脂多糖是革兰氏阴性细菌细胞壁外膜的主要组成部分，是这类细菌的标志性成分。它对细菌的生存至关重要，同时又是强大的内毒素，是引发宿主先天免疫反应的主要病原相关分子模式之一。
1. 化学性质
化学本质：LPS是一种两性分子（同时具有亲水和疏水区域）的大分子糖脂复合物。
纯度：99%
厂家：AbMole
分子结构：其结构高度复杂，但通常由三个功能区组成：
O-抗原（O-多糖链）位置：最外层。组成：由多个寡糖重复单元连接而成的长链，结构多变。功能：血清型特异性：不同细菌O-抗原结构不同，决定了菌株的血清型，是细菌分类和鉴定的基础。保护作用：帮助细菌逃避宿主免疫系统的识别和吞噬。亲水端：使LPS具有亲水性。
核心多糖 位置：连接O-抗原和脂质A。组成：分为内核和外核。内核通常含有非常规糖类，如KDO（2-酮基-3-脱氧辛酸），对细菌生存至关重要。功能：起到结构连接的作用。其结构在同一种属内相对保守。
脂质A 位置：嵌入细菌外膜的内侧，是LPS的毒性中心和生物学活性中心。组成：由一个由葡萄糖胺双糖构成的骨架，通过酯键和酰胺键连接多条脂肪酸链。这些脂肪酸链的数量和长度直接影响毒性强度。功能：疏水锚：将LPS锚定在细菌外膜上。内毒素：脂质A是LPS引发强烈免疫反应的关键部分。当细菌死亡裂解后，LPS被释放出来，其中的脂质A被免疫系统识别，导致炎症反应。
溶解性：由于是两性分子，LPS在水溶液中会形成大型聚合体（微团），难以真正“溶解”。在实验中使用时，通常需要涡旋、超声处理或与特殊试剂（如EDTA）混合来获得均匀的悬浮液。
2. 原理与作用机制
LPS本身不直接杀伤细胞，它的“毒性”体现在它能过度激活宿主的先天免疫系统，引发一场剧烈的、有时是致命的“炎症风暴”。其作用机制如下：
a) 识别受体 宿主免疫细胞（如巨噬细胞、树突状细胞等）不直接识别完整的LPS分子，而是通过一个精密的蛋白质复合物系统：
LPS结合蛋白（LBP）：在血液或体液中，LBP首先与细菌释放的LPS聚合体结合，并将其转运给下一个受体。
CD14：LBP将LPS传递给锚定在免疫细胞膜上的CD14蛋白。CD14进一步将LPS解聚，呈递给最终的信号转导受体。
Toll样受体4（TLR4）-MD2复合物：这是最关键的信号启动步骤。解聚后的LPS的脂质A部分会嵌入TLR4的共受体MD2中，导致TLR4二聚化并被激活。
b) 信号转导与炎症因子的产生 TLR4激活后，会启动两条主要的细胞内信号通路： MyD88依赖通路：这是早期反应通路。TLR4激活后募集胞内适配蛋白MyD88，进而激活IRAK和TRAF6，最终激活NF-κB和MAPK信号通路。这些转录因子进入细胞核，启动大量促炎因子基因的转录。 TRIF依赖通路：这是晚期反应通路。TLR4在内吞体上募集另一适配蛋白TRIF，激活IRF3转录因子，诱导I型干扰素的产生。
c) 生物学效应 上述信号通路被激活后，免疫细胞会大量合成和释放：促炎细胞因子：如TNF-α， IL-1β， IL-6。趋化因子：招募更多免疫细胞到感染部位。一氧化氮（NO）、活性氧（ROS）等。
适量的炎症反应有助于清除感染。然而，如果感染过于严重（如败血症），大量细菌释放的LPS会导致全身性的、失控的炎症反应，即 “细胞因子风暴” ，引起高烧、血管舒张、血压骤降、弥漫性血管内凝血和多器官衰竭，最终导致休克和死亡。
3. 实验应用
由于其强大的免疫激活能力，LPS成为了实验室中不可或缺的工具。
a) 建立炎症模型
体外（细胞实验）：用LPS刺激巨噬细胞（如RAW264.7、THP-1来源的巨噬细胞）或其它细胞，是研究炎症信号通路、筛选抗炎药物的标准模型。通过检测细胞上清中TNF-α， IL-6， NO等因子的水平，可以评估药物的抗炎效果。
体内（动物实验）：给小鼠或大鼠注射LPS，可以模拟败血症或内毒素休克，用于研究发病机制和潜在治疗方法。局部注射（如关节、肺部）可以建立特定器官的炎症模型（如关节炎、急性肺损伤）。
b) 免疫细胞激活剂:在培养树突状细胞时，常用LPS作为 “成熟刺激信号” ，使其高表达共刺激分子和分泌细胞因子，从而更好地激活T细胞，用于免疫治疗研究。
c) 佐剂应用:在疫苗研发中，LPS或其衍生物（如单磷酰脂质A， MPL）可以作为佐剂，增强机体对疫苗抗原的免疫应答。
4. 注意事项
极强的生物活性：LPS活性极高，纳克（ng） 级别就足以激活细胞。因此在实验中需要极度谨慎，避免污染。常见的污染源：实验室中常用的试剂（如水、血清、胰蛋白酶）和耗材如果未经去内毒素处理，可能含有微量LPS，这会严重影响细胞实验结果的可靠性，尤其是在干细胞培养或免疫学实验中。实验防护：操作LPS粉末时务必在通风橱中进行，并佩戴口罩、手套，防止吸入或皮肤接触。“内毒素”与“外毒素”：请注意区分，LPS是内毒素，只在细菌死亡裂解后才大量释放；而外毒素（如肉毒毒素、破伤风毒素）是细菌活菌分泌的蛋白质，作用机制和毒性不同。
脂多糖（LPS）是革兰氏阴性菌的“身份标识”和“毒力开关”。它通过被宿主TLR4受体识别，触发强烈的先天免疫反应。这种特性使其既是导致严重感染性疾病（如败血症）的关键致病因子，又是实验室中研究炎症机制、激活免疫细胞和筛选药物的不可或缺的强大工具。对LPS的深入研究极大地推动了我们对宿主-病原体相互作用的理解。
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