TLR在內(nèi)毒素耐受中的作用及今后的研究方向啟示
一、TLR在內(nèi)毒素耐受中的作用
C3H/HeJ和C57BL/ScCr小鼠品系對內(nèi)毒素天然耐受，其機制是TLR4發(fā)生了突變。而在人為誘導的內(nèi)毒素耐受的巨噬細胞中，表現(xiàn)為TLR4表達的下調(diào)，這表現(xiàn)了宿主的一種適應性的變化。人的TLR4突變同樣也可導致內(nèi)毒素耐受。
二、TLR的未來研究方向
TLR使機體天然免疫和獲得性免疫之間架起一座橋梁，協(xié)調(diào)夭然免疫和獲得性免疫，以共同抵抗病原微生物或病變壞死組織等。TLR主要參與天然免疫﹐以模式識別方式激活免疫應答。先天免疫識別由胚系編碼受體所介導，這些受體不僅識別與微生物病原體結(jié)合的保守分子模式，而且與信號轉(zhuǎn)導途徑發(fā)生偶聯(lián)，控制著許多可誘導的免疫反應基因的表達。
TLR和核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號轉(zhuǎn)導途徑廣泛存在于哺乳類、昆蟲類和植物類中，代表著最古老的宿主防御系統(tǒng)。哺乳類的B細胞所特有的Toll樣受體蛋白RP105胞外LRR結(jié)構(gòu)域與人類Toll受體LRR非常相似，被認為與進化有關。LPS激活B細胞是通過RP105和TLR4協(xié)調(diào)作用激活轉(zhuǎn)錄因子（在B細胞中TLR4為低量表達），RP105與TLR有高度相似性。獲得性免疫是機體與抗原接觸所產(chǎn)生的免疫力（包括主動體液免疫與主動細胞免疫），是經(jīng)過基因重排后表達高度特異性受體介導免疫應答。由先天免疫分泌協(xié)同刺激分子和細胞因子調(diào)節(jié)獲得性免疫。
內(nèi)毒素也能通過先天免疫刺激機體產(chǎn)生獲得性免疫，如分泌抗LPS 抗體、細胞因子、黏附分子，E-選擇素、組織因子等。LPSBLP、肽多糖、胞壁酸等微生物產(chǎn)物進入機體后﹐刺激機體免疫產(chǎn)生保護效應，但過多細胞因子也帶來不利影響，如出現(xiàn)發(fā)熱，DIC、休克、多器官功能衰竭等。
TLR2也是機體感知病原體和抗感染必不可少的，人類TLR2可能在抗微生物感染中起著關鍵性作用。細菌脂蛋白、肽多糖、胞壁酸等分子通過TLR2進行信號轉(zhuǎn)導，不同病原體的分子致病途徑不一樣，BLP通過TLR2途徑使細胞激活和凋亡，而TLR4不能轉(zhuǎn)導BLP信號。胞壁酸也是通過TLR2進行信號轉(zhuǎn)導發(fā)揮毒性效應。這表明不同的TLR成員具有某些相同功能和不同作用。
當機體自身組織或細胞出現(xiàn)病變時，可出現(xiàn)TLR內(nèi)源性配體，誘導免疫反應。當機體處于應急狀態(tài)時，可誘導熱休克蛋白表達，并作為TLR的配體，誘發(fā)免疫反應。在發(fā)生免疫紊亂性疾病如糖尿病時，可以誘導TLR等應答。目前認為自身免疫反應也與TLR受體的識別和激活中所產(chǎn)生的過量的細胞因子相關。
病原體之所以可逃避宿主的免疫，是由于干擾了TLR的信號轉(zhuǎn)導作用，減少了細胞因子和輔助因子的分泌，如天花病毒編碼的A46R和A52R蛋白可阻止TLR信號轉(zhuǎn)導而致病。若使用A46R等類似物處理內(nèi)毒素血癥，可以減輕內(nèi)毒素血癥的毒性反應。
隨著基因工程的進一步深入，會有更多的TLR家族成員被發(fā)現(xiàn)。目前認為TLR不存在豐余現(xiàn)象，可能不同的配體有不同的TLR對其進行更精確地識別。TLR的空間結(jié)構(gòu)如何識別病原體還有待闡明。在TLR信號轉(zhuǎn)導中，應有MD-2類似物存在，即MD-2也應該存在家族現(xiàn)象，TLR下游分子也應該有更多的同源體，如IRAK，TRAF，IKK等。
通過轉(zhuǎn)染過量Tollip 到細胞內(nèi)，可以抑制NF-κB的活化。轉(zhuǎn)染Tollip質(zhì)粒到機體單核細胞內(nèi)，是否可減輕內(nèi)毒素血癥所造成的損害還有待實驗證實。
有報道TLR2內(nèi)化到巨噬細胞的吞噬體，可誘導細胞因子產(chǎn)生。但目前認為，TLR2并不是LPS的受體，因此不能夠確定TLR2內(nèi)化與LPS的信號效應是否有關。現(xiàn)在尚無TLR4和LPS同時進行標記的內(nèi)化報道。關于阻止TLR或LPS其中之一物質(zhì)內(nèi)化對細胞因子的誘導有何影響以及TLR發(fā)生內(nèi)化是否可以引起受體數(shù)目減少或繼續(xù)參與受體
再循環(huán)，尚無文獻報道。
對TLR的立體化學結(jié)構(gòu)需要進行X線衍射分析，所得到的空間結(jié)構(gòu)圖，有利于了解LPS如何同TLR發(fā)生構(gòu)象結(jié)合，并闡明其效應機制（圖6-1），解釋不同的空間結(jié)構(gòu)對生物效應的影響，如：錐體型立體結(jié)構(gòu)的LPS能夠有限發(fā)生效應，而圓柱性立體結(jié)構(gòu)的LPS則發(fā)生拮抗效應。
Beutler最近報道，抗TLR4氨基末端部分特異性多克隆抗體并不能拮抗LPS的效應，相反具有較低的擬內(nèi)毒素（endotoxin-mimetic effect）活性，因此認為TLR4 不一定要求LPS同其結(jié)合才發(fā)揮效應，相反TLR4具有自身激活的特性，只要其細胞外結(jié)構(gòu)的構(gòu)象改變，即能誘使TLR4 發(fā)生二聚化或多聚化，并使其胞質(zhì)的構(gòu)象改變。一般認為TLR4是LPS反應的必需的信號轉(zhuǎn)導分子，但TLR4可以獨立發(fā)揮作用，不依賴于LPS；LPS 作用不需要內(nèi)化，也不需要結(jié)合到細胞內(nèi)的次級靶位才發(fā)揮效應。
C3H/HeJ和C57BL/ScCr小鼠品系對內(nèi)毒素天然耐受，其機制是TLR4發(fā)生了突變。而在人為誘導的內(nèi)毒素耐受的巨噬細胞中，表現(xiàn)為TLR4表達的下調(diào)，這表現(xiàn)了宿主的一種適應性的變化。人的TLR4突變同樣也可導致內(nèi)毒素耐受。
二、TLR的未來研究方向
TLR使機體天然免疫和獲得性免疫之間架起一座橋梁，協(xié)調(diào)夭然免疫和獲得性免疫，以共同抵抗病原微生物或病變壞死組織等。TLR主要參與天然免疫﹐以模式識別方式激活免疫應答。先天免疫識別由胚系編碼受體所介導，這些受體不僅識別與微生物病原體結(jié)合的保守分子模式，而且與信號轉(zhuǎn)導途徑發(fā)生偶聯(lián)，控制著許多可誘導的免疫反應基因的表達。
TLR和核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）信號轉(zhuǎn)導途徑廣泛存在于哺乳類、昆蟲類和植物類中，代表著最古老的宿主防御系統(tǒng)。哺乳類的B細胞所特有的Toll樣受體蛋白RP105胞外LRR結(jié)構(gòu)域與人類Toll受體LRR非常相似，被認為與進化有關。LPS激活B細胞是通過RP105和TLR4協(xié)調(diào)作用激活轉(zhuǎn)錄因子（在B細胞中TLR4為低量表達），RP105與TLR有高度相似性。獲得性免疫是機體與抗原接觸所產(chǎn)生的免疫力（包括主動體液免疫與主動細胞免疫），是經(jīng)過基因重排后表達高度特異性受體介導免疫應答。由先天免疫分泌協(xié)同刺激分子和細胞因子調(diào)節(jié)獲得性免疫。
內(nèi)毒素也能通過先天免疫刺激機體產(chǎn)生獲得性免疫，如分泌抗LPS 抗體、細胞因子、黏附分子，E-選擇素、組織因子等。LPSBLP、肽多糖、胞壁酸等微生物產(chǎn)物進入機體后﹐刺激機體免疫產(chǎn)生保護效應，但過多細胞因子也帶來不利影響，如出現(xiàn)發(fā)熱，DIC、休克、多器官功能衰竭等。
TLR2也是機體感知病原體和抗感染必不可少的，人類TLR2可能在抗微生物感染中起著關鍵性作用。細菌脂蛋白、肽多糖、胞壁酸等分子通過TLR2進行信號轉(zhuǎn)導，不同病原體的分子致病途徑不一樣，BLP通過TLR2途徑使細胞激活和凋亡，而TLR4不能轉(zhuǎn)導BLP信號。胞壁酸也是通過TLR2進行信號轉(zhuǎn)導發(fā)揮毒性效應。這表明不同的TLR成員具有某些相同功能和不同作用。
當機體自身組織或細胞出現(xiàn)病變時，可出現(xiàn)TLR內(nèi)源性配體，誘導免疫反應。當機體處于應急狀態(tài)時，可誘導熱休克蛋白表達，并作為TLR的配體，誘發(fā)免疫反應。在發(fā)生免疫紊亂性疾病如糖尿病時，可以誘導TLR等應答。目前認為自身免疫反應也與TLR受體的識別和激活中所產(chǎn)生的過量的細胞因子相關。
病原體之所以可逃避宿主的免疫，是由于干擾了TLR的信號轉(zhuǎn)導作用，減少了細胞因子和輔助因子的分泌，如天花病毒編碼的A46R和A52R蛋白可阻止TLR信號轉(zhuǎn)導而致病。若使用A46R等類似物處理內(nèi)毒素血癥，可以減輕內(nèi)毒素血癥的毒性反應。
隨著基因工程的進一步深入，會有更多的TLR家族成員被發(fā)現(xiàn)。目前認為TLR不存在豐余現(xiàn)象，可能不同的配體有不同的TLR對其進行更精確地識別。TLR的空間結(jié)構(gòu)如何識別病原體還有待闡明。在TLR信號轉(zhuǎn)導中，應有MD-2類似物存在，即MD-2也應該存在家族現(xiàn)象，TLR下游分子也應該有更多的同源體，如IRAK，TRAF，IKK等。
通過轉(zhuǎn)染過量Tollip 到細胞內(nèi)，可以抑制NF-κB的活化。轉(zhuǎn)染Tollip質(zhì)粒到機體單核細胞內(nèi)，是否可減輕內(nèi)毒素血癥所造成的損害還有待實驗證實。
有報道TLR2內(nèi)化到巨噬細胞的吞噬體，可誘導細胞因子產(chǎn)生。但目前認為，TLR2并不是LPS的受體，因此不能夠確定TLR2內(nèi)化與LPS的信號效應是否有關。現(xiàn)在尚無TLR4和LPS同時進行標記的內(nèi)化報道。關于阻止TLR或LPS其中之一物質(zhì)內(nèi)化對細胞因子的誘導有何影響以及TLR發(fā)生內(nèi)化是否可以引起受體數(shù)目減少或繼續(xù)參與受體
再循環(huán)，尚無文獻報道。
對TLR的立體化學結(jié)構(gòu)需要進行X線衍射分析，所得到的空間結(jié)構(gòu)圖，有利于了解LPS如何同TLR發(fā)生構(gòu)象結(jié)合，并闡明其效應機制（圖6-1），解釋不同的空間結(jié)構(gòu)對生物效應的影響，如：錐體型立體結(jié)構(gòu)的LPS能夠有限發(fā)生效應，而圓柱性立體結(jié)構(gòu)的LPS則發(fā)生拮抗效應。
Beutler最近報道，抗TLR4氨基末端部分特異性多克隆抗體并不能拮抗LPS的效應，相反具有較低的擬內(nèi)毒素（endotoxin-mimetic effect）活性，因此認為TLR4 不一定要求LPS同其結(jié)合才發(fā)揮效應，相反TLR4具有自身激活的特性，只要其細胞外結(jié)構(gòu)的構(gòu)象改變，即能誘使TLR4 發(fā)生二聚化或多聚化，并使其胞質(zhì)的構(gòu)象改變。一般認為TLR4是LPS反應的必需的信號轉(zhuǎn)導分子，但TLR4可以獨立發(fā)揮作用，不依賴于LPS；LPS 作用不需要內(nèi)化，也不需要結(jié)合到細胞內(nèi)的次級靶位才發(fā)揮效應。
利用TLR等受體拮抗劑，或干預信號轉(zhuǎn)導某個中間環(huán)節(jié)（圖6-2），阻止其信號下傳，是今后內(nèi)毒素血癥治療研究的方向，如通過MyD88等顯性失活（dominant negative），或在胞質(zhì)區(qū)人為結(jié)合TLR的D-D區(qū)，使MyD88無法募集到TLR的D-D上，或通過防止IRAK發(fā)生自身磷酸化等來實現(xiàn)。
標簽：
內(nèi)毒素
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