造成人類疾病的微生物，包括格蘭氏陰性菌如大腸桿菌（Escherichia coli, E.coli）與沙門氏菌（Salmonella typhimurium）等，當它們表面的脂多醣（lipopolysaccharide, LPS）接觸到細胞表面的 LPS 受體 Toll-like receptor 4（TLR4）時，會活化胞內發炎複合體（intracellular inflammasome complex），進一步活化凋亡蛋白酶（caspase）。當細菌於體內擴散而宿主接觸大量 LPS 時，宿主體內過度的免疫反應可能導致敗血症（sepsis）而造成死亡。在本篇研究中發現除了 TLR4，細胞尚有其他機制感知 LPS 並引發先天性免疫反應。
發炎複合體需要兩種訊息來啟動，第一種訊息使細胞表現發炎複合體的組成分子，如 NLRP3，以及不具活性的細胞激素 （cytokine），如 pro-IL-1β 等等；第二種訊息則活化發炎複合體，促使凋亡蛋白酶活化並將不具活性的細胞激素轉化為有活性的細胞激素，如 IL-1β。典型的發炎複合體透過活化 caspase-1，引起發炎性細胞凋亡（pyroptosis）；而在小鼠中，非典型的發炎複合體則透過活化 caspase-11 來引發下游反應，在對抗格蘭氏陰性菌感染中扮演重要角色，但其機制仍有待釐清。
Nobuhiko Kayagaki 等人發現從格蘭氏陰性菌表面進入細胞內的 LPS 能夠使小鼠巨噬細胞活化非典型的發炎複合體以及 caspase-11，進一步刺激 IL-1β 的分泌。而在 TLR4 缺失的小鼠中這條路徑仍舊能夠正常活化，顯示它不需要 TLR4 的參與。究竟這個未知的胞內 LPS 受體的真面目是何種分子，現在仍是未知之謎。
圖說：巨噬細胞對格蘭氏陰性菌表面之 LPS 的免疫反應，DOI: 10.1126/science.1243939。
參考資料：
Kayagaki, N., Wong, M.T., Stowe, I.B., Ramani, S.R., Gonzalez, L.C., Akashi-Takamura, S., Miyake, K., Zhang, J., Lee, W.P., Muszynski, A., et al. (2013). Noncanonical inflammasome activation by intracellular LPS independent of TLR4. Science 341, 1246-1249. DOI: 10.1126/science.1240248
撰文｜施恩潔
審稿｜陳致曄，紀威佑
修訂｜黃子瑄
