巨噬细胞表达多种P2受体亚型,细胞外核苷酸能够通过嘌呤能受体影响巨噬细胞的许多生物学活性,如影响诱导NO合成酶Ⅱ(NO synthase,NOS)表达。使用氧化ATP(oxidized ATP,oATP)可以使内毒素血症的小鼠免于死亡,另外也可调节NO和氧自由基的表达从而影响LPS信号转导效应等。巨噬细胞通过P2Z/P2X7,调节自由基介导的杀菌机制。
体外应用γ干扰素或LPS活化小鼠巨噬细胞,能够杀死结核分枝杆菌和卡介苗,这主要通过NO依赖性的机制实现。Sikora等用oATP抑制INF-γ或LPS活化的J774细胞后,再观察对细胞内BCG的杀死效应,结果表明oATP作为P2受体抑制剂,用它一起培育细胞24h后,活化巨噬细胞生产NO和杀死细胞内BCG的活力下降58%。而用oATP预处理并不能改变巨噬细胞感染细菌的效率,但可降低NO和抑制杀菌能力达65%。
在BCG和LPS反应体系中,P2Z能够调节一氧化氮合成酶Ⅱ(NOS Ⅱ)的表达。巨噬细胞产生大量的NO需要NOSⅡ进行催化。实验证实,oATP能够促使NOSⅡ的生成。Northern blot分析显示,BCG-感染J774细胞后,NOS Ⅱ的mRNA表达上调,而oATP能够抑制上调。这些资料证实,oATP是通过抑制NOSⅡmRNA和蛋白质的积聚来阻止NO的生成的。
NOSⅡ基因的启动子中存在NF-κB、AP-1的结合位点,因而NF-κB、AP-1也参与NOSⅡ基因表达的调节,oATP能够抑制TNF-α,LPS、BCG诱导的NF-κB的活性,其抑制效率分别为82%、77%、65%。但oATP却不能抑制H2O2,诱导的NF-κB的活性,这表明oATP的抑制具有特异性,且是经受体介导的NF-κB激活的途径进行的,所以P2受体是通过干扰NF-κB、AP-1的活化来阻止NOSⅡ合成。NO、ROI由活化的巨噬细胞生成,在宿主的防御反应中起着重要作用。
oATP能够抑制反应性氧中间物(reactive oxygen in-termediates,RO1)的生成,另外,P2Z基因敲除骨髓源性巨噬细胞ROI的生成,在数量上类似于PMA刺激的野生型巨噬细胞,因此P2Z受体阻止ROI 的生成可能是通过非P2X7,依赖性机制进行的。细胞外的核苷酸存在于细菌感染的位置上,实验表明结核杆菌感染能够促使巨噬细胞释放ATP,且呈现剂量依赖性,与亚硝酸盐积聚程度相一致,这反映被结核杆菌溶解的细胞可以使胞内的核苷酸释放。机体胞内核苷酸可从血小板、死亡细胞、损伤的细胞中释放出来,导致炎症和组织破坏部位出现细胞外高浓度的核苷酸。
由于ROI和NO本身可促使病理炎症反应和毒性作用,通过细胞外核苷酸变化调节,促进其主要在炎症部位进行的表达,使未遭受损伤的组织免遭损害,因此使得有害的巨噬细胞效应器只在适当的生理背景中发挥作用。
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