《toll样受体介导信号通路与类风湿关节炎关系的研究进展》由会员分享，可在线阅读，更多相关《toll样受体介导信号通路与类风湿关节炎关系的研究进展（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、TOLL 样受体介导信号通路与类风湿关节炎关系的研究进展 晋小荣 朱苗苗 高永翔 张宇宏 成都中医药大学 关键词： TLRs; 信号通路; 类风湿关节炎; 综述, 学术性; 作者简介：晋小荣, 女, 2014 级硕士研究生, 研究方向:超敏反应基础与应用的研究作者简介：高永翔, 男, 教授, 研究方向:超敏反应基础与应用的研究收稿日期：2016-11-07基金：国家自然科学基金资助项目 (编号:81173627) Received： 2016-11-07类风湿关节炎 (Rheumatoid Arthritis, RA) 是一种常见的以关节滑膜慢性炎症及血管翳形成为病理特征的慢性自身免疫功能障碍
2、性疾病, 临床表现以多关节疼痛、肿胀及活动障碍为主, 常伴有关节外多系统的损伤, 其病因未明, 发病机制尚未完全清楚。机体在天然免疫过程中识别特定病原体相关的分子模式 (PAMPs) 需要依赖于一组模式识别受体 (PRRs) , 作为 PRRs 中一种, TLRs 是连接固有免疫与获得性免疫的桥梁1-3, 通过识别不同病原微生物上的保守序列 PAMPs 激活先天免疫系统, 产生亲炎症细胞因子, 活化树突状细胞 (DCs) , 从而启动后天免疫系统。近年来研究发现 TLRs 介导的信号通路与自身免疫性疾病密切相关。本文将通过TLRs 的结构、分布及配体、信号传导通路介绍其对 RA 的影响。1 T
3、LRs 的结构TLRs 是白介素-1 受体 (IL-1R) 的超家族成员之一, 是由胞外区、跨膜区和胞内区 3 部分组成的一种型跨膜蛋白受体。胞外区富由不同数量的亮氨酸重复序列 LRR 组成的不同结构域以识别相关受体。胞内区因与 IL-1 受体的胞内段有很高的同源性, 故称为 TIR 结构域, 其具有嗜同性相互作用, 可借此来募集下游含有 TIR 的信号分子, 组成信号复合体。目前发现 TLRs 有 13 种4, 存在人体内的 TLRs 有 TLR1TLR102,4,5,6, 其中TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR10 在细胞膜上表达, 其他的 TLRs (TLR3、TL
4、R7、TLR8、TLR9) 主要存在于细胞核内。2 TLRs 的分布及配体TLRs 作为 PRRs 中的一种, 在人体内分布比较广泛, 而不同的 TLRs 在体内分布的部位存在差异性。TLRs 识别的配体也不尽相同, 根据来源不同可分为内源性配体与外源性配体。内源性配体来自宿主细胞, 多为机体在应激或损伤时释放的物质, 如硫酸肝素的多糖、热休克蛋白 (Hsp) 、细胞外基质的降解成分等, 而外源性配体主要来自病原微生物, 多为微生物进化过程中的保守成分, 如脂多糖 (LPS) 、鞭毛蛋白及细菌、病毒的核酸等成分。3 TLRs 的信号启动及传导TLRs 是以二聚体形式结合配体启动信号, 其中 T
5、LR3、TLR4、TLR5、TLR9 是以同源二聚体的形式结合, TLR4 是较为特殊的 TLRs, 必须与 MD-2 相连接后方可与配体结合启动信号通路7。有的则以异源二聚体形式与配体结合, 如 TLR2可与 TLR1、TLR6 或 TLR10 结合 (TLR1/TLR2 二聚体可识别三酰脂肽、TLR2/TLR6 二聚体可识别二酰脂肽, TLR2/TLR10 二聚体的配体尚不清楚) , TLR7 与 TLR8 结合。TLRs 识别配体后, 可将信号传递给细胞内的四个接头分子:髓样分化因子 88 (My D88) 、My D88 样接头蛋白 (Mal) 、Toll 样受体相关的干扰素活化子 (
6、TRIF) 、Toll 样受体相关的分子 (TRAM) 。四个接头分子进一步募集下游的 IL-1 相关蛋白激酶 (IRAKs) 、 转化生长因子激活的蛋白激酶 (TAK1) 、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 AP-1、IRFs 等信号分子。TLRs 通过 My D88 依赖和 My D88 非依赖 (即 TRIF 依赖) 两条通路向下游传导信号。4 RA 的发病机制RA 是一种多因素介导的自身免疫性疾病, 其发病机制尚不清楚, 目前认为 RA是由 T 细胞的异常活化引起的免疫功能紊乱, T 细胞的活化异常导致 Th
7、1/Th2失衡、Th17/Treg 失衡, 使促炎因子与抑炎因子失衡, 引起滑膜炎症、关节破坏等症状8-9。4.1 Th1/Th2 失衡Th1 细胞主要分泌 IL-2, IFN-、TNF-、IL-17, 它主要介导细胞免疫应答和细胞毒作用及迟发型超敏反应, 激活单核细胞, 活化巨噬细胞, 引起前炎症性细胞因子的产生, 在抗感染、器官移植排斥反应和自身免疫病的发生中起重要作用。Th2 细胞产生 IL-4、IL-5、IL-10 和 IL-13, 它主要介导体液免疫, 产生Ig E, 激活嗜酸性粒细胞, 灭活单核细胞, 引起抗炎细胞因子如 IL-10 的产生, 在过敏反应中起主导作用。T 细胞活化导
8、致炎性细胞因子分泌增多, 炎性细胞浸润, 滑膜炎症的恶性循环形成。抗原激活的 CD4+T 细胞可刺激单核细胞、巨噬细胞、滑膜成纤维细胞分泌产生 IL-1、IL-6、TNF- 细胞因子, 活化的CD4T 细胞液可以通过刺激 B 细胞产生类风湿因子等免疫球蛋白, 这些活化的巨噬细胞、单核细胞、成纤维细胞以及它们的产物可以刺激血管发生, 导致血管翳的形成, 滑膜中的内皮细胞在炎性因子作用下, 表达黏附因子, 导致炎性细胞向关节处聚集。大量的炎症因子沉积于关节滑膜组织中, 促使滑膜出现慢性炎症状态, 进一步破坏关节软骨, 造成关节病变甚至畸形, 这种正反馈是 RA 局部或全身炎症持续存在的重要机制。4
9、.2 Th17/Treg 失衡Th17 细胞是一种由 IL-6 和 TGF- 共同诱导 Th 细胞分化而成 CD4T 细胞亚群, 具有较强的促炎作用。因 Th 细胞亚群能够特异性地产生 IL-17, 在 2005 年首次被 Harrington 等10和 Park 等11命名为“Th17 细胞”。Th17 细胞分泌的主要细胞因子 IL-17 是一种重要的炎症介质12, 通过诱导其他炎症细胞因子如 IL-6、TNF- 以及趋化因子的表达, 参与多种自身免疫性疾病13。其在RA 病程中介导炎症细胞到关节局部浸润并造成组织损伤, 发挥致炎性作用。Treg 细胞是一群具有免疫调节功能的 T 细胞亚群,
10、 其通过释放 IL-10、TGF-抑制 T 细胞及 APCs 的功能, 降低炎性细胞因子的产生及抗体分泌而发挥免疫效应。Hill JA14研究表明, Treg 数量减少或功能异常均可导致自身免疫性疾病的发生。Eukyeong 等15研究 Treg 缺乏的 K/Bx N 鼠, 发现其关节的炎症进展加快, 外周淋巴器官和滑膜组织的自身反应性 T 细胞明显增多, 证明 Treg 与关节炎发展密切相关。Niu 等16研究表明 RA 患者外周血 Th17 细胞比率的增加和 Treg 细胞比率的降低所致的 Th17/Treg 细胞比率失衡, 可能在 RA 的发生发展中起重要作用。以上研究均说明 Treg
11、细胞的抑炎作用与 Th17 细胞的促炎作用在 RA 发病过程中发挥着重要作用。5 RA 与 TLRs 的关系RA 关节病变是以滑膜细胞活化为主, 但滑膜细胞异常激活机制尚未清楚。有研究发现 RA 患者外周血中 TLR2、TLR4 均高于正常水平。故考虑 RA 可能与 TLRs活化有关。为验证该发现, Deng 等17、liu 等18和 Zare 等19分别在动物体内注入肽聚糖、Cp G DNA 或 dsRNA 等 TLR 配体, 均引发动物关节炎, 证明TLRs 的外源性配体可诱发关节炎。人们试图在 RA 患者的骨关节中寻找细菌或病毒等 TLRs 的外源性配体, 意外发现纤维蛋白原、透明质酸、
12、HMGB1 等内源性配体。此外, Roelofs 等20在 RA 关节中发现 TLR4 的配体 Hsp B8 是高表达。考虑 TLRs 的一些内源性配体与 RA 发生有关。Brentano21研究发现坏死的滑膜细胞释放 dsRNA 可激活滑膜成纤维细胞的 TLR3。Seibl22、Radstake23、Roelofs24和 Pierer 等25研究发现 RA 患者滑膜中发现 TLR2、3、4 和 7, 被认为是调节和刺激滑膜成纤维细胞与 TLR 配体导致促炎细胞因子和趋化因子的表达。Abdollahi-Roodsaz 等26通过研究 IL-1R 拮抗剂缺陷 (IL-1rn) 的小鼠自发关节炎模
13、型发现, 无菌 IL-1rn 小鼠不出现自发性关节炎, 令人惊讶的是 TLR2 配体免疫的 IL-1rn 小鼠会引起更严重的关节病变, TLR4 免疫的 IL-1rn小鼠对关节具有保护作用, TLR9 免疫的 IL-1rn 小鼠对病程没有影响) 。这些研究表明, TLR2 在 RA 中可能有保护作用, 而 TLR4 似乎是有害的。另外, Vanags 等27通过 Chaperonin 10 抑制剂 (Chaperonin 10 为 TLR2 和 TLR4 信号通过阻断内源性配体 Hsp60) 治疗 RA 患者, 结果 65%的患者症状显著改善 (15/23 例) 。除此之外, 有研究发现羟氯喹
14、用于治疗 RA, 其机制可能是抑制酸化的核内体, 从而阻断位于核内体的 (TLR3, 7, 8, 9) 信号28。以上研究均证明 TLRs 与 RA 发病有密切关系。6 小结RA 是由 Th1/Th2 失衡、Th17/Treg 所致的免疫功能紊乱引起。T 细胞从初始状态被活化和分化为效应性 T 细胞需要 3 种信号的刺激, 信号 1 来源于 T 细胞受体 (TCR) 对 MHC-抗原肽复合物的识别, 但是单独的第一信号会使 T 细胞进入无能状态或失活, 从而引起免疫耐受。信号 2 指的是协同刺激信号, 它可以与信号 1 一同促使 T 细胞克隆增值、分化成效应 T 细胞并产生记忆效应, 从而引起
15、免疫应答。信号 2 通常指 T 细胞表面的 CD28 与 CD80/CD86 的结合, 同时也指由很多受体提供的引起正向或负向免疫应答的协同刺激信号。信号 3 指来源于抗原化初始 T 细胞, 诱导免疫应答的功能。所谓的成熟状态不仅仅是对提呈细胞 (APC) 决定 T 细胞向效应 T 细胞分化的信号。作为一个专职的 APC, 刺激和调控 T 细胞的活化是 DCs 的主要功能, 成熟 DCs 可为 T 细胞充分提供上述 3 种信号促进其活化, 这也是 DCs 参与 RA 发病的主要机制。TLRs 在固有免疫中与获得性免疫中均发挥重要作用29-30, 其主要是通过 DCs来调节获得性免疫。DCs 是
16、唯一可以激活初 T 细胞的 APC。PAMP 通过结合 APC上的 PRR 导致炎性细胞因子的释放, 因此 TLRs 通过识别抗原活化 DCs 过程具有关键作用, 不同的 TLRs 在 RA 中的具体作用不同, 并且相互影响, 刺激 DCs 成熟, 活化 T 细胞, 诱导 Th1/Th17 反应, 介导炎症的发生。其可能的一种发生过程为:位于 DCs 表面的 TLRs 在接受到 PAMP 刺激后, 不同的 TLRs 家族成员与相对应的转接蛋白相互作用, 利用 My D88 依赖和 TRIF 依赖两种方式, 诱导 DCs活化, 并通过 NF-B 或 MAPK 信号通路, 活化下游转录因子, ATF-2、AP-1 等, 进一步上调 IL-1、IL-6、IL-8、IL-12、TNF- 等炎症细胞因子的表达, 其激活后又加快刺激 DCs 的成熟, 成熟后的 DCs 通过上调共刺激分子、黏附分子、MHC、整合以及 HLA-DR 等, 促进 T 细
