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Toll样受体的研究进展

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Toll样受体的研究进展

何凤莲张妍蓓

【摘要】Toll样受体(TLR)是新近发现的存在于哺乳动物细胞表面,在天然免疫中发挥重要作用的一种细胞跨膜蛋白受体,亦是病原模式识别受体之一。目前,已克隆的TLRs成员有11个即TLRl~TLRll。本文就TLR家族的研究进展作一综述:

【关键词1Toll样受体;信号转导;配体

Toll样受体最早是在研究果蝇的胚胎发育中发现的,属于I型跨膜蛋白受体,称为Toll受体。它们不仅是果蝇胚胎发育过程中的必须成分蛋白,而且在果蝇的抗真菌和抗细菌感染中起重要作用,因为果蝇不具有获得性免疫系统。Medzhitor等口]首次鉴定出与果蝇同源的第一个人类细胞表面的Toll样蛋白,并命名为TLR(Toll-likereceptor)即现在的TLR4。迄今为止人类TLR家族至少包括有11个成员[2],主要表达在单核细胞和树突状细胞。由于TLR能识别病原微生物,在病原体入侵机体的早期即可通过其介导的信号转导途径引起相关基因的表达,这些基因产物就可启动和调节天然免疫,并诱导获得性免疫的产生。

1TLRs的组成和结构

哺乳动物的TLRs同果蝇的Toll蛋白一样,亦属于I型跨膜蛋白受体,主要由三个功能区构成:胞外区、跨膜区和胞内区。胞外区含有18"--31个富含亮氨酸的重复序列(1eucine—richrepeats,LRR),其特征是亮氨酸间隔分布于几个固定位点,这种结构可加强蛋白质之间的黏连,有利于LRR参与对病原微生物或其产物的特征性识别。研究还发现TLR家族成员的胞外区间同源性较差,如TLR2和TLR4胞外区的同源序列仅为24%,提示不同的TLR成员与不同的配体结合,亦即表示LRR具有决定TLRs与配体结合部位的特异性。TLR的胞内区与人白介素一I受体(IL—IR)胞内区结构相似,故称为TIR结构域(Toll/IL-IRdomain,TIR),由Toll同源结构域和分子羧基端长短不同的短尾肽组成。TIR结构负责向下游进行信号转导,它是TLR和IL-IR向下游转导信号的核心元件,其关键位点的突变或序列缺失会阻断信号下传。

2TLRs的表达和调节

作者单位:230032合肥,安徽医科大学第一附属医院干部呼吸内科

迄今,在已鉴定的11种哺乳动物的TLRs中有9种人TLR基因已被鉴定出来,它们分别定位于不同的染色体上。TLRl和TLR6定位于人染色体4q14上,TLR2定位于人染色体4q32上,TLR3定位于人染色体4q35上,TLR4定位于人染色体9q3e-q33上,TLR5定位于染色体lq33一一q42上,TLR7和TLR8定位于染色体xp22上,以及TLR9定位于人染色体3p21‘3上。TLRs分布的细胞达20多种,其中TLRl分布于各种免疫细胞如单核细胞、中性粒细胞、T细胞、B细胞、NK细胞等;TLR2、TLR4和TLR5主要分布于除T细胞、B细胞、NK细胞以外的免疫细胞。最近研究表明胰岛内分泌细胞中也有TLR2和TLR4的表达[23;TLR3只特异性地表达于树突状细胞(dendriticcells,DC),TLR6~9广泛表达于多种细胞,TLRl0主要表达于淋巴样组织和脾脏细胞[3],TLRll主要表达于膀胱上皮细胞[2q]。

正常血管内皮细胞优先表达TLR4,只表达微量的TLR2,但在革兰氏阴性菌(G一)的脂多糖(LPS)及炎症介质作用下使TLR4和TLR2表达都上调,TLR9在LPS作用下明显上调。有研究发现单核细胞分化为未成熟树突状细胞后,TLRl、TLR2、TLR4和TLR5表达都下调,而TLR3和髓样分化蛋白一2(MD2)表达都明显升高;当用LPS或TNF-a诱导未成熟树突状细胞时,大多数TLRs表达出现短暂增加,但随后几乎完全消失,说明TLRs的表达具有组织细胞特异性。Latz等口1研究发现MD2与TLR2或TLR4共转染时,MD2能促使TLR2和TLR4表达。另有报道LPS刺激可引起细胞表面TLR2-MD2表达减少,而用胞壁肽聚糖(PGN)和IL—IB可分别通过TLR2和IL—IR发挥作用,不会影响TLR4一MD2表达。

3TLRs的配体

TLRs是先天性免疫模式识别受体(pattern

recognitionreceptor,PRR)之一,TLR是通过识别病原微生物及其细胞壁产物均具有的特殊结构即病

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