位點調(diào)節(jié)：①對放線菌素D敏感的位點。②對放線菌素D不敏感，此位點受LPS調(diào)節(jié)后，TNF-αmRNA 的穩(wěn)定性增高，顯著減低TNF-αmRNA的降解率，使TNF-αmRNA在細胞內(nèi)聚集100倍，增加TNF-α的蛋白質(zhì)翻譯，導致高TNF-α血癥，易出現(xiàn)內(nèi)毒素的毒性效應。
四、TNF-α的構成
成熟的TNF-α由157個氨基酸殘基組成，含有1個二硫鍵（C69~C101位點），無糖基化位點，pI為5.6。人TNF-α前體為233肽，N端76肽不是信號肽，卻能將TNF-α前體形式固定在細胞膜上，使成熟的分泌型TNF-α保留在細胞表面。TNF-α前體中疏水跨膜部分下游的Lys19和Lys20被豆蔻酸�；�，可以介導TNF-α前體運輸?shù)侥ど系倪^程，膜結合型的TNF-α是Ⅱ型跨膜蛋白（typeⅡ transmembrane protein），即C端在細胞外，N端留在胞質(zhì)內(nèi)；胞質(zhì)區(qū)有29個氨基酸，跨膜區(qū)有28個氨基酸，細胞外有176個氨基酸。膜型TNF-α有細胞毒理活性，可直接與相鄰細胞表面的TNF受體（TNF-αreceptor、TNFR）結合，發(fā)揮旁分泌效應。小鼠TNF-α前體為235肽，成熟的TNF-α含有156個氨基酸殘基，有1個糖化位點，糖基化后并不影響其三聚體的形成。
TNF-α的二級結構主要為β折疊，結晶學分析證明，天然TNF-α為以非共價鍵連接的三聚體，以三重軸對稱構成一個鈴狀結構；TNF-α單體有2個β折疊和5個反平行的β折疊串，外部的β折疊富含親水殘基，內(nèi)部的β折疊為疏水性殘基，單體之間相互結合形成穩(wěn)定的三聚體。單體的C端卷在β折疊內(nèi)，N端暴露在外。單體兩兩接觸區(qū)是TNF結合TNFR的結構域，三聚體形成的三個結構域結合三個相鄰或成簇的受體，使受體二聚化或三聚化，進而誘導其生物學活性。
一、TNF-α的來源
內(nèi)源性TNF（tumor necrsis factor，腫瘤壞死因子）是具有脂溶性的糖蛋白低聚物，廣泛存在于內(nèi)臟器官、皮膚、肌肉、白細胞、胚胎組織和神經(jīng)組織。TNF-α主要由LPS（lipopolysaccharide，脂多糖）激活的單核細胞、巨噬細胞分泌產(chǎn)生；而TNF-β（淋巴毒素-1）主要來源于T淋巴細胞，但肥大細胞、多形核白細胞、角質(zhì)化細胞、平滑肌細胞、星型膠質(zhì)細胞、小神經(jīng)膠質(zhì)細胞、腎小球系膜細胞、腸腺的嗜酸粒細胞以及一些腫瘤細胞也可以自發(fā)或經(jīng)過誘導產(chǎn)生TNF。在內(nèi)毒素血癥中，肝臟是血液TNF-α的主要來源，部分肝切除者可以耐受內(nèi)毒素的毒性效應。
二、TNF-α的基因位點
TNF-α基因位于人染色體6p21.1～p22，在HLA基因群譜中靠近HLA-A位點，與HLA基因連鎖。TNF-α和TNF-β基因沿3'→5'方向緊密連鎖，相隔1.2kb。兩者均由4個外顯子和3個內(nèi)含子所組成。TNF-αmRNA長度為1.7kb，而小鼠TNF-α基因長度約為1kb，位于17號染色體上，在主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）的H-2D基因上游約70kb處。
三、TNF-α的轉(zhuǎn)錄調(diào)控
TNF-α基因的TATA盒在其轉(zhuǎn)錄起始位點ATG上游20bp處，同時在其上游也存在其他各種調(diào)控元件，包括Y盒啟動子、cAMP反應元件、c-jun/AP-1以及至少有5個NF-κB增強子等結合位點。TNF-αmRNA的3'端非翻譯區(qū)還存在UUAUUUAU八個核苷酸序列結構，許多細胞因子的mRNA中均有此結構，此結構可使其mRNA穩(wěn)定性降低，半衰期縮短。TNF-a mRNA的穩(wěn)定性還受到3'非翻譯區(qū)的其他位點調(diào)節(jié)：①對放線菌素D敏感的位點。②對放線菌素D不敏感，此位點受LPS調(diào)節(jié)后，TNF-αmRNA 的穩(wěn)定性增高，顯著減低TNF-αmRNA的降解率，使TNF-αmRNA在細胞內(nèi)聚集100倍，增加TNF-α的蛋白質(zhì)翻譯，導致高TNF-α血癥，易出現(xiàn)內(nèi)毒素的毒性效應。
四、TNF-α的構成
成熟的TNF-α由157個氨基酸殘基組成，含有1個二硫鍵（C69~C101位點），無糖基化位點，pI為5.6。人TNF-α前體為233肽，N端76肽不是信號肽，卻能將TNF-α前體形式固定在細胞膜上，使成熟的分泌型TNF-α保留在細胞表面。TNF-α前體中疏水跨膜部分下游的Lys19和Lys20被豆蔻酸�；�，可以介導TNF-α前體運輸?shù)侥ど系倪^程，膜結合型的TNF-α是Ⅱ型跨膜蛋白（typeⅡ transmembrane protein），即C端在細胞外，N端留在胞質(zhì)內(nèi)；胞質(zhì)區(qū)有29個氨基酸，跨膜區(qū)有28個氨基酸，細胞外有176個氨基酸。膜型TNF-α有細胞毒理活性，可直接與相鄰細胞表面的TNF受體（TNF-αreceptor、TNFR）結合，發(fā)揮旁分泌效應。小鼠TNF-α前體為235肽，成熟的TNF-α含有156個氨基酸殘基，有1個糖化位點，糖基化后并不影響其三聚體的形成。
TNF-α的二級結構主要為β折疊，結晶學分析證明，天然TNF-α為以非共價鍵連接的三聚體，以三重軸對稱構成一個鈴狀結構；TNF-α單體有2個β折疊和5個反平行的β折疊串，外部的β折疊富含親水殘基，內(nèi)部的β折疊為疏水性殘基，單體之間相互結合形成穩(wěn)定的三聚體。單體的C端卷在β折疊內(nèi)，N端暴露在外。單體兩兩接觸區(qū)是TNF結合TNFR的結構域，三聚體形成的三個結構域結合三個相鄰或成簇的受體，使受體二聚化或三聚化，進而誘導其生物學活性。
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內(nèi)毒素
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