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Toll样受体信号转导通路简介

 生物_医药_科研 2019-05-21

TLRs(Toll-like Receptors)属于固有免疫病原模式识别受体,可以识别入侵机体的病原微生物的蛋白质、核酸和脂类及其在反应过程中合成的中间产物和代谢产物,如革兰阴性细菌的脂多糖(LPS)、革兰阳性菌的肽多糖和病毒的双链RNA等,这些都是属于分子结构高度保守的PAMP(Pathogen-associated molecular pattern,病原相关分子模式)。TLR通过对PAMP的识别,快速激活包括接头蛋白、信号复合体和转录因子复合体负责的细胞内信号级联反应,最终导致机体产生促炎性细胞因子、抗炎症细胞因子及趋化因子。TLR通过不同的识别途径活化多种免疫细胞,启动非特异性免疫应答并激起适应性免疫应答以清除病原体。它们是抵御病原体入侵的第一道防线,在炎症、免疫细胞调控、存活和增殖方面发挥着关键作用。

TLR的结构和分子特征

目前为止,已经在哺乳动物中发现的TLR有13种,其中TLR1-9为人、大鼠和小鼠共有,TLR10存在于人类、大鼠和负鼠,TLR11存在于小鼠。TLR属于I型跨膜蛋白,可分为胞膜外区、跨膜区和胞内区三部分。TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR10和TLR11位于细胞膜上,TLR3、TLR7、TLR8和TLR9位于细胞内的细胞器膜上。

TLR的信号转导通路

TLR家族的信号转导方式主要有两种:一种是髓样分化因子88(MyD88)依赖型TLR信号转导通路;另一种是MyD88非依赖型/TRIF(IFN-β)依赖型信号转导通路。MyD88是TLR信号转导通路中的一个关键的接头蛋白,除TLR3以外,在所有的TLR的信号通路中起作用。

MyD88依赖型TLR信号转导通路

TLR信号转导通路的激活来源于细胞浆Toll/IL-1受体(TIR)的结构域,该结构域与TIR结构域包含的接头蛋白MyD88发生相互作用。经过配体的刺激,通过两个分子死亡结构域的相互作用,MyD88将IL-1受体相关激酶-4(IRAK-4)吸引到TLRs。IRAK-1经磷酸化而激活并与TRAF6发生作用,从而激活IKK复合体并导致MAP激酶(JNK,p38MAPK)和NF-κB的激活。Tollip和IRAK-M均与IRAK-1相互作用,并负性调节TLR介导的信号转导通路。调节这些通路的其他模式包括通过RIP1并依赖TRIF来诱导的TRAF6信号转导,以及通过ST2L、TRIAD3A和SOCS1负性调控TIRAP介导的下游信号转导。

MyD88非依赖型/TRIF(IFN-β)依赖型信号转导通路

MyD88非依赖通路通过TRIF和TRAF3激活,导致IKKε/TBK1的募集,IRF3磷酸化以及β干扰素的表达。TIR结构域含有接头蛋白如TIRAP、TRIF和TRAM,此结构域可为单个TLR信号转导级联提供特异性,从而调控TLR介导的信号转导通路。TRAF3通过自身降解,对依赖于MyD88和依赖于TRIF的信号转导调节具有非常重要的作用,分别可激活依赖于MyD88的信号转导和抑制依赖于TRIF的信号转导(反之亦然)。

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