在上期推文中（点击查看），我们系统梳理了LPS联合Nigericin诱导细胞焦亡的实验方案，以及对应的LDH释放检测方法。

作为炎症研究领域最经典的致炎工具，LPS的应用场景远不局限于细胞焦亡诱导。从体外各类细胞炎症模型的建立，到体内多系统炎症疾病动物模型的构建，它都是科研工作者最常用的核心实验试剂。

本期我们就从细胞模型与动物模型两大维度展开，带大家全面看看 LPS 还有哪些核心用途，以及不同模型的构建思路与适用场景。

脂多糖（LPS，N2894）是革兰氏阴性菌细胞壁外膜的特征成分，由脂质A、核心寡糖、O-抗原三部分组成，其中脂质A是内毒素活性的核心功能区，直接决定致炎强度。

LPS进入机体后，由血清中的脂多糖结合蛋白（LBP）递呈到免疫细胞表面的CD14，最终被转运至TLR4/MD-2受体复合物处，使TLR4发生同源二聚化而活化。活化的TLR4会分别启动MyD88和TRIF两条信号通路，放大炎症反应。

除此之外，LPS还可以不依赖TLR4，直接进入细胞质可以激活Caspase-4/5（小鼠同源物为 Caspase-11），直接触发细胞焦亡的非经典通路（点击查看）。

当这些信号通路全面激活后，髓系免疫细胞会高度活化，大量释放TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12、IL-18、IFN-γ、MCP-1等促炎因子与趋化因子，同时释放多种毒性介质，轻则诱发细胞因子风暴、凝血系统紊乱，重则造成实质细胞损伤、组织结构破坏，累及肺、肝、心、肾、脑等多个器官，最终引发多器官功能障碍，甚至导致感染性休克与死亡。

值得注意的是，不同菌种来源的LPS结构有差异，所以促炎强度、炎症应答动力学及信号通路激活偏好也有差别。

实验设计时优先选用与研究疾病对应的病原菌来源LPS，以最大程度还原该菌感染的病理特征、宿主免疫识别模式与炎症应答规律。在此基础上，可根据目标研究表型的需求，进一步选择不同致炎强度的LPS亚型。

受活性差异的影响，不同来源和亚型的LPS的工作浓度不可直接套用。除菌种本身的结构特性外，LPS的提取工艺、纯度等级，以及实验所用细胞系、动物品系的敏感性差异，均会对最终造模效果产生影响。因此实验开展前需系统查阅对应模型的参考文献，并通过预实验确定最优给药条件。

LPS是体外构建细胞炎症模型的常用诱导剂。除了我们之前提到的细胞焦亡诱导（点击查看）外，它还能促使免疫细胞向促炎表型分化、破坏上皮细胞屏障功能、诱发细胞氧化应激和凋亡。目前LPS炎症诱导已有大量成熟的方案，适用于多种不同细胞系。

LPS能够模拟革兰氏阴性菌感染的病理刺激，诱导免疫细胞进入促炎极化状态，因此被广泛应用于脓毒症、急性器官损伤、慢性炎症等疾病的免疫机制解析、抗炎药物高通量筛选与作用靶点验证。

LPS可以直接作用于组织细胞，触发局部炎症应答、破坏屏障功能、介导细胞死亡，模拟器官局部炎症损伤病理过程，广泛用于组织损伤机制研究、器官保护药物评价与修复靶点筛选。

LPS是构建炎症疾病动物模型的经典诱导剂。它进入动物体内后能快速诱发稳定的炎症反应，体内活性稳定，造模重复性高与活菌造模相比，LPS造模既能规避实验人员的感染风险，又能排除活菌在体内增殖带来的额外干扰。通过调整LPS类型、给药途径与剂量，就能构建急性肺损伤、脓毒症、急性肝衰竭、心肌炎、神经炎症等多种疾病模型。

急性肺损伤（ALI）及其进展阶段急性呼吸窘迫综合征（ARDS），是革兰氏阴性菌感染诱发的最常见重症并发症之一，也是LPS造模最成熟的应用领域。

给药途径主要分为全身静脉给药与肺部局部给药。

急性胰腺炎（AP）由胰酶异常激活、胰腺发生自身消化引发，是临床病死率较高的急腹症。在病情重症化的过程中，肠道屏障受损导致革兰氏阴性菌移位、内毒素入血，导致病情恶化。

急性胰腺炎造模通常以小鼠为实验动物，采用雨蛙素（Ceruletide，B8465）联合LPS腹腔注射给药的方案。先通过雨蛙素诱导胰酶异常激活，构建胰腺基础损伤，再叠加LPS模拟内毒素血症。

革兰氏阴性菌感染诱发的内毒素血症，可诱发大量肝细胞坏死，是急性肝衰竭（ALF）的重要诱因之一。LPS联合D-半乳糖胺（D-GalN，B7881）是构建急性肝衰竭模型的经典方案，常规采用小鼠腹腔注射方式建模。D-GalN可以消耗肝细胞内尿苷三磷酸，抑制肝细胞RNA与蛋白质合成，使肝细胞对 LPS 的细胞毒性更敏感；二者协同作用可快速触发肝细胞坏死与炎症风暴，复刻爆发性肝衰竭的典型病理进程。

下表汇总了3种常用的小鼠腹腔注射给药方案，通过调整LPS与D-GalN的剂量配比，可适配不同研究方向。高D-GalN方案侧重呈现肝细胞坏死为主的病理损伤，高LPS方案则更突出内毒素介导的炎症风暴特征。

革兰氏阴性菌感染诱发的脓毒症，是重症心肌炎的重要诱因。LPS可经血液循环作用于心肌组织，诱发心肌炎，导致心肌间质炎症浸润、心肌细胞凋亡坏死与收缩功能障碍。研究者常通过腹腔注射LPS的方式，在大鼠、小鼠体内构建心肌炎模型。

神经炎症介导的小胶质细胞过度活化、促炎因子释放会损伤神经元，引发认知衰退、运动障碍与情绪行为异常。LPS 可经小鼠全身或脑内局部给药诱导中枢神经炎症，模拟多种神经系统疾病病理，广泛用于阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症的机制研究及神经保护、抗炎药物的药效评价。

脓毒症是病原体感染诱发的全身炎症，进展为脓毒性休克时可伴随多器官功能衰竭与极高死亡率。LPS介导的炎症风暴是革兰氏阴性菌诱发脓毒症的核心机制。使用不同剂量的LPS构建脓毒症与内毒素血症模型，可模拟从轻症内毒素血症到重症脓毒性休克的不同疾病阶段。

除前文提及的呼吸、消化、循环、神经等系统经典炎症模型外，LPS还可用于构建多种局部炎症与特殊病理模型，涵盖牙周炎、葡萄膜炎、乳腺炎、子宫内膜炎、子痫前期等多种疾病。

LPS的应用覆盖了从体外的细胞焦亡诱导、免疫细胞活化、屏障损伤模型，到体内的急性肺损伤、急性胰腺炎、脓毒症等几十种各种炎症疾病模型。

希望这篇LPS造模应用盘点，能让你在实验设计时拓宽思路，在造模方案选择和方法优化上少走弯路，高效推进你的炎症相关研究。

参考文献

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