TLR3在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的研究進展

王慶東 花 放 崔桂云 陳 偉 宋 璞 王小鵬 沈 霞

徐州醫(yī)學院附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 徐州 221002

Toll蛋白最早在果蠅體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)，約有8個同源體。隨后研究發(fā)現(xiàn)Toll在昆蟲的抗真菌天然免疫反應中發(fā)揮重要作用，1997年Janeway等［1］研究首先發(fā)現(xiàn)與果蠅同源的人的Toll蛋白，并命名為Toll樣受體（Toll－like receptors，TLRs），至今已發(fā)現(xiàn)11種人的TLRs和13種小鼠TLRs［2］。TLR家族在天然免疫中發(fā)揮著核心作用，在誘導獲得免疫中也具有重要作用，TLR3（Toll－like receptor 3，TLR3）作為TLR家族的重要成員，在抗病毒及自身免疫反應中發(fā)揮著重要作用，本文對TLR3與神經(jīng)系統(tǒng)疾病的關(guān)系作一綜述。

1 TLR3與神經(jīng)系統(tǒng)疾病

1.1 TLR3與腦缺血／再灌注（ischemia／reperfusion，I／R）腦I／R損傷的病理生理機制非常復雜，學說不一，但炎癥免疫反應是最主要的損傷機制之一，腦I／R損傷時產(chǎn)生大量的炎性因子，如TNF－α、IL－1等，引發(fā)過度組織炎癥反應，造成腦細胞繼發(fā)性損傷［3－4］。LR3是該TLRs受體家族中的一員，被激活后通過信號傳遞，調(diào)控多種炎性介質(zhì)和細胞因子的表達。Jackson等［5］報道尸檢2例腦缺血性患者中1例檢測到TLR3表達。萬玉杰等［6］將SD大鼠用電凝針電凝雙側(cè)椎動脈，于第2天將手術(shù)動物用動脈夾阻斷雙側(cè)頸總動脈的血流，使全腦缺血15min，分別再灌注6、12、24、48、72、96h，采用RT－PCR方法檢測再灌注后不同時間的海馬TLR3、TRIF和IL－6三者mRNA的表達情況，結(jié)果顯示大鼠全腦I／R后海馬TLR3及IL－6mRNA的表達從12h開始均顯著高于對照組，且在72h達到高峰，隨后下降，兩者表達呈正相關(guān)，TLR3募集轉(zhuǎn)接蛋白TRIF，兩者結(jié)構(gòu)域相互結(jié)合引起一系列的級聯(lián)反應，最終導致NF－κB和IRF3的活化，活化的NF－κB核移位到細胞核，啟動TNF－α、IL－1、IL－6等炎性因子的轉(zhuǎn)錄，IRF3磷酸化和核移位，從而激活IFN－β和IFN誘導基因的轉(zhuǎn)錄［7－8］，觸發(fā)一系列炎性反應。由此可推測，大鼠腦缺血／再灌注后炎性細胞因子IL－6的產(chǎn)生、分泌可能與TLR3mRNA的表達存在密切聯(lián)系，TLR3可能通過TRIF促使炎性因子分泌增多來介導腦缺血／再灌注的炎性損傷。

1.2 TLR3與中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染 TLR3是病毒dsRNA識別受體，由于dsRNA是病毒復制過程中普遍存在的產(chǎn)物，因此TLR3在宿主抗病毒天然免疫反應中發(fā)揮重要作用。單純瘡疹病毒1（herpes simplex virus 1，HSV－l）感染CNS的過程中，TLR3起到抗病毒作用，HSV－1感染口鼻黏膜上皮細胞，通過三叉神經(jīng)或嗅神經(jīng)入侵CNS即引起單純皰疹性腦炎（herpes simplex encephalitis，HSE）［9］。Casrouge［10］研究發(fā)現(xiàn)HSE患者體內(nèi)缺乏功能性的UNC－93B（一種TLR3、7、8信號傳導所必需的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白），引起TLR3依賴性的IFN－α、β、γ生成減少，不能產(chǎn)生有效的抗病毒反應。Préhaud等［11］在體外研究了人的神經(jīng)元細胞對病毒感染起天然免疫反應，他們利用狂犬病病毒感染人類神經(jīng)元系細胞NT2－N發(fā)現(xiàn)，TLR3及IFN－βmRNA表達均上調(diào)，且用免疫熒光發(fā)現(xiàn)NT2－N細胞可產(chǎn)生TLR3蛋白，狂犬病病毒感染增加其表達。Wang等［12］研究發(fā)現(xiàn)，在西尼羅河病毒即West Nile病毒（West Nile virus，WNV）感染引起腦炎的過程中，TLR3促進小鼠死亡，給TLR3基因敲除（TLR3－／－）和野生型小鼠相同致死劑量的WNV，TLR3－／－小鼠成活率反而高于野生型小鼠，對此現(xiàn)象的研究顯示，野生型小鼠外周血中病毒數(shù)少于TLR3－／－小鼠，細胞因子的水平高于TLR3－／－小鼠，但在大腦中樞野生型小鼠病毒數(shù)量反而高于TLR3－／－小鼠，而炎癥反應和神經(jīng)病理變化更為嚴重，表明TLR3不利于宿主的抗病毒反應。Diamond等［13］的研究表明，TLR3活化誘導的TNF－α過度表達致血腦屏障通透性的增加，病毒直接進入腦部，因此野生型小鼠腦部WNV病毒感染狀況、炎癥反應及神經(jīng)損傷都遠比TLR3－／－小鼠嚴重。以上研究表明病毒入侵顱內(nèi)感染時TLR3起了保護作用，一旦病毒侵入腦組織，TLR3可能通過過度生成炎性因子誘導組織的損傷引起病毒擴散，加重疾病的嚴重程度。

1.3 TLR3與神經(jīng)膠質(zhì)瘤 TLR是連接天然免疫和獲得性免疫的重要橋梁，TLR3能通過多條信號啟動細胞活化進程，分泌腫瘤壞死因子、IL－6等細胞因子，TLR3配體dsRNA能直接激活NK細胞，增強抗原特異CD8＋細胞應答［14－15］，Seya等報道dsRNA激活細胞TLR3，釋放1型IFN，進而誘導腫瘤細胞凋亡和NK細胞介導的腫瘤細胞毒反應［16］。Zhu等［17］用中樞神經(jīng)膠質(zhì)瘤GL261和黑色素瘤M5的小鼠模型進行試驗發(fā)現(xiàn)，在肌注多肽疫苗的基礎上給予TLR3激動劑poly（I：C）的poly－ICLC治療，能促進抗原特異性1型細胞毒性T細胞表達IFN－γ，提高實驗小鼠的存活率。TLR3除了能單獨誘導腫瘤細胞凋亡外，還能和一些細胞因子協(xié)同作用誘導更加顯著的細胞凋亡。在黑色素瘤細胞株上能檢測到有功能性TLR3的表達，若用低劑量IFN－α預處理細胞后再加入Poly（I：C），發(fā)現(xiàn)細胞凋亡率比單獨用IFN－α提高40%～90%，而且這種協(xié)同效應與TLR3表達量沒有關(guān)系［17］。

1.4 TLR3與神經(jīng)病理性疼痛 神經(jīng)病理性疼痛是神經(jīng)系統(tǒng)損傷或功能紊亂引起的一種慢性疼痛。研究表明，激活的神經(jīng)膠質(zhì)細胞（小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞）參與了神經(jīng)病理性痛的發(fā)生和維持［18］。小膠質(zhì)細胞表面有TLR3表達，其與特異性配體結(jié)合后激活小膠質(zhì)細胞，誘發(fā)大鼠痛覺過敏［19］。TLR3也在星形膠質(zhì)細胞的表面及胞漿表達［20］。Poly（I：C）是TLR3的特異性配體，章沿鋒等［21］用結(jié)扎右側(cè)大鼠L5脊神經(jīng)模型研究脊髓星形膠質(zhì)細胞TLR3在神經(jīng)病理性痛中的作用，其指出脊髓背角星形膠質(zhì)細胞TLR3可能參與了神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生與發(fā)展過程，鞘內(nèi)注射TLR3反義寡聚核苷酸抑制了TLR3和IL－6mRNA的表達，對脊神經(jīng)結(jié)扎大鼠有鎮(zhèn)痛作用，脊髓星形膠質(zhì)細胞TLR3與大鼠痛覺過敏形成亦有密切關(guān)系。雄性SD大鼠腹腔同時注射米諾環(huán)素＋鞘內(nèi)注射TLR3激動劑Poly（I：C），1次／d，連續(xù)7d，取腰L4和腰L5脊髓節(jié)段，采用RT－PCR方法測定TLR3 mRNA表達，正常對照組生理鹽水組鞘內(nèi)注射等量生理鹽水，1次／d，連續(xù)7d，2組比較實驗組機械痛閾降低，脊髓背角GFAP和TLR3mRNA表達上調(diào)，表明TLR3與其特異性配體結(jié)合后，激活脊髓背角星形膠質(zhì)細胞從而誘發(fā)大鼠痛覺過敏。廖永鋒等［22］研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病痛性周圍神經(jīng)病變大鼠脊髓小膠質(zhì)細胞TLR3表達與對照組相比明顯增加，提示TLR3可能通過介導小膠質(zhì)細胞的活化參與糖尿病性周圍神經(jīng)痛的發(fā)生。若阻斷TLR3的表達，則可減少IL－1、TNF等細胞因子的產(chǎn)生和釋放，從而緩解疼痛。

1.5 TLR3與阿爾茨海默病 阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是當今社會老年人最常見的神經(jīng)退行性疾病之一，近年來，對AD病因提出了許多假說，如β－淀粉樣蛋白（Aβ25－35）腦內(nèi)過度沉積，Tau蛋白過度磷酸化、過氧化作用、炎癥因素、金屬，與細胞內(nèi)Ca2＋超載以及遺傳因素等。越來越多的證據(jù)表明天然免疫在AD病理過程中起著決定性作用。TLRs是參與機體固有免疫的第一道屏障。趙寶勝等［23］應用Aβ25－35刺激海馬神經(jīng)細胞株細胞（NG108－15細胞），結(jié)果顯示正常的NG108－15細胞表達一定量的TLR3，Aβ25－35刺激的NG108－15細胞TLR3，TLR3mRNA的表達量明顯增加，表明Aβ25－35誘導AD發(fā)病可能與免疫炎癥有關(guān)，臨床研究也發(fā)現(xiàn)，AD患者腦內(nèi)均存在炎癥發(fā)生，且應用抗炎藥物治療AD患者作用顯著［24］。這一免疫反應可能通過TLR3信號轉(zhuǎn)導通路形成。

2 結(jié)語

通過對TLR3在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中發(fā)揮作用的研究，可推測TLR3信號通路被激活后，與多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展存在密切關(guān)系。但TLR3信號通路在神經(jīng)系統(tǒng)疾病發(fā)病機制中發(fā)揮的作用，TLR3是單獨還是伴隨其通路的共同作用，以及TLR3通路的表達異常是否能單獨引起神經(jīng)系統(tǒng)疾病等一系列問題有待進一步研究探討。

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