2021-4-9 | 皮膚科論文
近年來(lái),TLRs在皮膚病中的作用也越來(lái)越受到關(guān)注,尤其是感染性皮膚病、過敏性皮膚病和自身免疫性皮膚病。
TLRs的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路
1.TLRs的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn):TLRs是細(xì)胞膜表面Ⅰ型跨膜蛋白,由富含亮氨酸重復(fù)序列的胞外區(qū)、單一跨膜區(qū)和胞內(nèi)區(qū)3部分組成。胞外段識(shí)別病原體及其產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)差異大,主要包括十幾至二十幾個(gè)串聯(lián)的富亮氨酸重復(fù)基序,其間有非亮氨酸重復(fù)基序(LRR)序列分隔,亮氨酸重復(fù)基序一般由24個(gè)氨基酸組成,主要是有利于促進(jìn)蛋白質(zhì)間的相互黏附,因而認(rèn)為可用來(lái)識(shí)別病原體及其產(chǎn)物。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)了許多TLR的配體,這些配體中絕大多數(shù)屬于PAMP(病原體相關(guān)分子模式),而一些非PAMP和PAMP一樣也可誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)等宿主防御反應(yīng)。當(dāng)然,不同的受體通過不同的配體激活,如TLR2主要識(shí)別肽聚糖、脂磷壁酸、脂阿拉伯甘露聚糖、脂蛋白/脂肽、細(xì)菌DNA、支原體的巨噬細(xì)胞活化脂肽,TLR3主要識(shí)別雙鏈RNA,TLR4主要識(shí)別脂多糖、人類和衣原體的熱休克蛋白60,TLR5主要識(shí)別細(xì)菌鞭毛蛋白,TLR9則主要識(shí)別細(xì)菌DNA中的以甲基化胞嘧啶鳥嘌呤為基元構(gòu)成的特定核苷酸序列結(jié)構(gòu)(CpG)基序。TLRs胞內(nèi)區(qū)由羧基端長(zhǎng)短不同的短肽和與IL-1R同源的區(qū)域組成,被稱為Toll樣受體/IL-1同源結(jié)構(gòu)域(Toll/IL-1receptorhomolo-gousregion,TIR)[6],最近發(fā)現(xiàn)IL-18受體亦具類似胞內(nèi)段結(jié)構(gòu),胞內(nèi)區(qū)是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的核心元件。TLRs主要分布于淋巴組織、白細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞等細(xì)胞表面,不同的TLRs在非淋巴組織也有不同程度的表達(dá)。TLRs精細(xì)的結(jié)構(gòu)與廣泛的表達(dá)是其發(fā)揮生物學(xué)作用的必要條件。
2.TLRs的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路:目前研究發(fā)現(xiàn),TLRs的胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑至少有兩條[7],髓樣分化因子MyD88(myeloiddifferentiationfactor88,MyD88)依賴途徑;TLRs介導(dǎo)的主要是經(jīng)過MyD88轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號(hào)途徑,稱MyD88依賴途徑,其他則稱作MyD88非依賴途徑。目前研究較多的是MyD88依賴途徑,PAMPs作用于TLRs,信號(hào)經(jīng)胞內(nèi)段的TIR結(jié)構(gòu)域與MyDB8結(jié)合,MyD88進(jìn)一步與IL-1受體相關(guān)激酶(IRAK)的死亡結(jié)構(gòu)域作用,磷酸化的受體相關(guān)激酶與另一接轉(zhuǎn)蛋白腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TRAF6)形成復(fù)合物;TRAF6通過接轉(zhuǎn)蛋白TAB激活激酶TAK-1,進(jìn)而作用于κB與核因子κB(NF-κB),NF-κB的激活可導(dǎo)致若干促炎細(xì)胞因子的合成與釋放。TRAF6還可通過另一途徑,作用于MAP激酶MEKK-1(mitogenandextracellularkinasekinase-1,MEKK-1),經(jīng)p38激活Jun/Fos,最終均可激活免疫應(yīng)答基因[8,9]。非MyD88依賴途徑銜接的蛋白包括TRIF(TIR-domaincontainingadaptorinducingIFN-β)和TRAM(TRIF-relatedadaptormolecul),TRIF是TLR3和TLR4信號(hào)傳導(dǎo)所必需的銜接蛋白,能誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子和干擾素調(diào)節(jié)因子3(IRF-3),以及隨后樹突狀細(xì)胞的成熟和活化[10,11]。MyD88依賴途徑中主要涉及TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7及TLR9等。而TLR3和TLR4介導(dǎo)的干擾素調(diào)節(jié)因子3的活化主要是通過MyD88非依賴性的方式。
TLRs在皮膚病中的作用
1.感染性皮膚病
1)細(xì)菌感染性皮膚病當(dāng)外界病原微生物如革蘭陽(yáng)性菌、革蘭陰性菌等通過皮膚侵襲入機(jī)體時(shí),皮膚中的單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等通過其表面表達(dá)的TLRs與病原體的PAMP結(jié)合刺激后,合成并釋放IL-1、IL-6、IL-8、IL-2、TNF-α、IFN-γ等大量細(xì)胞因子及抗菌肽防御素(HBD),在早期殺滅病原微生物,發(fā)揮機(jī)體的防御屏障功能。此外,TLR的活化可誘導(dǎo)一氧化氮合成酶的轉(zhuǎn)錄活性,產(chǎn)生一氧化氮,觸發(fā)胞內(nèi)殺菌機(jī)制,使細(xì)菌感染的巨噬細(xì)胞凋亡,通過細(xì)菌在入侵部位的局部死亡限制細(xì)菌的擴(kuò)散。Krutzik[12]等發(fā)現(xiàn)TLR2/1的異質(zhì)二聚體被麻風(fēng)分支桿菌激活,結(jié)核樣型麻風(fēng)患者皮損處TLR1及TLR2高表達(dá);相反瘤型麻風(fēng)皮損處TLR1和TLR2表達(dá)缺失,表明TLRs主要在結(jié)核樣型麻風(fēng)中起作用。Kang等[13]分別比較了瘤型麻風(fēng)患者、結(jié)核樣麻風(fēng)患者和正常人的TLR2構(gòu)象,發(fā)現(xiàn)結(jié)核樣麻風(fēng)患者和正常人的TLR2的構(gòu)象未發(fā)生突變,TLR2的構(gòu)象突變僅發(fā)生在瘤型麻風(fēng)患者,這提示TLR2的突變使得機(jī)體易患瘤型麻風(fēng)。并發(fā)現(xiàn)TLR2突變的瘤型麻風(fēng)患者外周血單核細(xì)胞分泌IL-2、IL-12、IFN-γ和TNF-α的能力下降,這也是瘤型麻風(fēng)細(xì)胞免疫反應(yīng)低下的原因之一。
2)病毒感染性皮膚病人漿細(xì)胞型樹突狀細(xì)胞(pDC)膜表面表達(dá)的TLR7、TLR9接受病毒PAMP刺激后,產(chǎn)生Ⅰ型干擾素(IFNα/β),Ⅰ型干擾素是抗病毒作用的重要效應(yīng)物質(zhì),Dai等[14]研究發(fā)現(xiàn),脂多糖以及單純皰疹病毒均能上調(diào)pDC的干擾素調(diào)節(jié)因子-7基因的表達(dá),并且干擾素調(diào)節(jié)因子-7基因的上調(diào)與核因子-κB的激活有關(guān)。Ash-kar[15]等發(fā)現(xiàn)將CpG-ODN(寡核苷酸)導(dǎo)入生殖道黏膜不僅能趨化大量的炎癥細(xì)胞到黏膜下,而且能抑制局部2型單純皰疹病毒的復(fù)制,表明CpG-ODN能通過TLR(TLR3、4、9)引起局部強(qiáng)烈的先天免疫并呈現(xiàn)有效的抗病毒免疫效應(yīng)。Wenzel等[16]證實(shí)咪喹莫特主要通過TLR7介導(dǎo)Ⅰ型干擾素的生成,從而發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。這些TLRs重要的生物學(xué)作用為抗病毒治療提供了一條新思路。
3)真菌感染性疾病目前,白念珠菌和曲霉菌的TLRs在固有免疫機(jī)制中的作用研究比較深入,真菌菌壁上的葡聚糖、甲殼素和多種菌壁酶等有可能是PAMP,TLR2、TLR4和TLR6與其結(jié)合,通過MyD88途徑激活巨噬細(xì)胞的核因子-κB的轉(zhuǎn)錄。近年來(lái),由念珠菌屬引起的人類皮膚黏膜感染正在逐漸升高,病情嚴(yán)重者可以累及全身各系統(tǒng)。國(guó)外已有研究證明:TLR2和TLR4在宿主抗白念珠菌機(jī)制中起重要作用,TLR2和TLR4基因敲除的鼠對(duì)白念珠菌的易感性明顯增加[17,18]。Vander等[19]研究顯示外周血單核細(xì)胞通過不同的TLRs誘導(dǎo)產(chǎn)生不同的細(xì)胞因子,白念珠菌的孢子由TLR4介導(dǎo)產(chǎn)生IFN-γ,菌絲由TLR2介導(dǎo)產(chǎn)生IL-10。這提示TLRs不僅參與真菌識(shí)別,而且白念珠菌的不同形態(tài)由不同的TLRs傳導(dǎo)炎癥信號(hào)通路,引起機(jī)體的不同反應(yīng),并推測(cè)TLR可能與白念珠菌菌絲的免疫逃逸有關(guān)。目前研究已證實(shí)TLR2和TLR4在樹突狀細(xì)胞識(shí)別曲霉過程中起到重要作用,TLR2和TLR4基因敲除的鼠對(duì)曲霉菌易感性增加,且MyD88缺陷的小鼠對(duì)曲霉菌的易感性也增強(qiáng),同時(shí)中性粒細(xì)胞的吞噬能力受損,這提示MyD88依賴性TLR途徑在曲霉菌的固有免疫中發(fā)揮著重要的作用[20]。曲霉的分生孢子可通過TLR2和TLR4刺激人單核細(xì)胞產(chǎn)生促炎性細(xì)胞因子TNF-α及IL-1的分泌,而菌絲中能通過TLR2刺激單核細(xì)胞產(chǎn)生這些細(xì)胞因子,由此推測(cè)曲霉菌絲可能通過TLR逃避固有免疫系統(tǒng)識(shí)別,而該菌體在感染中的表型轉(zhuǎn)換則可能是它的一種逃避機(jī)制[21]。