Toll样受体在哮喘中的作用研究进展

【关键词】 哮喘 Toll样受体 信号转导

　　Toll蛋白是由昆虫向脊椎动物的长期物种进化过程中保留下来的Ⅰ型跨膜蛋白。目前在哺乳动物发现的13种Toll蛋白类似物组成Toll样受体（Tolllike receptors， TLRs）家族。研究证实， TLRs是天然免疫和获得性免疫之间的桥梁［1］。支气管哮喘（哮喘）是一种多基因参与的具有遗传易感性的慢性气道炎症性疾病， 多属过敏反应性质。大量研究结果表明， TLRs在哮喘的发生发展中可能起着较为重要的作用［2］。现就Toll样受体的一般情况及其在哮喘中的功能和地位做一综述。

　　1 TLRs家族

　　1.1 TLRs的特点、 分布 TLRs由胞内区、 跨膜区及胞外区组成。胞内区是Toll同源结构域， 因与白细胞介素1 (IL1)受体胞内区的序列有同源性， 又称Toll/ IL1R (TIR)区域［3］。胞外区是富含亮氨酸的重复序列(Leucinerich repeats， LRR)。TLRs主要表达在具有免疫功能的细胞中， 多达20余种， 且其在细胞上的分布状态不是绝对的［4］。

　　1.2 TLRs成员及其配体 已知的13种TLRs中， 11种表达于人类细胞［5］。TLRs作为一种模式识别受体（patternrecognition receptors， PRRs）能够识别广泛表达于病原体的高度保守的分子结构病原相关分子模式(pathogenassociated molecular patterns， PAMPs)。已知多数TLRs存在相应的天然配体， 如TLR2识别革兰氏阳性菌的肽聚糖等， TLR3识别病毒的双股RNA（ssRNA）， TLR4主要识别革兰氏阴性菌脂多糖(LPS)， TLR9识别细菌的CpGDNA序列等。此外， 不同TLRs之间还存在形成异源二聚体的组合识别形式， 从而有助于扩大TLRs家族对PAMPs的识别范围［6］。

　　1.3 TLRs的信号转导 TLRs信号转导有多样性和特异性的特点。转导的基本过程如下， 配体＋TLRs接头蛋白激酶其他连接分子转录因子［7］。在配体作用下， 相应TLRs发生同源或异源二聚化， 选择性激活不同的信号传导途径， 诱导特异基因的表达， 使TLRs介导的免疫应答更具有针对性［8］。MyD88(Myeloid differentiation factor 88)、 MAL(MyD88 adapterlike)、 TRIF（TIR domaincontaining adapter inducing interferon IFNβ）、 TRAM(TRIFrelated adapter molecule)和SARM(sterile α and HEAT/armadillo motif protein)是已知较为重要的含TIR域的接头蛋白［3］。TLRs信号转导通路可以分为MyD88依赖性通路和MyD88非依赖性通路。前者是大多数TLRs利用的通路。TLR2和TLR4尚需MAL协助募集下游分子。TLRs结合配体后， 通过TIR域招募MyD88， MyD88再通过氨基端死亡区域的嗜同种反应募集下游IRAK家族成员， 进而激活转录因子NFκB和/或AP1， 引发促炎细胞因子基因的转录和表达， 释放细胞因子， 产生不同的生物学效应。后者是TLR3惟一能利用的信号通路， 直接借助TRIF起作用。TLR4也可以利用这条通路， 通过TRAM同TRIF相连。虽然TRIF能够引起NFκB的晚期低水平活化， 但其主要生理学活性有赖于转录因子IRF（IFNregulated factor）3［8］。

　　2 TLRs在哮喘中的功能和地位
　　
　　TLRs广泛分布在参与哮喘发病的免疫细胞上， 依赖胚系基因编码的保守序列参与宿主防御、 调节免疫和诱导耐受， 与哮喘的发生发展密切相关。

　　2.1 宿主防御 TLRs通过LRR区执行识别PMAPs的功能， 可介导过敏原诱发的哮喘［8］。呼吸道感染是促使哮喘发病的重要因素， 其中病毒感染最为常见。成人中以鼻病毒感染为主， 而婴幼儿中则以RSV感染居多。流行病学调查数据提示， 婴幼儿时期所观测到的RSV感染引发的有害反应与儿童期哮喘相关［9］。最近的研究结果表明人类TLR4的基因多态性与罹患严重RSV感染的易感性及RSV感染对肺功能造成的长期影响有关［10］。利用TLR3缺陷鼠的实验结果显示， RSV感染可以建立一个最终导致IL13上调和黏液分泌过多的肺部免疫环境［11］。然而， 现有的实验结果并非完全一致。Redecke等［12］指出TLR2激活能够加剧实验性哮喘， 而Velasco等［13］的结论是TLR2能够缓解哮喘小鼠的过敏性气道炎症。

　　2.2 免疫调节 哮喘的发生发展伴随着明显的免疫失调， 其中Th3功能相对亢进是哮喘发病的重要原因。TLRs的配体通过可以TLRs信号通路激活天然免疫， 而TLRs通路同时也是诱导T细胞分化的关键元素。TLRs介导的免疫激活作用使机体产生多种细胞因子， 可以促进Th0细胞向Th1细胞分化， 不易诱发哮喘［14］。在MyD88缺陷的小鼠， TLRs介导信号通路的缺失会导致Th3型免疫反应。有证据表明， 首次抗原接触前依赖于TLR4的信号通路可以通过非抗原特异性的途径对随后机体易的致敏性起到保护作用， 这样的作用可能是通过诱导Th1型免疫反应实现的［15］。这些都提示， TLRs的表达量或其活性变化均可影响过敏性疾病的发生发展。
　　
　　然而， 哮喘发病不能以单纯的Th1/ Th3失衡解释， 调节性T细胞在哮喘等过敏性疾病的发生中起着关键作用。事实上， 调节性T细胞分泌的抗炎介质（TGFβ、 IL10）， 能够下调免疫反应， 故可以作为机体内生的“灭火器”， 同时抑制Th1和Th3型免疫， 遏阻过敏反应的发生［16］。TLR2和TLR4可表达于CD4+CD25+调节性T细胞并对其直接发挥激活作用。随着对TLRs通过调节性T细胞发挥免疫调节作用了解的深入， 也有人更倾向通过TGFβ/IL10防治哮喘。

　　2.3 诱导耐受 TLRs可以通过抑制性调节机制和负调控信号传导通路达到诱导耐受的目的。长期暴露于痕量的微生物成分如LPS， 导致对随后由LPS激发的免疫应答严重低下， 可产生LPS耐受。细胞因子信号传导抑制因子(suppressor of cytokine signalling， SOCS)1缺陷的小鼠对LPS诱发的内毒素性休克高度敏感， 表现出不完全的LPS耐受［6］。流行病学数据显示， 接触LPS和其他细菌产物可以对哮喘的形成及其严重程度产生影响。在生命早期接触过敏原的儿童， 针对被褥中内毒素产生的获得性免疫力明显下调， 使哮喘和其他过敏性疾病的发生率降低［17］。

　　3 结语
　　
　　支气管哮喘是全球关注的健康问题。常规方法治疗仍有部分患者不易或不能缓解。对TLRs信号通路及其家族中各个成员间功能联系的深入研究为进一步阐明哮喘的发病机制、 探索更为安全有效的治疗手段提供了新的思路。目前TLRs刺激的程度及其激活后诱导产生的细胞因子的类型都是研究的热点［15］。已有数种TLR9的激动剂在小鼠及猴的实验中提示对哮喘有治疗作用， 有些已经投入临床试验， 并表现出良好的治疗效果［18］。对其他TLRs的研究也显示出令人鼓舞的结果。TLR7的人工合成配体S28463能够缓解过敏性气道炎症［19］， TLR4的激动剂能够减少过敏性炎症的发生［6］。尽管对TLR2的作用还存在争议， 也有报道显示， TLR2的激动剂能够发挥与TLR4相同的效应［13］。以TLRs及其信号途径作为靶点治疗和干预哮喘具有光明的前景。

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