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Toll样受体的信号转导及抗感染免疫研究进展

Toll样受体的信号转导及抗感染免疫研究进展
Toll样受体的信号转导及抗感染免疫研究进展

基金项目:国家自然基金(30801088);安徽省卫生厅临床医学应用技术项目(2008A022);安徽省高校科研基金(KJ2009B078)作者单位:230022合肥,安徽医科大学第一附属医院检验科*通信作者:李涛,E-mail:limedical1974@https://www.doczj.com/doc/b65795070.html,.;徐元宏,E-mail:xyhong1964@https://www.doczj.com/doc/b65795070.html,.

Toll 样受体的信号转导及抗感染免疫研究进展

兵,李

涛*,徐元宏*

[摘要]Toll 样受体(Toll-like receptors ,TLRs )是进化中比较保守的一个受体家族,至少包括13个成员,Toll 样受体能特异识别病原相关分子模式(PAMP ),在天然免疫和获得性免疫中都发挥着重要的作用,是连接天然免疫和获得性免疫的桥梁。近年来,对TLRs 信号转导的研究,特别是对TLRs 负反馈的研究,进展非常迅速,它们在抗感染中起着重要的作用,特别是负反馈机制对信号的平衡调节在抗感染免疫中有重要作用。

[关键词]Toll 样受体;天然免疫;获得性免疫;信号转导;抗感染免疫[中图分类号]R392.1

[文献标识码]A

Progress in Toll-like receptors signaling transduction and its role in the anti-infection immune

LUO Bing,LI Tao,XU Yuanhong

Department of Clinical Laboratory,First Affiliated Hospital of Anhui Medical University,Hefei 230022,China [Abstract]Toll-like receptors (TLRs)is a comparatively conservative receptor family,which include 13mem -bers at least.They can recognize pathogen-associated molecular patterns (PAMP)specifically.TLRs also play more important role in both innate and adaptive immunity.As a bridge,TLRs can bind innate and adaptive immu -nity.In recent years,the study in signaling transduction of TLRs is very fast,especially in TLRs negative feed -back.They play important role in anti-infection immunity,especially negative feedback mechanism in the signal -ing balance adjustment of the anti-infection immune.

[Key words]Toll-like receptor;Innate immunity;Adaptive immunity;Signaling transduction;Anti-infection immune

·综述·

[文章编号]1000-8861(2011)02-0165-05

TLRs 是先前从植物和动物中分离出来进化的产物,被鉴定为细胞内高度保守的Toll-白细胞介素-1受体(TIR )序列[1],在植物中,这些蛋白的同系物表现在对疾病抵抗基因编码TIR-耐受蛋白,但是其具体机制到目前还不清楚[2]。1996年TLRs 被发现参与果蝇属的抗真菌反应,随后在1997研究发现有与果蝇同源的人Toll 蛋白,并命名为Toll 样受体。这些发现为哺乳动物鉴定TLRs 有很重要的意义,到目前为止,已经陆续发现13种Toll 样受体,即TLR1~13,而在人中发现10种,即TLR1~10,TLR1~9也在鼠中表达,而TLR 11只在鼠中表达,其中TLR4是第一个被发现的Toll 样受体。Toll 样受体广泛表达于哺乳动物细胞表面的一种跨膜信号转导蛋

白。作为宿主免疫的必需分子之一,系天然免疫模式

识别的主要受体,通过对病原相关分子模式的识别,激活天然免疫系统来抵抗病原微生物的入侵,同时作为预警信号来激活获得性免疫系统,是连接天然免疫和获得性免疫的桥梁。

1TLRs 连接天然免疫和获得性免疫

天然免疫是机体免疫的重要组成部分,但是在很长的时间内被人们认为是免疫应答的初级形式,没有特异性和免疫记忆性。随着对免疫系统研究的深入,特别是模式识别受体的发现,如Toll 样受体就是一种模式识别受体。识别病原微生物进化中的保守分子,主要包括LPS 、肽聚糖、酵母多糖以及病原体核酸等,使人们意识到天然免疫并不是简单的发挥非特异性吞噬、清除作用,而且涉及到复杂的抗原识别机制,与获得性免疫一样能够正确的区分“自己”和“非己”。机体存在模式识别受体,特异的识别病原微生物进化中保守的抗原分子,即病原相关分

子模式,从而有效的地监测病原微生物的入侵以及诱导免疫应答反应。TLRs介导天然免疫反应主要是通过对病原微生物及其产物的特定病原相关分子模式的识别,此乃机体判定病原微生物入侵并启动天然免疫信号通路,信号通过TLRs传导,导致干扰素-1、炎症细胞因子、化学增活素的产生,诱导机体免疫系统对病原微生物的清除。其次,巨噬细胞等效应细胞借助TLRs识别病原相关分子模式被激活,继而分泌炎性介质如细胞因子等和某些杀菌分子如NO等,介导炎症反应并发挥杀菌作用,信号通过TLRs进一步的下传,诱导树突状细胞成熟,启动获得性免疫[3]。

2TLRs的激活与信号转导

TLRs是Ⅰ型跨膜蛋白,细胞外区均含有19~25个胞外区富含亮氨酸重复(LRR)序列,整个LRR结构域是个马蹄形结构,参与识别各种病原体,而TLRs的激活需要与其相应的配体结合,配体识别是由TLRs在细胞外区富含亮氨酸重复(LRR motif)序列决定的[4]。TLRs包括TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR10能快速的表达于细胞表面,能快速但不精确识别细菌代谢的产物,TLR2能和TLR1或TLR6结合成异质二聚体在对病原体识别中起着很重要的作用[5],它可结合一部分革兰阳性细菌的脂蛋白和磷壁酸、分支杆菌细胞壁、钩端螺旋体的LPS、酵母菌细胞壁以及少见的脂多糖等类配体。TLR2具有如此广谱的配体识别功能,是由于TLR2能和TLR1或TLR6结合成异质二聚体共同作用的结果。TLR10在TLRs家族中研究的不多,主要是它能形成同质二聚体同时也能和TLR1和TLR2形成异质二聚体,但是这种作用结合的配体目前还不清楚[6]。

TLR4是革兰染色阴性细菌细胞壁成分脂多糖的主要受体而且能识别病毒的蛋白[7],TLR5参与识别的鞭毛蛋白[8]是革兰阳性菌和革兰阴性菌结构中的必要蛋白组成成分。在正常人体内的TLRs也是变化的,如有研究显示运动可以减少单核细胞TLR4的分泌量,但是对TLR2没有什么影响[9]。

表达在细胞内的TLRs有TLR3、TLR7、TLR8、TLR9,主要是对病毒核酸的监测和识别,TLR3识别双链RNA,而TLR7和TLR8识别单链RNA,TLR9识别未甲基化的CG辅酶Ⅰ(CpG序列),调节细菌DNA和某些病毒的反应[11]。CpG具有很重要的免疫调节作用,对其基序中的胞嘧啶残基进行单个核苷酸替换或使其中胞嘧啶残基甲基化,均可完全破坏细菌DNA的免疫调节功能。现已发现,细菌缺少对

胞嘧啶的甲基化,而多数CpG在哺乳动物基因组中为甲基化,故非甲基化CpG基序可是为PAMP发出的重要微生物信号。研究显示在NF-kB和IRF依赖途径中激活TLR9可促进泡沫细胞的形成,这与肝脏X受体的激活有关[10]。

TLRs的信号转导主要与TLRs的胞内区含有高度保守的Toll-白细胞介素-1受体同源区(TIR)有关,其中包括3个保守盒参与TLRs信号的传导,研究发现在TLRs信号传导通路上的一些蛋白也具有TIR结构域,如接头蛋白MyD88等。胞外区的LRR 识别入侵的病原体,从而引起胞内区含有高度保守的Toll-白细胞介素-1受体同源区识别配体后,发生二聚化,进而发生构象变化招募下游的信号分子,下游的信号分子包括髓样分化因子88(MyD88)、B转化生长因子激活的蛋白激酶(TAK1)、IL-1相关蛋白激酶(IRAKs)、NF-kB抑制蛋白激酶(IK。Ks)TAK1结合蛋白1和2(TAB1和TAB2)、肿瘤坏死因子受体活化因子6(TRAF6)以及IREs、NF-kB、AP-1等(图1[11])。

MyD88分子是大多数TLRs信号转导中的接头分子,TIR将信号转导给MyD88接头分子,MyD88接头分子有C端TIR结构域和N端的死亡结构域(DD)其中它的C端TIR结构域与TLRs胞内区的TIR结合,N端的死亡结构域的信号分子使信号下传,可激活NF-KB和AP-1,控制炎症因子的分泌。TLRs识别上述相应病原体PAMPs及内源性配体后,每种TIR可以通过与胞浆区内不同的受体接头蛋白结合进行信号转导。根据接头蛋白的不同可分为MyD88依赖性和非MyD88依赖性途径。其中MyD88依赖性通路主要分为两条:①TLR-MyD88/I-RAK-丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)途径。②TLR-MyD88/IRAK-NF-κB诱导激酶(NIK)/NF-κB途径;MyD88依赖性通路是通过MyD88和IRAK相互作

图1TLRs的信号转导通路

Fig1The signal transduction pathway of

TLRs

用募集下游的信号分子来诱导NF-κB等激活,从而激活天然免疫反应,介导急性炎症反应,直接杀伤入侵病原微生物。除TLR3外所有的TLRs都可以通过MyD88介导下游的信号转导。研究显示当My D88缺陷时会导致TLRs功能受损,同时有些信号通路会受到影响,但是MyD88缺陷并不能完全中断TLRs信号,所以TLRs信号通路除了MyD88依赖性转导通路还有非MyD88依赖性途径,如直接结合TRAF2、TRAF6和TICAM/TRIF接头蛋白可以参与TLR3/4的信号通路的激活[12]。还如其他的接头蛋白介导的信号转导途径,SARM就是最后一个被发现的接头蛋白,一个新的人类基因SARM编码果蝇同源蛋白CG7915和包含少见的SAM组合HEAT/犰狳模式,该基因在17号染色体短臂11位上,含690个氨基酸,在秀丽隐杆线虫、果蝇和哺乳动物中高度保守序列。TLR信号转导必须通过反馈调节来控制的炎症反应,SARM已被证明能抑制TLR3和TLR4的信号转导。Bowie和他的同事们特征性的阐明了TLR的第5种接头蛋白SARM,是TIR接头蛋白TRIF一种负性调节其机制是和TRIF结合从而抑制信号转导[13],一个关于5种接头蛋白的对比研究表明,SARM过度表达时不能诱导NF-κB的激活。SARM调节TRIF和参与由于氧化压力造成鼠神经元损伤的调节。报道在"活化石"中东南亚鲎的免疫系统中发现一种原始但有功能的SARM(CrSARM)。CrSARM下调TRIF依赖的TLR信号转导提示SARM从鲎到人的保守性。在铜绿假单胞菌的感染中CrSARM在3h内迅速上调,在6h后被抑制而下降,与细菌被清除的时间相一致,证明了其在固有免疫中的动态监测作用。

3TLRs的抗感染免疫

3.1TLRs与细菌感染TLRs是天然免疫家族中一个极其重要的家族,在天然免疫中发挥着重要的作用,但是对于抗细菌感染中起着核心作用的主要是TLR2和TLR4。研究发现,在人脓毒血症中TLR2和TLR4的mRNA表达以及其蛋白分泌均增加,TLR2的mRNA对革兰阳性和革兰阴性细菌感染受试者的单核细胞正性调节作用有着很重要的意义,同时单核细胞表面的TLR2蛋白的水平也会升高,而TLR4的mRNA表达会增加,但是其细胞表面的TLR4蛋白不增加[14]。另外的研究发现,TLR4是LPS 的主要识别受体,LPS是革兰阴性细菌外膜的共同成分,具有很强的刺激免疫能力,然而TLR2是革兰阳性细菌脂蛋白的主要识别受体,TLR2被脂膜酸激

活可在人未成熟的树突状细胞引起前炎症细胞因子的分泌[15]。研究发现LPS是通过TLR4/MD-2通路激活机体的免疫细胞[16],MD2是表达于细胞表面的分泌型蛋白,是由二硫键连接成二聚体、寡聚体、多聚体等多种空间结构,在结构上具有两个相对独立的功能结构域,能够识别TLR2、TLR4的胞外区以及配体(如CD14)。LPS进入机体与血液中的LPS结合蛋白(LPB)结合形成LPS-LPB复合物,与单核/巨噬细胞表面的CD14分子作用,进一步形成LPS-LPB-CD14复合物,将信号传到细胞内,然后通过MD-2蛋白激活TLR4[17],TLR4进一步将LPS信号通过细胞内TRAF、IRAK等下游分子向下传导,最终活化NF-ΚB和MAPK通路,导致大量前炎症因子表达。但是新的研究发现,再次用LPS刺激机体细胞会使得的机体对LPS的刺激产生耐受和交叉耐受性,即细胞对再次刺激的LPS表现为低反应性,对TLRs配体表现为广泛的低反应性,同时对于整个细菌在LPS 刺激后的3h和6h时间点也表现为低反应性[18]。3.2TLRs与病毒感染在抗病毒免疫反应中主要依赖的是天然免疫受体家族中的TLRs,TLRs通过识别病毒的感染来介导抗病毒免疫,激活信号传导途径,产生抗病毒细胞因子和趋化因子,在TLRs家族中识别病毒的主要有TLR7/8、TLR3、TLR9等,TLR7/8主要是识别ssRNA病毒,TLR3识别dsRNA 病毒,同时TLRs也涉及识别病毒的染色体基因,如TLR9识别CPG DNA序列[19],TLR2和TLR4也涉及病毒识别,主要是针对病毒包膜糖蛋白的识别[20]。另外有些TLR通过RNA解螺旋酶对细胞质中的病毒dsRNA的识别,比如RIG-I就是用这种方法来识别病毒的核苷酸,病毒通过引发宿主天然免疫反应,达到激活TLRs信号,引起抗病毒反应。研究表明TLRs 通过内吞作用对进入胞质的病毒进行识别,这条路径通过多种信号蛋白诱导干扰素的产生,最终导致转录因子NF-kB,干扰素调节因子(IRF)IRF3和IRF5以及IRF7的激活[21]。起初,RIG-I被鉴定为cDNA克隆,在后续的体外实验中显示RIG-I监测病毒RNA 或转染dsRNA,导致以ATP依赖方式产生Ⅰ型干扰素,后来是用基因敲除的方法证明了RIG-I在病毒诱导Ⅰ型干扰素表达中起着必不可少的作用,研究显示,RIG-I缺陷会扰乱特定dsRNA病毒的反应,例如丙肝病毒(HCV),然而由脑心肌炎病毒诱导产生的IFN不受影响,这种不同是因为RIG-I优先识别病毒RNA的5'-三磷酸根引起的,自从RIG-I依赖性病毒在复制的过程中暴露5'-三磷酸根标志时,这些病毒的RNA基因组就能被RIG-I识别,有些病

毒的入侵会被RIG-I识别,因此有些病毒在自我成熟的过程中去除5'-三磷酸根来逃避RIG-I的识别,最近研究揭示了短的dsRNA(<1kb)在5'-三磷酸根非依赖方式中表现为RIG-I的配体,实际上,小片段的呼肠病毒,分段的dsRNA病毒,和短的polyI:C能激活RIG-I介导的信号[22]。然而更多的研究显示5'-三磷酸根和dsRNA的结构都不能使RIG-I充分激活,可能是病毒基因组的5'和3'区域的碱基配对形成的锅柄样结构被RIG-I识别所致[23-24]。综上所述,有理由相信RIG-I将含有5'-三磷酸根的dsRNA视为外源性核酸,同时由DNA病毒感染产生的dsRNA 也能被RIG-I识别[25-26]。通过生物化学分析,CTD被鉴定为RIG-I的识别域,对其结构分析揭示了CTD 结合带电荷的氨基酸形成裂缝样表面结构,并与配体RNA发生特异性作用[27],一种RIG-I和CTD的对接模型表明这种的凹表面适合与A型dsRNA相互作用[28]。然而,对于CTD如何特异识别5'-三磷酸根群还不清楚,此外,虽然了解CTD可以作为RD 的功能,但是对于分子机制还不清楚。研究发现TLR3的抗病毒机制主要是通过接头蛋白MyD88非依赖性信号传导途径,这条途径是通过Trif来传导信号的,然后Trif与TBK1和IKK相互作用来促进干扰素调节因子3和NF-kB的激活,诱导干扰素基因的表达,从而达到抗病毒的作用。同时TLRs家族中的TLR9和TLR7/8抗病毒的机制主要是通过MyD88依赖性途径,通过MyD88和白细胞介素-1R 相关激酶复合物(IRAK)的相互作用,来招募TNF受体相关因子6(TRAF6),促使IRF7的激活,引起IFN 基因的表达,来干扰病毒的复制活动[29]。

HBV病毒是dsDNA病毒,其表面抗原(HBsAg)常用来检测HBV病毒的感染,研究表明,肝癌细胞能表达功能性IL-1受体和TLR2,它们能刺激形成级联信号抑制肝脏中HBV病毒的复制,此理论可以支持肝细胞抑制HBV病毒的复制[30],其他的研究显示外周血中HBV病毒感染的单核细胞中的TLR2减少,而TLR4的表达比其他的TLRs高[31]。

3.3TLRs与真菌感染研究证实Toll样受体参与昆虫如果蝇属的抗真菌免疫,当真菌感染时果蝇Toll样受体的信号通路被激活,可以诱导大量抗真菌肽片段的分泌,进一步引发抗真菌免疫。哺乳动物具有与果蝇同源的Toll样受体,当遭受到病原微生物感染时,免疫系统影响最大是宿主的模式相关受体和病原相关分子模式。β-葡聚糖特别是β-1,3-葡聚糖是大部分真菌细胞壁的组成成分,真菌细胞壁60%的干重是由β-葡聚糖组成的,它被认为是宿主与真菌相互作用中主要的病原相关分子模式[32]。

DECTIN-1是β-葡聚糖的重要受体,是C型凝集素表达于树突状细胞表面的分子[33]。细胞质中DECTIN-1的尾部含有免疫受体,β-葡聚糖与DECTIN-1的细胞外凝集素结构域结合,真菌感染时,多种病原相关分子模式被宿主的PRRs刺激,引起信号通路被激活。β-葡聚糖与DECTIN-1的细胞外凝集素结构域结合使信号下传,它能引起活化T细胞核因子、丝裂素激活蛋白激酶和NF-κB的激活[34],导致细胞因子的产生。还有其他的受体和β-葡聚糖结合,包括TLRs,其中TLR4识别O联甘露聚糖[35],TLR9识别真菌的DNA[36],虽然这些传导途径的机制目前没有完全阐明,但是Toll样受体在抗真菌免疫反应中起着不可替代的作用,最终的抗真菌反应不是靠某一个受体家族的刺激,而是共同刺激的累加作用、协同作用和拮抗作用。

总之,TLRs对免疫系统具有重要的调节作用,可以说它的发现是免疫学发展的一个重要里程碑。它不仅在观念上改变了以往对天然免疫的看法,而且在实际应用中也展示其广阔的应用前景,如佐剂的应用、临床上内毒素休克的治疗、自身免疫性疾病的治疗等。相信随着研究的深入,将推动免疫学理论的进一步发展。

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(收稿日期:2010-04-13;修回日期:2010-06-22)

(编辑侯瑞)

Toll样受体信号通路的研究进展

Toll样受体信号通路的研究进展 摘要Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)是近年来发现的一类模式识别受体,通过识别病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern,PAMP)激活天然免疫。而髓样分化因子(myeloid differentiation factor 88,MyD88)是TLR信号通路中的一个关键接头分子,在传递上游信息和疾病发生发展中具有重要的作用。本文对Toll样受体、髓样分化因子88的分子结构和基本功能,及Toll样受体的信号传导通路进行了综述。 关键词Toll样受体;髓样分化因子88;信号通路;负调控机制 免疫系统识别“非我”和“自我”的过程是依赖于不同的受体来完成的,作为先天性免疫系统的重要组成部分及连接获得性免疫与先天性免疫的“桥梁”, TLRs 是生物的一种模式识别受体(pattern recognition receptor, PRR),它主要通过识别病原相关分子模式PAMPs来启动免疫反应。而MyD88是Toll受体信号通路中的一个关键接头分子,是第一个被鉴定的含TIR结构域的接头蛋白分子,在传递上游信息和疾病发生发展中具有重要的作用。 1TLR的结构与基本功能 Toll样受体一词来自对果蝇的研究,是决定果蝇背腹分化的基因所编码的一种跨膜受体蛋白,同时还参与果蝇的免疫反应,具有介导抗真菌感染信号转导的功能[1]。后来在哺乳动物也发现有与Toll受体同源的受体分子,统称为称为Toll 样受体TLRs。 TLRs是广泛分布在免疫细胞尤其非特异免疫细胞以及某些体细胞表面的一类模式识别受体,它们可以直接识别结合某些病原体或其产物所共有的高度保守的特定分子结构,即病原相关分子模式。迄今为止,已经发现哺乳动物至少有13种toll样受体,其中人的toll样受体鉴定出11种(TLR1-TLR11) [2]。TLRs识别的配基各不相同,其中TLR1-TLR5的结构已被确定,但只有TLR2与TLR4的功能被部分揭示。TLR4主要介导G-菌感染后LPS的信号转导,而TLR2主要介导G+感染后脂蛋白、脂多肽等的信号转导。它们都最终导致该转录因子的转位与相应免疫基因的活化而转录,释放前炎症因子及辅助刺激分子起到调节炎症反应的作用,从而提示TLRs可能在先天性免疫系统中起重要作用[3-4]。 TLRs家族成员具有相似的结构特征。它们均为Ⅰ型跨膜受体,由胞外区、跨膜区和胞内区3个功能区组成。胞外区序列差异大,是与配体结合的特异部位,主要包括十几至二十几个串联的富亮氨酸重复基序(leucine-rich repeats, LRRs),LRR

TOLL样受体

TLR结构:TOLL样受体(TLR)为I型跨膜蛋白,其胞外段为富含亮氨酸重复序列,参与配体识别;胞内段含有保守的TIR (TOLL样/IL一IR)结构域,招募衔接分子如MYD88、TIRAP、TRIF、TRAM{1}进行信号转导。 TLR识别配体:TLR是结合病原微生物成分的受体,其配体包括合成的激动药、微生物产物、内源性配体{1}其所识别的病原微生物成分包括脂多糖(lipoPolysaeeharide,LpS)、革兰氏阳性细菌的肤聚糖(peptidoglyean,pGN)、脂磷壁酸(liPoteiehoieaeid,LTA)、脂阿拉伯甘露聚糖(11-poarabinomannan,LAM)等。 TLR分类:在人类已发现10种TLR(TLRI一TLmo),表达于参与天然免疫的细胞上,不同的TLR在不同细胞表面有不同的表达,其所识别的配体亦不同。髓系DC表达TOLL 样受体1-6、8,而浆系DC表达TOLL样受体7、9。与DC成熟关系密切的是TLR2、TLR4。其中TLR2识别脂蛋白类,肽多糖类如革兰氏阳性细菌的肤聚糖(peptidoglyean,pGN)、脂磷壁酸(liPoteiehoieaeid,LTA)。而TLR4识别LPS、OK432等。 TLR与DC成熟的关系:{2}{5}

TLR信号转导机制:{3}

TLR受体激动药在肿瘤微环境下的免疫调节作用:{1} TLR基因定位:{4} 特异性引物序列: TLR2(forward GCAAACGCTGTTCTGCTCAG) (reverse AG GCGTCTCCCTCTA TTGTA TT) TLR4 (forward ATGGCATGGCTTACACCACC) (reverse GA GGCCAA TTTTGTCTCCACA)

趋化因子及其受体的研究进展

趋化因子及其受体的研究进展 摘要:趋化因子( chemokine)是一类一级结构相似小分子细胞因子,能够趋化细胞定向移动的,而且在免疫细胞和器官的发育、免疫应答过程、炎症反应、病原体感染、创伤修复及肿瘤形成和转移等方面发挥广泛的生理和病理作用。本文综述了对趋化因子及其受体的结构、分类和生物学功能的研究进展。 关键词: 细胞因子;趋化因子;趋化因子受体;趋化作用 Abstract:chemokine is similar to the primary structure of a class of small molecule cytokine, chemokine cell directional movement, but also in the development of immune cells and organs, immune response, inflammatory response, pathogen infection, wound healing andplay a wide range of physiological and pathological roles of tumor formation and metastasis. This paper reviews the progress on the study of the structure, classification and biological function of chemokines and their receptors. Keywords: cell factor; chemokines; chemokine receptor; chemotactic effect 免疫细胞的定向迁移是集体免疫应答发生和完成的必须条件。趋化因子是一类控制细胞定向迁移的细胞因子。其功能行使由趋化因子受体介导。趋化因子与其受体的相互作用控制着各种免疫细胞在循环系统和组织器官间定向迁移,使之到达感染、创伤和异常增殖部位,执行清除感染源、促进创伤愈合和消灭异常增殖细胞,维持组织细胞的平衡的功能。因此,趋化因子系统在免疫系统功能行使的各个环节中处于关键地位,并由此在病原体的清除、炎症反应、病原体感染、细胞及器官的发育、创伤的修复、肿瘤的形成及其转移、移植免疫排斥等方面都起着重要的作用。以趋化因子及其受体为控制靶点,通过激活或拮抗趋化因子受体的信号传导来调控趋化因子系统的功能,可

阿片受体研究进展

阿片受体研究进展 上海第二医科大学附属瑞金医院麻醉科彭章龙 罂粟用于减轻疼痛已有近千年的历史。1803年由罂粟生物碱分离物质出的晶体,被证实是天然阿片的镇痛活性成份,称为吗啡。吗啡的立体化学结构是其与机休特异部位相互作用产生镇痛所必须。通过吗啡、酮唑辛和SKF-10047等一组激动药所产不同药理活性,确定了三种阿片类药物综合征,分别命名为μ, κ和σ原型,由此导致了μ, κ和σ三种阿片受体的发现。后来发现与SKF-10047相关的σ型综合征不能被普通阿片拮抗剂纳洛酮(naloxone)所阻断,因此σ型受体不再被认为是阿片受体家族的成员。δ型受体是由kosterlitz小组在研究内源性阿片肽和内啡肽的效应时发现的。经过近30年的实验室研究,对μ、κ和δ型受体的认识已较清楚,其基因编码已被克隆,这3种受体称为“经典型阿片受体”。最近cDNA 编码一种称之为“孤立阿片”受体,经签定与经典阿片受体有高度同源性,它的结构基团是阿片受体,因此称其为阿片样受体(opioid receptor-like,ORL1)。有药理学迹象表明每种阿片受体存在亚型,以及其他新型、较少了解的阿片受体ε、λ、ι和ζ。本文着重介绍阿片受体研究进展。 一.经典阿片受体 三种经典μ、κ和δ阿片受体被确认后,发现在脑内分布广泛但不均匀。这些受体分布在痛觉传导区以及与情绪和行为有关的区域,集中分布在导水管周围灰质、内侧丘脑、杏仁核和脊髓胶质区。这些复杂的受体可以被不同的激动剂激活,产生不同的生物效应。例如主要分布于脑干的μ受体被吗啡激活后,可产生镇痛和呼吸抑制等作用,而主要分布于大脑皮质的κ受体只产生镇痛作用而不抑制呼吸。然而不同阿片受体在中枢神经系统的分布,以及对不同阿片配体结合能力存在差异。阿片受体的内源性配体为脑啡肽、内啡肽和强啡肽,它们分别由不同的基因编码。这些五肽对阿片受体的亲和力不同,但三者均可与一种以上的阿片受体结合。其中脑啡肽对δ型受体有较强的选择性,被认为是其内源性配体。强啡肽对κ 型受体选择性较强,是其内源性配体。μ型受体的内源性配体直到1997年才被发现,称为内啡肽或内源性吗啡(endomorphine)。内源性吗啡在中枢神经系统与μ-阿片受体呈镜像分布,对μ受体的结合力比对δ和κ受体的结合力高100倍。

NMDA受体的生理功能及研究进展综述

NMDA受体的生理功能及研究进展 摘要N-甲基-D-天氡氨酸(NMDA)受体是一类离子型谷氨酸受体的一种亚型,是由多亚基构成的异聚体,主要分布在中枢系统中。近年来的证据表明,组成NMDA受体的亚单位有着复杂的生理学和药理学特性,参与神经系统的多种重要生理功能。NMDA受体的异常会导致一些认知功能的缺失,这为治疗性药物开发提供了靶点。 关键词NMDA受体受体学习记忆功能 现代神经科学的研究资料已经证明,谷氨酸(L-glutamicacid,GLU)是中枢神经系统(central nervous system,CNS)中介导快速兴奋性突触反应的重要神经递质。在大脑中分布最广,CNS内存在着与谷氨酸结合并发挥生理效应的两类受体,即离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptors,iGluRs)及代谢型谷氨酸受体。离子型受体由NMDA受体与非NMDA受体组成。 NMDA受体是一种分布在突触后膜上的离子通道蛋白,该受体是一种异聚体,由亚基NR1、NR2、NR3组成,每个受体至少由2~3个NR1亚基和2~3个NR2亚基组成。其中NR1亚基有8种剪接变体,NR2亚基分为NR2A、NR2B、NR2C、NR2D4个亚型,NR3有NR3A亚型等。NR1是NMDA受体的基本单位,NR2辅助NMDA受体形成多元化结构,NMDA受体依赖NR2亚单位不同亚型表达不同的受体功能[1]。 NMDA受体是一种具有许多不同变构调控位点并对Ca2+高度通透的配体门控离子通道,NMDA受体显示有许多与其他配体门控离子通道不同的特性:受体控制单价离子和对钙有高度渗透性的阳离子通道;同时结合谷氨酸和甘氨酸需要辅激动剂以刺激NMDA受体;在静息膜电位,NMDA通道被细胞外镁所阻断,而只有同时去极化和结合激动剂下开放。当谷氨酸等神经递质使受体激活,其受体蛋白构象改变,离子通道开放,阳离子如K+、Na+、Ca2+可进出细胞,使细胞膜去极化和神经元兴奋。NMDA受体可调节神经元的存活,树突、轴突结构发育及突触可塑性,可影响神经元回路的形成及学习、记忆过程。 一、NMDA受体在学习、记忆中的作用 学习和记忆的神经生物学基础是突触可塑性,单突触传入通路上给予短串强直刺激,使突触后细胞兴奋,突触后电位出现长达数天乃至数周的振幅增大,这

细胞受体及重要的细胞信号转导途径

细胞受体类型、特点 及重要的细胞信号转导途径 学院:动物科学技术学院 专业:动物遗传育种与繁殖 姓名:李波

学号:2015050509

目录 1、细胞受体类型及特点 (4) 1.1离子通道型受体 (4) 1.2 G蛋白耦联型受体 (4) 1.3 酶耦联型受体 (5) 2、重要的细胞信号转导途径 (5) 2.1细胞内受体介导的信号传递 (5) 2.2 G蛋白偶联受体介导的信号转导 (6) 2.2.1激活离子通道的G蛋白偶联受体所介导的信号通路 (7) 2.2.2激活或抑制腺苷酸环化酶的G蛋白偶联受体 (7) 2.2.3 激活磷脂酶C、以lP3和DAG作为双信使 G蛋白偶联受体介导的信号通 路 (8) 2.2 酶联受体介导的信号转导 (9) 2.2.1 受体酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信号通路 (10) 2.2.2 P13K-PKB(Akt)信号通路 (10) 2.2.3 TGF-p—Smad信号通 (11) 2.2.4 JAK—STAT信号通路 (12)

1、细胞受体类型及特点 受体(receptor)是一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子物质,多为糖蛋白,一般至少包括两个功能区域,与配体结合的区域和产生效应的区域,当受体与配体结合后,构象改变而产生活性,启动一系列过程,最终表现为生物学效应。受体与配体问的作用具有3个主要特征:①特异性;②饱和性;③高度的亲和力。 根据靶细胞上受体存在的部位,可将受体分为细胞内受体(intracellular receptor)和细胞表面受体(cell surface receptor)。细胞内受体介导亲脂性信号分子的信息传递,如胞内的甾体类激素受体。细胞表面受体介导亲水性信号分子的信息传递,膜表面受体主要有三类:①离子通道型受体(ion—channel—linked receptor);②G蛋白耦联型受体(G—protein —linked receptor);③酶耦联的受体(enzyme—linked recep—tor)。第一类存在于可兴奋细胞。后两类存在于大多数细胞,在信号转导的早期表现为激酶级联事件,即为一系列蛋白质的逐级磷酸化,借此使信号逐级传送和放大。 1.1离子通道型受体 离子通道型受体是一类自身为离子通道的受体,即配体门通道(1igand—gated channel),主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞,其信号分子为神经递质。神经递质通过与受体的结合而改变通道蛋白的构象,导致离子通道的开启或关闭,改变质膜的离子通透性,在瞬间将胞外化学信号转换为电信号,继而改变突触后细胞的兴奋性。如:乙酰胆碱受体以三种构象存在,两分子乙酰胆碱的结合可以使之处于通道开放构象,但该受体处于通道开放构象状态的时限仍十分短暂,在几十毫微秒内又回到关闭状态。然后乙酰胆碱与之解离,受体则恢复到初始状态,做好重新接受配体的准备。离子通道型受体分为阳离子通道,如乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺的受体,和阴离子通道。 1.2 G蛋白耦联型受体 三聚体GTP结合调节蛋白(trimeric GTP—binding regulatory protein)简称G蛋白,位于质膜胞质侧,由a、p、-/三个亚基组成,a和7亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上,G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用,当a亚基与GDP结合时处于关闭状态,与GTP结合时处于开启状态,“亚基具有GTP酶活性,能催化所结合的ATP 水解,恢复无活性的三聚体状态,其GTP酶的活性能被RGS(regulator of G protein signaling)增强。RGS也属于GAP(GTPase activating protein)。 G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白(图10—6),受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合,胞内结构域与G蛋白耦联。通过与G蛋白耦联,调节相关酶活性,在细胞内

临床用阿片受体拮抗剂研究进展

Journal of Organic Chemistry Research 有机化学研究, 2015, 3, 9-15 Published Online March 2015 in Hans. https://www.doczj.com/doc/b65795070.html,/journal/jocr https://www.doczj.com/doc/b65795070.html,/10.12677/jocr.2015.31002 Research Progress of Opioid Receptor Antagonist Used in Clinic Qiao Wang1,2, Lang Shu1,2, Ming Liu3, Kaiyuan Shao2, Wenxiang Hu1,2,3* 1School of Chemical Engineering & Pharmacy, Wuhan Institute of Technology, Wuhan Hubei 2Beijing Excalibur Space Military Academy of Medical Sciences, Beijing 3School of Life Sciences, Capital Normal University, Beijing Email: *huwx66@https://www.doczj.com/doc/b65795070.html, Received: Jan. 23rd, 2015; accepted: Feb. 4th, 2015; published: Feb. 10th, 2015 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/b65795070.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Opioid receptor antagonists are a class of specifically drugs for antagonizing the opioid on opioid receptors, thereby reducing or reversing the analgesic activity of narcotic agonists. Antagonists can also eliminate breathing suppression, gastrointestinal disorders and other side effects caused by the use of the agonist. Antagonists are used in clinic as side effects and coma antidote arising from excessive usage of analgesic. This paper summarizes several common clinical types of opioid receptor antagonists and clinical applications. In recent years, antagonists have achieved greater development, but there are still some deficiencies; further research of opioid receptor antagonists is needed to get more competitive, safer and simpler novel μ opioid receptor-specific antagonist, for better use in clinical treatment. Keywords Opioid Receptor, General Opioid Receptor Antagonist, Peripheral Opioid Receptor Antagonist 临床用阿片受体拮抗剂研究进展 王乔1,2,舒浪1,2,刘明3,邵开元2,胡文祥1,2,3* 1武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 2北京神剑天军医学科学院,北京 3首都师范大学生命科学学院,北京 *通讯作者。

Toll样受体信号通路图

Toll样受体信号通路图 TLR家族成员(TLR3除外)诱导的炎症反应都经过一条经典的信号通路(图1),该通路起始于TLRs的一段胞内保守序列—Toll/IL-1受体同源区(Toll/IL-1receptorhomologousregion,TIR).TIR可激活胞内的信号介质—白介素1受体相关蛋白激酶(IL-1Rassociatedkinase,IRAK)IRAK-1和IRAK-4、肿瘤坏死因子受体相关因子6(TNFR-associatedfactor6,TRAF-6)、促分裂原活化蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)和IκB激酶(IκBkinase,IκK),进而激活核因子κB(nuclearfactorκB,NF-κB),诱导炎症因子的表达。 Toll-liker Receptor Signaling 本信号转导涉及的信号分子主要包括: CD14,MD-2,TRAM,TRIF,TIRAP,MyD88,TLR1,TLR2,TLR3,TLR4,TLR5,TLR6,TLR7,TLR8,TLR9,IRAK-1,IRAK-2,IRAK-4,IRAK-M,TRAF6,TRIAD3A,ST2L,SOCS1,RIG-I,FADD,TOLLIP,RIP1,A20,UEV1A,Ubc13,ECSIT,MEKK-1,TAK1,

TBK1,MKK3/6,p38,TAB1/2,MKK4/7,JNK,IKKα,IKKβ,IKKγ,IKKε,NEMO,IκBα,NF-κB,p65/RelA,Casp-8,IRF-3,IRF-7,MA VS等

(推荐)II型细胞因子及其受体研究进展

II型细胞因子及其受体研究进展 目前已经发现的细胞因子有200多种,随着基因测序技术的快速发展,相信会有更多的因子被发现,并且随着细胞工程技术和蛋白重组技术的发展,一定会有更多的细胞因子重组蛋白被纯化制备。细胞因子功能多样,不同因子间可以相互作用,同一因子可以有不同的功能,因此,细胞因子构成了一个复杂的网络功能图。而细胞因子想要发挥作用,必须与相应的受体结合行。细胞因子与其受体结合后,会对细胞产生作用,可以刺激细胞生长增殖分化,调控机体免疫应答,为在细胞及分子水平研究某些自身免疫性疾病、肿瘤、免疫缺陷疾病的发病机理提供数据,为临床治疗和诊断提供指导依据。 细胞因子受体一般分成四个类型:Ⅰ型细胞因子受体(Type ⅠCytokine Receptor)、Ⅱ型细胞因子受体家族(Type ⅡCytokine Receptor)、TNF超家族受体以及趋化因子受体。在本文,将主要介绍Ⅱ型细胞因子及其受体的研究进展及其应用。 Ⅱ型细胞因子受体家族(Type ⅡCytokine Receptor ),也称干扰素受体家族(Interferon receptors family)。主要包含Ⅱ型白介素(IL-10,IL-19,IL-20,IL-22等)受体,Ⅰ型干扰素(IFNA,IFNB)受体和Ⅱ型干扰素(IFNG)受体。此类受体的结构特点治是在膜外区近氨基端含有四个保守半胱氨酸残基细无Trp-Ser-X-Trp-Ser序列,一般为具有高亲和力的异二聚体或多聚体。II型细胞因子受体的细胞外结构域由串联Ig样结构域组成,细胞内结构域通常与属于Janus激酶(JAK)家族的酪氨酸激酶相关。

Toll样受体的结构及免疫功能探究

Toll样受体的结构及免疫功能探究 发表时间:2011-09-06T11:23:55.560Z 来源:《中国健康月刊(学术版)》2011年第7期供稿作者:何玉林刘小双叶狄 [导读] TLR是一类从线虫到哺乳动物序列高度保守的模式识别受体。 何玉林刘小双叶狄 基金项目:贵州省遵义医学院博士启动基金 (F-332号) 作者简介:何玉林(1969-),男,甘肃天水人,副教授,博士 【摘要】Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是天然免疫系统中特异的Ⅰ型跨膜受体及病原体模式识别受体,它通过识别病原体,能立即启动先天性免疫,并能通过信号传导启动获得性免疫,在急性炎症反应、细胞信号转导和细胞凋亡中起重要作用。目前已发现TLR家族共有13个受体,分布于各个器官脏器,针对不同的病原体发挥其识别作用。该文对TLRs的结构和分布、相应配体及免疫功能等方面作简要综述。 【关键词】Toll样受体(TLRs);配体;天然免疫应答;免疫功能 【中图分类号】R441【文献标识码】A【文章编号】1005-0515(2011)07-0002-02 TLR是一类从线虫到哺乳动物序列高度保守的模式识别受体。最早的Toll基因是在研究果蝇背腹极性时发现的,因与果蝇的Toll分子高度同源而得名。后来的研究发现Toll在果蝇的天然免疫应答中扮演了重要角色。TLR通过识别外源性微生物,启动先天性免疫反应,清除侵入的病原微生物。同时活化的TLR也能激活T细胞,启动获得性免疫反应。 TLR在天然免疫方面的特殊意义及在沟通天然免疫和获得性免疫方面的桥梁作用,使生物学界和医学界对其投入了极大的热情。随后,人类和小鼠中先后克隆出多个Toll的同源蛋白,共同构成Toll受体家族。目前为止,已经鉴定了至少13种TLRs,其中TLR1TLR9是人类与老鼠共有,TLR似乎只在人类中有功能,而TLR11TLR13为小鼠所特有。 1TLRs的生物特点 1.1TLR的结构:TLRs属于Ⅰ型跨膜糖蛋白,是具有类似结构的跨膜型式识别受体(pattern recongnition receptors,PRR),由胞外区、跨膜区和胞质区组成。胞外区是由1831个串联的富含亮氨酸的重复基序(leucine-rich repeat,LRR)形成的亮氨酸结构域,空间结构如马蹄形且高度保守,其中亮氨酸在三维空间的一侧排列形成疏水界面,该区为序列多变的Ig样结构域,与宿主对感染反应的特异性有关,其空间结构的细微变化就会影响TLR对病原相关分子模式(pathogen associated molecular pattern,PAMP)的识别;跨膜区是富含半胱氨酸结构域,一般认为跨膜结构域决定了TLRs分子的亚细胞定位;胞质区和白介素受体-1受体(interleukin-1 receptor,IL-1R)家族的胞质区有高度的同源性,称为TIR(Toll/IL-1R)结构域,约200个氨基酸组成。 TLRs识别存在于各种病原体细胞表面分子,如酵母细胞壁的甘露糖以及细菌细胞壁的脂多糖、多肽糖及胞壁酸等各种成分,统称病原体相关的分子模式(PAMP). 1.2TLR的分布: 1.2.1细胞分布和亚细胞定位:TLRs是固有免疫细胞膜上的识别系统中重要组成部分,他们分布于各种组织的细胞膜上,分布十分广泛。如TLR1广泛表达于单核细胞、T和B淋巴细胞、树突状细胞(dendritic cell,DC)、多形核白细胞、NK细胞;TLR2/4/5主要分布于除T、B、NK细胞以外的免疫细胞;TLR3主要表达于未成熟的DC等。但TLR因其识别的PAMP性质不同人在细胞中有不同的分布区。 TLR1/2/4/6分布于细胞表面,并能聚集到接触微生物的吞噬体上;TLR3/7/8/9则定位在细胞内,尤其是内质网上,并用于识别核酸。 1.2.2组织分布:不同的TLR在各种组织中有不同程度的表达,其中在淋巴组织尤其是脾和外周血的白细胞中表达最强。TLR1广泛分布且表达明显,如卵巢、脾脏;TLR2在肺、心脏、脑和肌肉组织可测到TLR2mRNA的表达;TLR3主要表达于胎盘和胰腺;TLR4表达于胎盘组织等;TLR5表达与前列腺和外周血单核细胞;TLR6、TLR9广泛表达于多种细胞;TLR10主要表达于淋巴样组织和脾脏细胞。 2TLR的配体 虽然TLR家族具有相似的结构,但TLR通过识别相应的配体来激活免疫反应。不仅外来病原体的产物,而且宿主自身的某些物质也可以是不同的TLR的配体。配体包括脂多糖(LPS)、病毒蛋白F、透明质酸酶、硫酸肝素、纤维蛋白原、酵母多糖、白色念珠菌以及宿主来源的热休克蛋白60(HSP-60)、纤维连接蛋白等。TLR1能识别细菌的三酰脂肽;TLR2识别的配体包括G+细菌、分支杆菌、疏密螺旋体、酵母菌和支原体的某些成分,如脂蛋白、脂肽、脂磷壁酸、肽聚糖和酵母多糖等;TLR3构成同源二聚体或与TLR4形成异源二聚体,识别鞭毛蛋白,还可识别多聚肌苷胞苷(poly riboinosinic polyribocytidylic acid, poly I:C);TLR4形成同源二聚体,识别LPS及牛型结核杆菌胞壁的骨架、链球菌来源的脂质酸;TLR5特异识别细菌的鞭毛蛋白,有选择的识别渗透过肠上皮的细菌,并引起反应;TLR6主要识别细菌的肽聚糖和脂肽;TLR7、TLR8均能识别单链RNA病毒;TLR9主要识别细菌中非甲基化的胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸(CpG DNA);TLR11能识别来源于尿路细菌的配体。 除了同型二聚体表现出来的功能外,TLR的一些功能也来自于异型二聚体。 3TLR的免疫功能 美国免疫学家Janeway(2000年)首次提出固有免疫细胞识别模式理论,被科学家观察杂志列为2001年十大生物科学重要进展之一。固有免疫细胞膜上不表达特异性抗原受体,但他们具有模式识别受体(PRR),能直接识别并结合各种病原微生物表达的固有保守基序的分子,即PAMPS,其中TLRs是固有免疫细胞膜上最重要的模式识别受体。 天然免疫细胞借助PRR中TLR,识别各种病原微生物的相关分子模式(PAMPs)。因此,天然免疫细胞可以区分自身和非自身成分,识别PAMPs后的天然免疫细胞,迅速被活化,无需这些细胞再克隆分化增殖,此时巨噬细胞通过胞内氧依赖性杀菌系统和氧非依赖行杀菌系统,杀伤病原体。同时把一些具有免疫原性的小分子抗原肽,借助主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)提供各相应T细胞,启动获得性免疫应答,分泌多种细胞因子,参与免疫调节或杀伤肿瘤细胞等生物学功能。因此,把天然免疫和获得性免疫紧密联系起来。 尽管目前所发现的TLR家族成员种类有限,但同一细胞或不同细胞间TLRs各成员间的相互组合及不同协助蛋白共同作用,组织有效的天然免疫应答,对相对广泛的病原微生物进行特异性识别,引起一系列特异的天然免疫和获得性免疫反应,以对抗微生物感染乃至慢性炎

toll样受体信号通路

Toll 样受体(TLRs)是一个模式识别受体家族,它们在进化上高度保守,从线虫到哺乳 动物都存在TLRs,目前在哺乳动物中已发现 12 个成员[1].TLRs 主要表达于抗原递 呈细胞及一些上皮细胞,为玉型跨膜蛋白,胞外区具有富含亮氨酸的重复序列,能够 特异识别病原微生物进化中保守的抗原分子———病原相关分子模式 (pathogen-associatedmolecular patterns, PAMPs)[2].为了有效地抵抗入侵的病原体,机体需要对多种 PAMPs 产生适当的免疫应答,TLRs 可以通过识别 PAMPs 诱发抵抗病原体的免疫反应.而且 TLRs 也参与识别有害的内源性物质.TLRs 的激活可诱导很强的免疫反应,有利于机体抵抗病原体感染或组织损伤,但是过度的免疫反应也会带来不利影响,如产生内毒素休克、自身免疫性疾病等.为了保证 TLRs 介导正确的免疫应答,机体 存在精密的负调控机制,及时抑制 TLRs 信号,维持机体的免疫平衡[3]TLR 家族成员(TLR3 除外)诱导的炎症反应都经过一条经典的信号通路(图 1),该通路起始于TLRs 的一段胞内保守序列———Toll/IL-1 受体同源区(Toll/IL-1 receptor homologous region,TIR).TIR可激活胞内的信号介质———白介素 1 受体相关蛋白激酶 (IL-1R associated kinase, IRAK) IRAK-1 和IRAK-4、肿瘤坏死因子受体相关因子 6(TNFR-associated factor 6, TRAF-6)、促分裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)和 I资B激酶 (I资B kinase, I资K ),进而激活核因子资 B(nuclear factor 资B,NF-资B),诱导炎症因子的表达.TLRs 信号通路上的许多接头蛋白都具有 TIR结构域:髓系分化因子 88(myeloid differentiationfactor 88, MyD88)、MyD88- 接头蛋白相似物(MyD88-adaptor like,Mal)、含有 TIR 结构能诱导干扰 素茁的接头分子 (TIR domain-containingadaptor inducing interferon 茁,TRIF)、TRIF 相关接头分子(TRIF-related adaptor molecule,TRAM)和SARM (sterile 琢 and armadillo motif-containingprotein)[4].它们参与 TLRs 所介导的信号转导,其中 MyD88 最重要,参与了除 TLR3 外所有 TLRs介导的信号转导.MyD88 首先通过 TIR 与 TLRs 相结合,接着募集下游信号分子 IRAK-4,IRAK-4 磷酸化激活IRAK-1,随后 活化 TRAF6.活化的 TRAF6 具有泛素连接酶(E3)的活性,能够结合泛素结合酶(E2),进而泛素化降解 IKK-酌.这种泛素化降解可以活化TGF-茁激酶(TGF-茁 activated kinase 1, TAK1) 和TAK1 结合蛋白 (TAK1 binding protein, TAB1、TAB2、 TAB3).活化的 TAK1 会催化 IKK-茁磷酸化,最终激活 NF-资B,促使炎症因子的表达.除了共同的 NF-资B 激活通路,不同的 TLRs 还存在着其特有的信号通路,一些TLRs 具有募集 Mal、TRAM 和 TRIF 的作用.不同的接头分子在信号传导中发挥的作 用不同[5],TRIF 在脂多糖(LPS)激活的 TLR4 途径和 Poly(I∶C)激活的 TLR3 途径中都起到了重要的作用,而 TRAM 仅在 TLR4 的途径中发挥作用.TLRs 的激活是一把双刃剑,它可以通过刺激先天性免疫应答和提高获得性免疫反应来保护机体,但是它所引 起的持续性炎症反应也会对机体产生损伤,自身免疫、慢性炎症和感染性疾病都与它 有一定关系.例如LPS 持续刺激TLR4 就可以引起严重的败血病和感染性休克,此外,类风湿性关节炎、慢性阻塞性肺心病、结肠炎、哮喘、心肌病、狼疮和动脉粥样硬化

toll样受体及其研究进展

Toll样受体、信号通路及其免疫的研究 Toll样受体最早是在研究果蝇胚胎发育过程中发现的,它不仅是果蝇胚胎发育过程中的必需蛋白,而且在免疫应答过程中具有重要作用[1]。Toll 样受体(TLRs)是一个模式识别受体家族,它们在进化上高度保守,从线虫到哺乳动物都存在TLRs,它能识别病原微生物进化中保守分子,如脂多糖(LPs)、肽聚糖、酵母多糖以及病原微生物的核酸等等.脂多糖受体TLR4是发现的第一个TLRs,至今在动物中已经发现15种TLRs(在人体已经发现11个成员,即TLRl~TLRl0和TLRl4,小鼠不表达TLR10,但发现了TLR11—13[2],在鸡中发现了TLR15[3]。哺乳动物的TLRs同果蝇的TLRs一样,同属于I型跨膜蛋白,主要由3个功能区构成:胞外区、跨膜区和胞内区。胞外区具有富含亮氨酸的重复序列,能够特异识别病原微生物进化中保守的抗原分子——病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)[4]。为了有效地抵抗入侵的病原体,机体需要对多种PAMPs产生适当的免疫应答,TLRs可以通过识别PAMPs诱发抵抗病原体的免疫反应。而且TLRs也参与识别有害的内源性物质. 1. Toll样受体 1.1 Toll样受体的发现Toll是在昆虫中发现的一个受体蛋白,参与昆虫胚胎发育时背腹肌极性的建立。进一步研究发现,Toll胞内区与哺乳动物中自介素-1受体(IL-1R)的胞内区具有很高的同源性,下游的信号转导通路通过NF—kB样因子发挥作用。IL-1R是免疫相关分子,而且昆虫中抗微生物的多肽基因上游大多有NF—kB样因子结合位点,是否Toll蛋白也参与昆虫的天然免疫反应调控?研究证实Toll参与昆虫的抗真菌免疫.真菌感染时果蝇Toll 通路被激活,诱导大量的抗真菌肽Drosomycin,Toll的突变导致果蝇极易受到真菌的感染[1]。.哺乳动物存在Toll的同源分子,即TLRs。TLRs是一个受体家族。 1.2 TLRs分子特征TLRs为一类Ⅰ型跨膜蛋白,其细胞外区域存在由18~31个氨基酸组成的富含亮氨酸的重复单位(LRR motif)XLXXLXLXXL(X代表任何氨基酸,L为亮氨酸)每个LRR由24~29个氨基酸组成,为8折叠一环一a螺旋的结构。整个LRR结构域形成一个马蹄型的结构,参与识别各种病原体。它们的细胞外区域较长,在550~980氨基酸之间,而且同源性较差,如TLR2与TLR4细胞外区域的同源性只有24%。提示TLRs各个分子之间所结合的配体具有不同的结构、性质;但各个分子种属间的差异较小,如人和小鼠的TLR4胞外区有53%相同,而胞质区则高达83%,提示着它们是一组非常保守的分子,执行着相似的功能。TLRs的胞内区含有Toll/IL-1受体同源(Toll/IL-1 receptor homologous region, TIR), 其中包括3个保守盒(conserved boxes),参与信号转导。TIR是一个保守结构,其中的23个氨基酸的位置是固定的,所形成的三个结构域分别为这些分子的标志区域和信号介导区域。具有TIR结构域[5]分子现在发现的共有31种,如MyD88、IL-1相关蛋白激酶(IRAK)、肿瘤坏死因子受体相关因子6(TRAF6)等。 1.3 TLRs的配体(PAMP)及其特异性TLRs配体按来源可分为外源性和内源性配体。外源性配体主要来自病原微生物,是微生物进化过程中的保守成分,如细菌的脂多糖、胞壁酸、肽聚糖以及细菌和病毒的核酸等。内源性配体来自宿主细胞,如热休克蛋白、细胞外基质降解成分等等,内源性配体在机体应激或是组织损伤时释放[6,7]。TLR4识别G-菌的LPS;TLR2可识别G+菌、分枝杆菌及真菌的PAMP。TLR9识别细菌特殊序列胞嘧啶磷酸鸟(CpG-DNA);TLR5 识别细菌鞭毛蛋白。 目前对TLR生物学作用研究的焦点集中在介导对LPS的反应,而LPS的生物活性成分是脂质A。3种天然对大剂量LPS耐受的小鼠C3H/HeJ、C57BL/10ScCr、C57BL/10ScN,

第二节_膜表面受体介导的信号转导

第二节膜表面受体介导的信号转导亲水性化学信号分子: * 有神经递质、蛋白激素、生长因子等 * 它们不能直接进入细胞 只能通过膜表面的特异受体,传递信号 使靶细胞产生效应 膜表面受体主要有三类(图8-7): ①离子通道型受体(ion-channel-linked receptor) 存在于可兴奋细胞 ②G蛋白耦联型受体(G-protein-linked receptor) ③酶耦联的受体(enzyme-linked receptor) 后2类存在于大多数细胞 在信号转导的早期 表现为一系列蛋白质的逐级磷酸化 使信号逐级传送和放大。

图8-7 膜表面受体主要有3类 一、离子通道型受体 离子通道型受体(图8-8): * 离子通道的受体 即,配体门通道(ligand-gated channel) * 主要存在于神经、肌肉等,可兴奋细胞其信号分子为神经递质 * 神经递质+受体,而改变通道蛋白的构象

离子通道,开启or关闭 改变质膜的离子通透性 瞬间(1/1000秒),胞外化学信号→电信号 继而改变突触后细胞的兴奋性 * 位于细胞膜上的受体,一般4次跨膜 位于质网上的受体,一般6次跨膜 * 离子通道型受体分为 阳离子通道,如乙酰胆碱、谷氨酸、五羟色胺的受体阴离子通道,如甘氨酸&γ-氨基丁酸的受体 * 如:乙酰胆碱受体(图8-9、10)以三种构象存在2分子乙酰胆碱的结合 使通道处于开放构象 但受体处于通道开放构象状态,时限十分短暂 在几十毫微秒,又回到关闭状态 然后,乙酰胆碱与受体解离 受体恢复到初始状态 做好重新接受配体的准备

图8-8 离子通道型受体 synaptic cleft:突触间隙 图8-9 乙酰胆碱受体结构模型

肿瘤免疫及其免疫检验

肿瘤免疫及其免疫检验 一、单项选择题 1、机体抗肿瘤免疫的主要机制是 A. NK 细胞的非特异性杀瘤作用 B. 体液中非特异性免疫成分抗肿瘤作用 C.细胞免疫 D.体液免疫 E. TIL、LAK 细胞杀伤肿瘤细胞作用 2、可特异杀伤肿瘤细胞的是 A. NK 细胞 B. 巨噬细胞 C. CTL D. LAK E. γδT 细胞 3、用于主动免疫特异治疗肿瘤的物质是 A. 酵母多糖 B. 卡介苗 C. 抗独特型抗体疫苗 D. 生物导弹 E. IL-2 4、抗体抗肿瘤的机制不包括 A. CDC B. ADCC C. 调理作用 D. 抗体封闭肿瘤细胞上的某些受体 E. 封闭因子(增强抗体)的作用 5、不用于肿瘤被动免疫治疗的是 A. DNA 疫苗 B. TNF C. TIL D. 外源的免疫效应物 E. 生物导弹 6、高水平血清甲胎蛋白(AFP)见于 A. 孕妇 B. 重度嗜烟者 C. 酒精性肝硬化 D. 结肠癌切除术后病人 E. 原发性肝细胞性肝癌 7、大多数人类肿瘤抗原属于 A、胚胎抗原 B、病毒诱发的肿瘤抗原 C. 化学或物理因素诱发的肿瘤抗原 D. 细菌诱发的肿瘤抗原 E. 自发肿瘤抗原 8、可致机体对肿瘤免疫耐受的因素有 A.肿瘤特异抗原(TSA)及相关抗原(TAA)密度低 B.肿瘤细胞MHC 分子表达下调或丢失 C. 患者APC 的B7、CD40 下调 D. 上列A 和B 两项 E. 上列A、B 和C 三项 9、打破机体对肿瘤免疫耐受可用的方法是 A. 可用抗TGF-β抗体治疗 B. 对瘤细胞转染MHC 基因及B7 或CD40 基因 C.制备TSA/TAA 基因克隆重组蛋白作肿瘤多肽疫苗 D.上列A 和B 两项 E. 上列A、B 和C 三项 10、与HTLV-1 有关的疾病是 A. 成人T 细胞白血病 B. 鼻咽癌 C. 原发性肝癌 D. B 细胞淋巴瘤 E. 胰腺癌 11、关于肿瘤逃避免疫监视的机制,错误的是 A. 瘤细胞表面的转铁蛋白被封闭 B. 增强抗体 C. 瘤细胞的“漏逸” D. 宿主抗原提呈细胞功能低下 E. 某些细胞因子对机体免疫应答的抑制 12、介导补体溶解肿瘤的主要抗体是 A. IgA B. IgD C. IgE D. IgG E. IgM 13、介导ADCC 杀伤肿瘤细胞的抗体主要是 A. IgG B. IgM C. IgE D. IgA E. IgD 14、抗体抗肿瘤的机制不包括 A. 增强抗体 B. ADCC C. 调理作用 D. CDC E. 封闭肿瘤细胞上的转铁蛋白受体 15、NK 杀伤瘤细胞的机制不包括 A. ADCC B. CDC C. 诱导瘤细胞凋亡 D. 释放穿孔素 E. 释放IL-2、IFN-γ

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