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リポ多糖類は、現在ではエンドトキシンとしてより一般的に知られており、[1]大腸菌やサルモネラ菌などのグラム陰性細菌の細胞膜の最外膜を構成する成分の総称である[2]。共通の構造を持つ。リポ多糖類 ( LPS ) は、 O抗原と呼ばれる外核多糖類、内核オリゴ糖、脂質A (毒性の大部分はここから生じる) の3つの部分から構成される大きな分子であり、これらはすべて共有結合している。現在の用語では、エンドトキシンという用語はLPSと同義に使われることが多いが、LPSとは関係のないエンドトキシン (細菌細胞内に存在し、細胞が崩壊する際に放出される毒素という本来の意味) もいくつかあり、例えばバチルス・チューリンゲンシスが産生するデルタエンドトキシンタンパク質などがある[3]。
リポ多糖類は、主に免疫系との相互作用を通じて、人間の健康に大きな影響を与える可能性があります。LPSは免疫系の強力な活性化因子であり、発熱物質（発熱を引き起こす物質）です。[4]重篤な場合、LPSは活発な宿主反応と複数のタイプの急性臓器不全を引き起こし、 [5]敗血症性ショックにつながる可能性があります。[6]低レベルで長期間にわたる場合、LPSは自己免疫、肥満、うつ病、細胞老化において重要かつ有害な役割を果たす可能性があるという証拠があります。[7] [8] [9] [10]
発見
LPS の毒性は、リチャード・フリードリヒ・ヨハネス・ファイファーによって初めて発見され、エンドトキシンと名付けられました。彼は、細菌から周囲の環境に放出される毒素である外毒素と、細菌細胞「内」の毒素であり、細菌外膜が破壊された後にのみ放出されるエンドトキシンを区別しました。[11]その後の研究により、グラム陰性微生物からの LPS の放出には必ずしも細菌細胞壁の破壊が必要ではなく、むしろ LPS は膜小胞輸送の正常な生理学的活動の一部として細菌外膜小胞(OMV)の形で分泌され、これには他の毒性因子やタンパク質も含まれている可能性があることが示されました。[12] [2]
細菌における機能
LPSはグラム陰性細菌の外細胞膜の主成分であり、細菌の構造的完全性に大きく貢献し、ある種の化学的攻撃から膜を保護します。LPSはほとんどのグラム陰性細菌の細胞表面で最も豊富な抗原であり、大腸菌とサルモネラの外膜の最大80％を占めています。[2] LPSは細胞膜 の負電荷を増加させ、膜構造全体を安定化させます。多くのグラム陰性細菌にとって非常に重要であり、それをコードする遺伝子が変異したり除去されたりすると、グラム陰性細菌は死滅します。しかし、LPSは、髄膜炎菌、モラクセラ・カタラーリス、アシネトバクター・バウマニなど、少なくとも一部のグラム陰性細菌には必須ではないようです。[13]また、表面接着、バクテリオファージ感受性、アメーバなどの捕食者との相互作用など、細菌生態学の非病原性の側面にも関与していることが示唆されています。LPSは、細菌プロテアーゼの一種であるオムプチンの機能にも必要です。 [14]
構成
LPS は両親媒性であり、親水性の O 抗原 (または O 多糖類)、コアオリゴ糖(これも親水性)、および疎水性ドメインである 脂質 Aの 3 つの部分で構成されています。
O抗原
LPS に含まれる反復グリカン ポリマーは、細菌の O抗原、O多糖類、または O 側鎖と呼ばれます。O 抗原はコアオリゴ糖に結合し、LPS 分子の最外層ドメインを構成します。O 鎖の構造と構成は株ごとに大きく異なり、親細菌株の血清学的特異性を決定します。[15]異なる大腸菌株によって 160 種類を超える O 抗原構造が生成されます。 [16] O 鎖の有無によって、LPS が「粗い」と見なされるか「滑らかな」と見なされるかが決まります。全長 O 鎖は LPS を滑らかにしますが、O 鎖がないか減少すると LPS は粗くなります。[17 ]粗い LPS を持つ細菌は通常、疎水性抗生物質に対してより透過性の高い細胞膜を持ちます。これは、粗い LPS の方が疎水性が高いためです。[18] O抗原は細菌細胞の最も外側の表面に露出しており、その結果、宿主抗体による認識の標的となる。
コア
コアドメインには、常に脂質Aに直接結合するオリゴ糖成分が含まれており、一般的にはヘプトースや3-デオキシ-D-マンノ-オクト-2-ウロソン酸（ KDO、ケトデオキシオクツロソン酸としても知られる）などの糖が含まれています。[19] コアオリゴ糖の構造と組成はそれほど変化せず、特定のコア構造は多くの細菌群に共通しています。[15] 多くの細菌のLPSコアには、リン酸、アミノ酸、エタノールアミン置換基などの非炭水化物成分も含まれています。
脂質A
リピドAは、通常、複数の脂肪酸で修飾されたリン酸化 グルコサミン 二糖です。これらの疎水性脂肪酸鎖は、LPSを細菌膜に固定し、LPSの残りの部分は細胞表面から突出します。リピドAドメインは最も生理活性が高く、グラム陰性細菌の毒性の多くを担っています。細菌細胞が免疫系によって溶解されると、リピドAを含む膜の断片が循環系に放出され、発熱、下痢、および致命的なエンドトキシン敗血症性ショック（敗血症性ショックの一種）を引き起こす可能性があります。リピドA部分は、LPSの非常に保存された成分です。[20]しかし、リピドAの構造は細菌種によって異なります。リピドAの構造は、宿主の免疫活性化の程度と性質を主に定義します。[21]
リポオリゴ糖
LPS の「粗型」は、O 多糖類が欠如しているため、分子量が低くなっています。その代わりに短いオリゴ糖があります。この型はリポオリゴ糖 (LOS) として知られ、ナイセリア属やヘモフィルス属などの一部のグラム陰性細菌の外膜に見られる糖脂質です。[7] [22] LOS は、グラム陰性細胞エンベロープ の外膜の完全性と機能性を維持する上で中心的な役割を果たしています。LOS は免疫刺激因子および免疫調節因子として機能することができるため、特定の細菌感染症の発症に重要な役割を果たしています。[7]さらに、LOS 分子は、一部の細菌株が分子模倣と抗原多様性を発揮する能力に関与しており、宿主の免疫防御を回避するのに役立ち、したがってこれらの細菌株の毒性に寄与しています。髄膜炎菌の場合、分子の脂質A部分は対称構造を持ち、内核は3-デオキシ-D-マンノ-2-オクツロソン酸（KDO）とヘプトース（Hep）部分で構成されています。外核オリゴ糖鎖は細菌株によって異なります。[7] [22]
LPS解毒
アシルオキシアシルヒドロラーゼ（AOAH）と呼ばれる高度に保存された宿主酵素は、LPSが動物組織に入るか、または動物組織内で生成されると、LPSを解毒する可能性があります。また、腸内でLPSをLPS阻害剤に変換する可能性もあります。好中球、マクロファージ、樹状細胞がこのリパーゼを生成し、脂質Aから2つの二次アシル鎖を除去してテトラアシルLPSを生成することでLPSを不活性化します。マウスにLPSを非経口投与すると、AOAHを欠損しているマウスは非特異的抗体の力価が高くなり、肝腫大が長引き、エンドトキシン耐性が長引きます。動物が非経口LPS曝露後に恒常性を回復するには、LPSの不活性化が必要になる場合があります。[23] マウスにはLPSシグナル伝達を阻害する他の多くのメカニズムがありますが、AOAHを欠損している動物でこれらの変化を防ぐことができるものはありません。
腸管アルカリホスファターゼによるLPSの脱リン酸化は、サルモネラトリフィムリウムおよびクロストリディオイデス ディフィシル感染症の重症度を軽減し、正常な腸内細菌叢を回復させます。[24] アルカリホスファターゼは、 LPSの脂質A部分を脱リン酸化することで、細菌による腸の炎症（および「リーキーガット」）を防ぎます。 [25] [26] [27]
生合成と輸送
LPS を作るプロセス全体は、まず細菌細胞の内膜の表面で生成される脂質 A-Kdo2 と呼ばれる分子から始まります。次に、内膜上のこの分子に糖が追加され、MsbA と呼ばれるタンパク質の助けを借りて内膜と外膜の間の空間 (ペリプラズム空間) に移動します。LPS のもう 1 つの部分である O 抗原は、内膜上の特殊な酵素複合体によって生成されます。その後、3 つの異なるシステムを介して外膜に移動します。1 つは Wzy 依存型、もう 1 つは ABC トランスポーターに依存するシステム、3 つ目は合成酵素依存プロセスです。[30]
最終的に、LPSはリポ多糖輸送（Lpt）タンパク質の膜間橋によって外膜に輸送される。[29] [31]このトランスポーターは潜在的な抗生物質の標的である。[32] [33]
グラム陰性菌に感染した宿主に対する生物学的影響
体内のLPS貯蔵
人体はLPSを内因的に蓄えています。[34] 上皮表面には複雑な微生物叢（グラム陰性細菌を含む）が定着しており、その数は人体の細胞の10倍にもなります。グラム陰性細菌はエンドトキシンを排出します。この宿主と微生物の相互作用は共生関係であり、全身の免疫恒常性維持に重要な役割を果たしています。これが破壊されると、エンドトキシン血症やエンドトキシン敗血症性ショックなどの疾患を引き起こす可能性があります。
免疫反応
LPSは多くの細胞型、特に単球、樹状細胞、マクロファージ、B細胞中のCD14 / TLR4 / MD2 受容体複合体に結合するため、典型的なエンドトキシンとして作用し、炎症性サイトカイン、一酸化窒素、エイコサノイドの分泌を促進します。[35]ブルース・ビュートラーは、TLR4がLPS受容体であることを実証した研究により、2011年のノーベル生理学・医学賞を受賞しました。 [36] [37]
細胞ストレス反応の一部として、スーパーオキシドは、 TLR（ Toll様受容体）を発現する様々な細胞型においてLPSによって誘導される主要な活性酸素種の1つである。 [38] LPSは外因性の発熱物質でもある。[4]
LPS の機能は、多くの転写因子を活性化する役割があるため、数年にわたって実験的研究が行われてきました。LPS はまた、敗血症性ショックに関与する多くの種類のメディエーターを生成します。哺乳類の中で、ヒトは他の霊長類よりも LPS に対してはるかに敏感であり、[39]他の動物（マウスなど）も同様です。1 μg/kg の投与量でヒトはショックを引き起こしますが、マウスは 1,000 倍の高い投与量まで耐えることができます。[40]これは、2 つの種間の循環自然抗体のレベルの違いに関係している可能性があります。[41] [42]これは、病原体に対する複数の免疫戦術に関連している可能性があり、人類の進化における人間の行動の変化（肉食、農業慣行、喫煙など）に影響を受けてきた多面的な抗菌戦略の一部である可能性もあります。[39] Said et al. LPSは、単球上のPD-1レベルをアップレギュレーションすることでIL-10依存性のCD4 T細胞の増殖と機能の阻害を引き起こし、 PD-L1によるPD-1の結合後に単球によるIL-10産生につながることを示した。[43]
エンドトキシンは、髄膜炎菌血症、ウォーターハウス・フリードリヒセン症候群、髄膜炎などの髄膜炎菌性疾患を引き起こす病原体である髄膜炎菌などの病原性グラム陰性細菌による感染症の劇的な臨床症状の大部分を占めています。
いくつかの細菌株由来のLPSの一部は、化学的にヒト宿主細胞表面分子と類似していることが示されており、一部の細菌が、ある種の宿主細胞の表面分子と化学的に同一または類似する分子をその表面に提示する能力は、分子模倣と呼ばれている。[44] 例えば、髄膜炎菌L2,3,5,7,9では、オリゴ糖（ラクト-N-ネオテトラオース）の末端四糖部分は、ヒト赤血球にあるABH 糖脂質抗原の前駆体であるパラグロボシドに見られるものと同じ四糖である。[7]別の例では、病原性ナイセリア属菌LOS由来のオリゴ糖の末端三糖部分（ラクトトリアオース）は、ヒト細胞由来のラクトン系スフィンゴ糖脂質にも見られる。 [7] B群およびC群の髄膜炎菌のほとんど、および淋菌は、LOS構造の一部としてこの三糖類を持っていることが示されています。[7] これらのヒト細胞表面「模倣物」の存在は、免疫システムからの「カモフラージュ」として機能することに加えて、HLA-B35などの特定のヒト白血球抗原（HLA）遺伝子型を持つ宿主に感染したときに免疫寛容を無効にする役割を果たしている可能性があります。[7]
LPSはTLR4との結合を通じて造血幹細胞（HSC）によって直接感知され、全身感染に対する反応としてHSCの増殖を引き起こします。この反応はHSC内のTLR4-TRIF-ROS-p38シグナル伝達を活性化し、持続的なTLR4活性化によって増殖ストレスを引き起こし、競合的再増殖能力を低下させます。[45] S.typhimurium を用いたマウスの感染でも同様の結果が示され、 in vivoでも実験モデルが検証されました。
変動が免疫反応に与える影響
O抗原（外側の炭水化物）はLPS分子の中で最も可変的な部分であり、抗原特異性を付与します。対照的に、脂質Aは最も保存された部分です。しかし、脂質Aの組成も変化する可能性があります（例えば、属内または属間でもアシル鎖の数と性質）。これらの変化の一部は、これらのLPSに拮抗特性を付与する可能性があります。たとえば、ロドバクタースフェロイデスのジホスホリル脂質A （RsDPLA）は、ヒト細胞ではLPSの強力な拮抗薬ですが、ハムスターや馬の細胞では作動薬です。[46]
円錐状の脂質A（例えば、大腸菌由来）はより拮抗的であるのに対し、 Porphyromonas gingivalisのような円錐状でない脂質Aは別のシグナル（ TLR4ではなくTLR2）を活性化し、Rhodobacter sphaeroidesのような完全に円筒状の脂質AはTLRに対して拮抗的であると推測されている。[47] [48]一般に、LPS遺伝子クラスターは、植物や動物の細菌病原体の異なる株、亜種、種間で大きく異なります。[49] [50]
正常なヒト血清には殺菌作用のある抗LOS抗体が含まれており、血清型が異なる菌株による感染症の患者は、正常血清と比較して特異性の異なる抗LOS抗体を保有しています。[51]異なるLOSタイプに対する体液性免疫応答のこれらの違いは、LOS分子の構造、主にLOS分子のオリゴ糖部分の構造に起因すると考えられます。[51]淋菌 では、これらの細菌が複数のタイプのLOSを合成する能力により、感染中にLOS分子の抗原性が変化することが実証されており、[51]この特性は相変異として知られています。さらに、淋菌、髄膜炎菌、インフルエンザ菌[ 7]は、シアリル化（シアリン酸残基による修飾）などにより、試験管内でLOSをさらに修飾することができ、その結果、補体媒介殺菌に対する抵抗性を高めたり[51]、補体活性化をダウンレギュレーションしたり[7] 、殺菌抗体の効果を回避したりすることができる。 [7]シアリル化は、好中球の付着や免疫系細胞による貪食の阻害、酸化バーストの減少にも寄与する可能性がある。 [7]牛の病原体であるヘモフィルス・ソムナスもLOS相変異を示すことが示されており、これは牛の宿主免疫防御の回避に役立つ可能性がある特徴である。[52] これらの観察結果を総合すると、LOSなどの細菌表面分子の変異は、病原体が体液性（抗体および補体媒介）および細胞性（例えば好中球による殺菌）の宿主免疫防御の両方を回避するのに役立つ可能性があることが示唆されます。
LPS認識の非標準的な経路
最近、 TLR4を介した経路に加えて、一過性受容体電位イオンチャネルのファミリーの特定のメンバーがLPSを認識することが示されました。[53] LPSを介したTRPA1の活性化は、マウス[54]とショウジョウバエで示されました。[55]高濃度では、LPSはTRPV1、TRPM3、およびある程度TRPM8など、感覚TRPチャネルファミリーの他のメンバーも活性化します。[56] LPSは上皮細胞上のTRPV4 によって認識されます。LPSによるTRPV4の活性化は、殺菌効果のある一酸化窒素の生成を誘導するために必要かつ十分でした。[57]
テスト
リポ多糖は細菌を有害にする重要な要因であり、細菌をその構造と機能に基づいて異なるグループに分類するのに役立ちます。これにより、LPSはさまざまなグラム陰性細菌を区別するための有用なマーカーになります。関与する病原体の種類を迅速に特定して理解することは、感染症を迅速に管理および治療するために不可欠です。LPSは細胞内の免疫反応の主なトリガーであるため、急性感染症の初期信号として機能します。したがって、LPS検査は他の多くの血清学的検査よりも特異性と意義があります。[58]
現在のLPS検査法は非常に感度が高いが、その多くは異なるLPSグループを区別するのに苦労している。さらに、LPSは水を引き寄せる性質と水をはじく性質（両親媒性）の両方を持っているため、感度が高く使いやすい検査法を開発することは困難である。[58]
典型的な検出方法は、LPSの脂質A部分を特定することに依存しています。これは、脂質Aがさまざまな細菌種や血清型間で非常に類似しているためです。LPSの検査技術は、生体内検査、生体外検査、修正免疫測定法、生物学的アッセイ、化学アッセイの6つのカテゴリに分類され、多くの場合重複しています。[58]
エンドトキシン活性アッセイ
全血中のLPSを測定するのは非常に難しく、ほとんどのLPSはタンパク質や補体に結合しているため、エンドトキシン活性アッセイ（EAA™）が開発され、2003年に米国FDAによって承認されました。EAAは、迅速なin vitro化学発光免疫診断テストです。特定のモノクローナル抗体を使用して、EDTA全血検体中のエンドトキシン活性を測定します。このアッセイは、エンドトキシンと外因性抗体の免疫複合体に対する患者の血液中の好中球の生物学的反応を利用します。形成された化学発光反応により、光が放出されます。化学発光の量は、サンプル中のLPSの対数濃度に比例し、血液中のエンドトキシン活性の尺度となります。[59] このアッセイは、グラム陰性細菌のLPSの脂質A部分と特異的に反応し、グラム陽性細菌や他の微生物の細胞壁成分とは交差反応しません。
病態生理学
LPS は強力な毒素で、体内に入ると細胞受容体に結合して炎症を引き起こします。血液中の LPS が過剰になると、エンドトキシン血症となり、エンドトキシン敗血症ショックと呼ばれる致死率の高い敗血症を引き起こす可能性があります。[5]この状態には、全身性炎症反応症候群 (SIRS) から始まり、死に至る前に多臓器不全症候群 (MODS) に至る一連の病態生理学的状態に沿った症状が含まれます。初期症状には、心拍数の上昇、呼吸の速さ、体温の変化、血液凝固の問題などがあり、血管が拡張して血液量が減少し、細胞機能障害につながります。[58]
最近の研究では、たとえ少量のLPSへの曝露でも自己免疫疾患やアレルギーと関連していることが示されています。血液中のLPSレベルが高いとメタボリックシンドロームを引き起こし、糖尿病、心臓病、肝臓障害などのリスクが高まります。[58]
LPSは、ウォーターハウス・フリードリヒセン症候群、髄膜炎菌血症、髄膜炎などの重篤な症状を含む、有害な細菌による感染によって引き起こされる症状にも重要な役割を果たします。特定の細菌はLPSを適応させて、呼吸器系や消化器系に長期的な感染を引き起こすことがあります。[58]
最近の研究では、LPSが細胞膜脂質を破壊し、コレステロールや代謝に影響を及ぼし、高コレステロール、血中脂質異常、非アルコール性脂肪肝疾患を引き起こす可能性があることが示されています。場合によっては、LPSは毒素の除去を妨げ、神経系の問題につながる可能性があります。[58]
健康への影響
一般的に、LPSの健康効果は、免疫システムの強力な活性化因子および調節因子としての能力、特に炎症誘発によるものです。LPSは直接細胞毒性があり、免疫刺激性が非常に高いため、宿主免疫細胞がLPSを認識すると、補体が強く活性化されます。補体の活性化と抗炎症反応の上昇は、免疫細胞の機能不全、免疫抑制、広範囲の凝固障害、深刻な組織損傷につながる可能性があり、多臓器不全や死に進行する可能性があります。[39]
内毒素血症
血液中にエンドトキシンが存在することをエンドトキシン血症といいます。エンドトキシン血症のレベルが高いと敗血症性ショック[60]、より具体的にはエンドトキシン敗血症性ショック[5]を引き起こす可能性があります。一方、血流中のエンドトキシン濃度が低い場合は代謝性エンドトキシン血症と呼ばれます。[61]エンドトキシン血症は肥満、食事[62] 、心血管疾患[62]、糖尿病[61]と関連していますが、宿主の遺伝的素因も影響している可能性があります。[63]
さらに、腸管起源の内毒素血症、特に宿主-病原体界面における内毒素血症は、アルコール性肝炎の発症に重要な因子であると考えられており[64] 、小腸細菌過剰増殖症候群と腸管透過性亢進 に基づいて発症する可能性が高い[65]。
リピドAは、炎症性メディエーターの生成を伴う哺乳類の免疫系の制御不能な活性化を引き起こし、内毒素性敗血症性ショックを引き起こす可能性がある。[22] [5]この炎症反応は、主に免疫系細胞の活性化を担うToll様受容体4によって媒介される。 [22]これらの炎症性メディエーターによって引き起こされる血管の内皮層への損傷は、毛細血管漏出症候群、血管の拡張、心機能の低下を引き起こし、ショックをさらに悪化させる可能性がある。[66] LPSは、補体の強力な活性化因子でもある。[66]制御不能な補体の活性化は、破壊的な内皮損傷を引き起こし、播種性血管内凝固症候群（DIC）または非典型溶血性尿毒症症候群（aHUS）を引き起こし、腎臓や肺などのさまざまな臓器に損傷を与える可能性がある。[67]皮膚では、凝固因子の枯渇を伴った血管損傷の影響が点状出血、紫斑、斑状出血の形で現れることがあります。四肢も影響を受ける可能性があり、壊疽の発症などの壊滅的な結果をもたらし、その後の切断が必要になります。[66]副腎の機能喪失は副腎機能不全を引き起こし、副腎へのさらなる出血はウォーターハウス・フリードリヒセン症候群を引き起こし、どちらも生命を脅かす可能性があります。
淋菌性LOSがヒトの卵管に損傷を与える可能性もあると報告されている。[51]
内毒素血症の治療
トレミキシンは、直接血液吸着（血液灌流とも呼ばれる）による体外エンドトキシン除去療法として広く使用されている。これはポリスチレン由来のカートリッジで、その中に含まれるメッシュ繊維にポリミキシン B（PMX-B）分子が共有結合している。ポリミキシンはバチルス ポリミキサ由来の環状カチオンポリペプチド抗生物質で、グラム陰性菌に対して効果的な抗菌活性を持つが、腎毒性および神経毒性の副作用があるため、静脈内臨床使用は制限されている。[68] トレミキシン カートリッジの体外使用により、PMX-B は疎水性残基と非常に安定した相互作用で脂質 A に結合するため、血液がカートリッジ内の体外回路を通って濾過される際にエンドトキシンが中和され、エンドトキシン血症が逆転し、全身毒性の影響が回避される。[69]
自己免疫疾患
いくつかのLOS分子の分子模倣は、多発性硬化症の再燃などの自己免疫に基づく宿主反応を引き起こすと考えられている。 [ 7] [44] LOSを介した宿主構造の細菌模倣の他の例としては、ヒトの胃腸疾患を引き起こす細菌であるヘリコバクター・ピロリとカンピロバクター・ジェジュニ、および軟性下疳を引き起こすヘモフィルス・デュクレイが挙げられる。特定のC. ジェジュニLPS血清型（コアオリゴ糖の特定の四糖類および五糖類部分に起因する）も、ギラン・バレー症候群およびギラン・バレー症候群の変異体であるミラー・フィッシャー症候群に関連している。[7]
肥満との関連
疫学的研究によると、腸管内のエンドトキシン産生細菌の個体数増加に起因するエンドトキシン負荷の増加が、特定の肥満関連患者群と関連していることが示されています。[8] [70] [71]他の研究では、大腸菌から精製したエンドトキシンを無菌マウスモデルに注入すると、肥満とインスリン抵抗性を誘発できることが示されています。[72]より最近の研究では、 Enterobacter cloacae B29 がヒト患者の肥満とインスリン抵抗性に寄与する可能性のある役割を果たしていることが明らかになりました。 [73]エンドトキシンと肥満の関連の推定メカニズムは、エンドトキシンが炎症を介した経路を誘発し、観察された肥満とインスリン抵抗性を説明するというものです。[72]エンドトキシン関連の肥満効果に関連する細菌属には、EscherichiaとEnterobacterがあります。
うつ
LPSがうつ病に何らかの役割を果たしている可能性を示す実験的および観察的証拠があります。マウスにLPSを投与するとうつ病の症状を引き起こす可能性があり、うつ病患者の中にはLPSレベルが上昇している人もいるようです。炎症はうつ病の発症に影響を及ぼすことがあり、LPSは炎症誘発性です。[9]
細胞老化
LPSによって誘発される炎症は細胞老化を誘発する可能性があり、肺上皮細胞やミクログリア細胞（後者は神経変性を引き起こす）でそのことが実証されている。[10]
バイオテクノロジーと研究における汚染物質としての役割
リポ多糖類は細菌から調製されたプラスミド DNAや細菌から発現されたタンパク質に頻繁に混入する物質であり、実験の汚染を避け、工業的発酵を使用して製造された製品の毒性を避けるためにDNAやタンパク質から除去する必要がある。[74]
オボアルブミンは、エンドトキシンに汚染されていることが多い。オボアルブミンは、動物モデルで広く研究されているタンパク質の1つであり、気道過敏性（AHR）の確立されたモデルアレルゲンでもある。LPSに汚染された市販のオボアルブミンは、タンパク質抗原が動物生理学に与える影響を正確に反映しないため、研究結果を偽造する可能性がある。[75]
医薬品製造においては、エンドトキシンは微量でも人体に病気を引き起こすため、医薬品容器からエンドトキシンを完全に除去する必要がある。この目的のために脱パイロジェンオーブンが使用される。LPSを完全に分解するには300℃を超える温度が必要である。[76]
エンドトキシンの存在を検出するための標準的なアッセイは、カブトガニ（Limulus polyphemus）の血液を使用するリムルスアメーバ細胞溶解物（LAL）アッセイです。 [77]非常に低レベルのLPSは、酵素カスケードによる強力な増幅によりリムルス溶解物の凝固を引き起こす可能性があります。しかし、カブトガニの個体数が減少していることと、LALアッセイを妨害する要因があることから、代替アッセイの開発が進められており、最も有望なのは、LALアッセイのタンパク質である因子Cの組み換えバージョンを使用するELISAテストです。[78]
参照
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外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるリポ多糖類