腸道粘膜免疫應(yīng)答機(jī)制的文獻(xiàn)綜述

1、TLR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及其抗病毒感染機(jī)制的研究現(xiàn)狀摘要：Toll樣受體(Toll like receptor，TLR)是近年來發(fā)現(xiàn)的機(jī)體識(shí)別病原相關(guān)分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP)從而激活先天性免疫應(yīng)答的重要受體系統(tǒng)，并可激起獲得性性免疫應(yīng)答，其通過介 導(dǎo)多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活先天性免疫，與宿主抵抗病毒感染、炎癥反應(yīng)及自身免 疫性疾病有直接關(guān)系。至今在人類角膜細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)10種功能性TLR，分別識(shí)別 細(xì)菌、病毒、真菌等致病微生物的病院相關(guān)分子模式，并經(jīng)過下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 啟動(dòng)先天免疫。單純皰疹病毒I型感染中Toll樣受體的發(fā)現(xiàn)為深入研究

2、其發(fā)病 機(jī)制及臨床治療開辟了更為廣闊的前景。本文就TLR的分子結(jié)構(gòu)、分布、識(shí)別關(guān)鍵詞:的配體、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路及抗病毒感染機(jī)制等的研究現(xiàn)狀作一綜述。Toll樣受體;信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo);抗病毒感染；單純皰疹病毒性角膜炎；TLR屬于固有免疫病原模式識(shí)別受體，可以識(shí)別入侵機(jī)體的病原微生物的 蛋白質(zhì)、核酸和脂類及其在反應(yīng)過程中所合成的中間產(chǎn)物和代謝產(chǎn)物，例如革蘭 陰性細(xì)菌的脂多糖、革蘭陽性細(xì)菌的肽聚糖和病毒的雙鏈RNA等，這些都是屬 于分子結(jié)構(gòu)高度保守的PAMPOTLR通過對(duì)PAMP的識(shí)別，快速激活包 括接頭蛋白、信號(hào)復(fù)合體和轉(zhuǎn)錄因子復(fù)合體復(fù)雜的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo) 致機(jī)體產(chǎn)生促炎癥細(xì)胞因子、抗炎癥細(xì)胞因子以

3、及趨化因子H】TLR通過不 同的識(shí)別途徑活化多種免疫細(xì)胞，啟動(dòng)非特異性免疫應(yīng)答并激起適應(yīng)性免疫應(yīng)答 以清除病原體。目前，有關(guān)TLR在眼部的研究領(lǐng)域已經(jīng)涉及角膜、虹膜、睫狀體 和視網(wǎng)膜。近年來研究發(fā)現(xiàn)TLR在角膜炎的發(fā)生、發(fā)展和治療中具有極其重要的 作用。TLR的結(jié)構(gòu)和分子特征到目前為止，已經(jīng)在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的TLR有13種，其中TLR1-9 為人、大鼠和小鼠共有，TLR10存在于人類、大鼠和負(fù)鼠，TLR1 1存在 于小鼠，而TLR12-13則存在于小鼠和大鼠I。TLR屬于I型跨膜蛋 白，可分為胞膜外區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)三部分。高度同源，因此稱該區(qū)域?yàn)門IR 結(jié)構(gòu)域。TLRl、TLR2、TLR4、

4、TLR5、TLR6、TLRl0和TLR1 1位于細(xì)胞膜上，TLR3、TLR7、TLR8和TLR9位 于細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞器膜上”。不同的TLR識(shí)別不同的配體。TLR的表達(dá)與分布TLR家族分布廣泛，可表達(dá)于各種組織細(xì)胞，如TLR1主要表達(dá)于各 種免疫細(xì)胞、TLR2和TLR3廣泛表達(dá)在頭頸部鱗狀細(xì)胞癌、TLR4表達(dá) 于淋巴細(xì)胞和上皮細(xì)胞、TLR5主要表達(dá)于髓源性免疫細(xì)胞I4、TLR11-13表達(dá)于小鼠的神經(jīng)系統(tǒng)和免疫細(xì)胞等研究發(fā)現(xiàn)， TLR在滋養(yǎng)層細(xì)胞、蛻膜細(xì)胞以及胸腺細(xì)胞上的表達(dá)水平會(huì)隨機(jī)體的發(fā)育進(jìn)程而發(fā)生改變I56。有趣的是，TLR在不同細(xì)胞中表達(dá)所誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì) 胞因子與年齡有一定關(guān)系。Panda等

5、*研究發(fā)現(xiàn)，與年輕人相比，在髓樣 樹突狀細(xì)胞中的 TLR1/2、TLR2/6、TLR3、TLR5 和TLR8 活化后以及在漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞中的TLR7和TLR9活化后，老年人mD C 中的TNF-a、IL6 和/或IL12 以及pDC中的TNF-a 和IFNa大幅度減少。TLR的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路根據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中有無髓系分化因子8 8參與，將TLRs分為MyD 8 8 依賴型（TLR7，8，9 ）和 MyD88 非依賴型（TLR3）My D88依賴型TLR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，進(jìn)而發(fā)生構(gòu)象變化募集下游信號(hào)分子My D88，MyD88與IL 1相關(guān)激酶一4 （IRAK-4）相互作用。IR AK-1迅速與

6、IRAK4相互作用，在TLR激活后進(jìn)行磷酸化，隨后I RAK 1通過泛素蛋白酶體途徑降解；相反，IRAK2與IRAK4相 互作用晚于IRAK 1并且保持較長時(shí)間的磷酸化狀態(tài)IRAK M是TL R信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的負(fù)性調(diào)節(jié)因子|8。TRIF募集TRAF3，TRAF3 與TANK，NAP1，TBK1，IKKi形成復(fù)合物，激酶復(fù)合物催化IR F3磷酸化，磷酸化的IRF3形成同源二聚體，IRF3=聚體轉(zhuǎn)移定位核內(nèi)， 結(jié)合DNA，與AP1，NFk B協(xié)同調(diào)節(jié)IFN。此外，與TLR3 相互作用的PI3K也能磷酸化IRF3,形成二聚體，調(diào)節(jié)IFN&基因表 達(dá)。TLR在抗病毒先天性免疫中的作用TLR被激活會(huì)啟動(dòng)

7、固有免疫應(yīng)答，可以誘導(dǎo)多種抗病毒細(xì)胞因子的產(chǎn)生， 例如TNFa和IFN，從而促進(jìn)機(jī)體產(chǎn)生抗病毒的天然免疫TLR2信 號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在誘導(dǎo)細(xì)胞因子的產(chǎn)生以及控制體內(nèi)病毒感染的固有免疫中起到關(guān)鍵作 用EBV感染B細(xì)胞時(shí)，TLR9在激活天然免疫、抑制病毒擴(kuò)散和控制潛伏 感染于B細(xì)胞的EBV增殖及釋放的同時(shí)，還有助于病毒長期潛伏。TLR抗病毒靶向藥物研究隨著TLR研究的不斷深入，TLR介導(dǎo)的抗病毒靶向治療逐漸成為一種新 型的治療方法。目前，已有許多TLR相關(guān)藥物在抗病毒治療中發(fā)揮作用。5. 1 TLR2介導(dǎo)的抗病毒藥物 淋巴細(xì)胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒可激活依賴T LR2/CD14的NFk B信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而發(fā)生細(xì)

8、胞因子反應(yīng)。E56 7是TLR2介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)抑制劑，在人和小鼠的細(xì)胞培養(yǎng)中，E 5 6 7通過 對(duì)TLR2的抑制而有效抑制了LCMV和HSV 1誘發(fā)的細(xì)胞因子反應(yīng)，且 在小鼠體內(nèi)也可通過對(duì)TLR2的抑制而抑制細(xì)胞因子反應(yīng)，并顯著抑制病毒復(fù) 制TLR2/6激動(dòng)劑FSL 1在小鼠或人陰道上皮細(xì)胞培養(yǎng)中可以顯著抵 抗單純皰疹病毒2的感染口。，所以TLR2抑制劑和激動(dòng)劑都可為抗病毒靶向 治療設(shè)計(jì)新穎的化合物。5.2 TLR3&4介導(dǎo)的抗病毒藥物金諾芬是TLR3&4介導(dǎo)的信號(hào) 通路中的抑制性藥物。在TLR3激動(dòng)劑誘導(dǎo)的依賴TRIF的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中，通 過抑制聚肌胞苷酸誘導(dǎo)的NFk B的活化和IRF3的磷酸

9、化以及在體外抑 制TBK1的活化，從而抑制TLR3的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，TLR3激動(dòng)劑作為一種安 全、有效和廣譜抗病毒藥物具有廣闊的應(yīng)用前景，更重要的是，表達(dá)FimH的 病原體能被NK細(xì)胞直接識(shí)別，并且，F(xiàn)imH對(duì)NK細(xì)胞的激活需要TLR 4和MyD88信號(hào)。研究顯示，來源于TLR4 /一和MyD88 /一小 鼠的NK細(xì)胞以及缺乏TLR4的人NK92細(xì)胞，對(duì)FimH都不反應(yīng)。 可見，TLR7激動(dòng)劑也可以作為一種新型的靶向抗病毒藥物。TLR在單純皰疹病毒中的作用單純皰疹病毒(herpes simplex virus, HSV)主要是由HSV- I感染導(dǎo)致的疾病 可引起角膜炎癥和角膜瘢痕形成，是主要的致盲性

10、眼病之一。單純皰疹病毒性角 膜炎(herpes simplex keratitis, HSK)容易反復(fù)發(fā)作、遷延不愈，并對(duì)抗病 毒藥物也表現(xiàn)出耐藥性。從而導(dǎo)致角膜瘢痕形成及視力下降。尤其是與那些野生 種類的小鼠作比較，缺乏TLR2或TLR4,甚至較低程度的TLR9都可以使HSV感染對(duì)角膜的損害大大降低口口。這些發(fā)現(xiàn)表明，TLR在HSV感染的過程中既可以減 少病毒侵害的范圍，也可能誘發(fā)炎性反應(yīng)而危及患者視力。TLR興奮劑已經(jīng)在臨床上被嘗試用于治理過敏、感染、炎癥性疾病取得一定 療效，臨床上常用的5%咪喹莫特乳劑通過調(diào)節(jié)TLR7、TLR8活性誘導(dǎo)體內(nèi)包 括干擾素a在內(nèi)的細(xì)胞因子而產(chǎn)生抗病毒活性，局

11、部用于治療成人外生殖器和 肛門的疣/尖銳濕疣，現(xiàn)在部分醫(yī)師用于治療皮膚癌、基底細(xì)胞癌等。目前常用 于角膜抗炎治療的藥物有非甾體類、類固醇、環(huán)孢素，其中皮質(zhì)激素通過影響TLR 表達(dá)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)而廣泛用于角膜表面炎癥性疾病。因此，應(yīng)用TLR治療病毒感染 性疾病尚有許多問題需要解決。7結(jié)語TLR介導(dǎo)的抗病毒天然免疫，現(xiàn)已不僅僅基于理論的研究而且已深入到臨床與 實(shí)踐研究中，在實(shí)踐的運(yùn)用中越來越廣泛。隨著對(duì)TLR識(shí)別機(jī)制以及介導(dǎo)信號(hào) 通路的深入研究，我們更深刻地明白一些疾病如病毒感染性疾病和自身免疫性疾 病的發(fā)病機(jī)制，為疾病的有效預(yù)防、診斷和治療提供良好的理論指導(dǎo)。TLR是角 膜上皮細(xì)胞膜表面表達(dá)的重要的

12、生物學(xué)分子之一，其具有監(jiān)測各種病原菌并啟動(dòng) 固有免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應(yīng)答的作用，但其在誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的同時(shí)又可誘導(dǎo)炎性反 應(yīng)的產(chǎn)生，可加重角膜表面損傷。根據(jù)其作用機(jī)制等研發(fā)的一些新的抗炎藥物 在角膜炎的治療中具有一定作用，但其潛在的不良反應(yīng)仍需引起足夠的重視。越 來越多的以TLR為靶點(diǎn)的研究將為角膜表面炎癥的治療開辟新的途徑。對(duì)TLR 的深入研究也許可以解析一些難治性疾病的病因，不僅可以推進(jìn)免疫學(xué)進(jìn)一步 發(fā)展，還可為臨床醫(yī)學(xué)的應(yīng)用提供廣闊的思路。然而，對(duì)TLR的研究還有很多 不明確的問題。例如是否還有其他更有效的接頭蛋白參與TLR的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)？在 TLR誘導(dǎo)細(xì)胞因子產(chǎn)生的過程中還有哪些信號(hào)通路進(jìn)行交叉

13、調(diào)節(jié)？TLR在 不同的細(xì)胞中識(shí)別PAMP的強(qiáng)弱是否與其病毒載量有關(guān)？等等。這些問題都有 待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)Zeytun A,Chaudhary A,Pardington P,et al.Induction ofcytokines and chemokines by Toll like receptor signaling：strategi es for control of inflammationJ.Crit R ev Immunol,2010,30：53 67.Roach JC,Glusman G,Rowen L,et al.The evolution ofvertebrate Tol

14、l like recept orsJ.Proc Natl Acad Sci USA,2005,102：9 577 9582.Itoh H,Tatematsu M,Watanabe A, et al. U NC93B1physicallyassociates with human T LR8and regulates TLR8mediatedsignalingJ.PLoS 0ne,2011,6：e28500.Nomi N,Kodama S,Suzuki M,et al.Toll like receptor 3signaling induces apopto sis in human head a

15、nd neck cancer viasu rvivin associated pathwayJ.0ncol Rep, 2 010,24：225 231.Koga K,Mor G. Expression and function of tolllike receptorsat the maternalf etal interfaceJ.Reprod Sci,2008,15：231 242.張鳳，龔燕萍，徐薇，等.TLR在小鼠胸腺中的表達(dá)及其在胸 腺細(xì)胞發(fā)育中的可能作用J.現(xiàn)代免疫學(xué)，2008,28：3136.Panda A,Qian F,Mohanty S,et al.Age a ssociat

16、ed decreasein TLR functionin pri mary human dendritic cells predicts inf luenzavaccine response. Immunol, 20 10, 184:2518-2527.Kobayashi K,Hernandez L D,Galan J E,e t al.IRAKM is a negative regulator of T oll like receptorsignalingJ.Cell,2002, 110 (2):191 202.Zauner L,Nadal D.Understanding TLR9a cti

17、on in Epstein-Barr virus infection J.Front Biosci,2012,17：1219 1231ZhouS,Cerny AM,Bowen G,et al.Discove ry of a novelTLR2signaling inhibitor wi th anti-viral activityJ. AntiviralRes, 2 010,87:295 306. Sarangi PP, KimB, Kurt-Jones E, et al. Innate recognition network driving herpes simplex virus-induced corneal