TLR7的研究進(jìn)展

李　靜　戎庭軍　張銘鍵　田野蘋

TLR7的研究進(jìn)展

李靜戎庭軍張銘鍵田野蘋★

Toll樣受體是一類最主要模式識(shí)別受體家族，由十幾個(gè)成員組成。TLR7是這個(gè)家族的成員之一，以前的觀點(diǎn)認(rèn)為它主要的作用僅是識(shí)別病毒單鏈RNA（mRNA）介導(dǎo)抗病毒的天然免疫反應(yīng)。隨著對(duì)其研究的深入，發(fā)現(xiàn)TLR7不僅在抗病毒天然免疫反應(yīng)方面而且在免疫缺陷病、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等領(lǐng)域都有不同的作用。本文就TLR7在不同領(lǐng)域的功能作用作一綜述。

1　TLR7的組織分布及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1997年Medzhitov等［1］發(fā)現(xiàn)第一個(gè)與果蠅同源的人Toll樣受體（TLR4），TLR7 2000年才被發(fā)現(xiàn)，它的基因分別定位于性別X染色體（TLR7）并含有3個(gè)外顯子［2］。鼠TLR7也定位于X染色體與人高度同源，也含有3個(gè)外顯子區(qū)域。人TLR7蛋白長度為1049個(gè)氨基酸，豬和鼠的蛋白長度均為1050個(gè)氨基酸，但是豬的胞外區(qū)有14 個(gè)LRR；鼠的胞外區(qū)有15個(gè)LRR［3，4］。

TLR7表達(dá)于細(xì)胞的內(nèi)體-溶酶體中［5］，TLR7廣泛存在于多種細(xì)胞中［4］，免疫細(xì)胞如漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞（pDC）巨噬細(xì)胞，另外，嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中亦有表達(dá)［6，7］。在扁桃體、脾、胎盤、骨髓、肺和淋巴結(jié)等組織中也有表達(dá)［8］。文獻(xiàn)報(bào)道［9］在健康人和丙型肝炎病毒（HCV）感染的患者中TLR7亦表達(dá)。TLR7蛋白屬于Ⅰ型跨膜蛋白。主要由胞外區(qū)、跨膜區(qū)、胞內(nèi)區(qū)三部分組成。胞外區(qū)富含亮氨酸重復(fù)序列（LRR），胞內(nèi)區(qū)有一個(gè)被稱為Toll/IL-1受體區(qū)域（TIR），這是一個(gè)高度保守的蛋白相互作用區(qū)，與IL-1R胞內(nèi)結(jié)構(gòu)區(qū)有高度的同源性，也稱為Toll同源結(jié)構(gòu)域（TH domain），它在TLR的信號(hào)傳導(dǎo)中發(fā)揮著重要作用［10］，胞外區(qū)主要功能是來識(shí)別相應(yīng)配體。胞內(nèi)區(qū)是一段高度保守序列其功能主要是與下游接頭分子形成復(fù)合物，將信息傳遞到核內(nèi)。

2　TLR7與配體及胞內(nèi)信號(hào)的傳導(dǎo)

2.1TLR7配體 TLR7不僅識(shí)別ssRNA 病毒還可識(shí)別一些合成的小分子化合物，Imiquomid（R837）是相對(duì)分子質(zhì)量（Mr）為240.3的一種核苷類似物，它是研究最廣泛的咪唑喹啉家族系列的化合物，主要作為TLR7/TLR8的激動(dòng)劑發(fā)揮抗腫瘤的效應(yīng)。Imiquomid優(yōu)先的活化 TLR7，對(duì)TLR8的活化較弱［11］、Resiquimod（R848）Mr=314.4在鼠類動(dòng)物中可以選擇性的激活TLR7，在人類中TLR7/TLR8都可被激活。與Imiquomid相比，R848在促進(jìn)細(xì)胞因子的分泌、巨噬細(xì)胞的活化、增強(qiáng)細(xì)胞免疫功能方面具有更大的優(yōu)勢［12～14］。Gardiquimod Mr =313.4是另外一種咪唑喹啉家族的衍生物，與Imiquomid相似，與人或鼠的TLR7結(jié)合誘導(dǎo)NF B的活化，當(dāng)Gardiquimod濃度過高時(shí)（≥3μg/ml）可活化TLR8、CL097（Mr=242.3），可在較低的濃度優(yōu)先活化TLR7［15～19］。還有一種TLR7的配體即loxoribine（Mr=339.3），其是一種鳥苷酸類似物的衍生物，主要介導(dǎo)天然免疫應(yīng)答。TLR7配體主要誘導(dǎo)IFNa及IFN相關(guān)的細(xì)胞因子如I-TAC（CXCL11）和IP-10（CXCL10）。

2.2TLR7信號(hào)通路 TLR家族成員有共同的胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)通路［20］，但其接頭蛋白不盡相同，因此信號(hào)傳導(dǎo)通路亦不完全一致，生物效應(yīng)也存在差異性。共有兩條主要的信號(hào)傳導(dǎo)通路：（1）Myd88依賴性信號(hào)通路；（2）Myd88非依賴性信號(hào)通路［21］。TLR7為依賴MyD88的信號(hào)通路。IL-1 受體相關(guān)激酶（IRAK4）腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6（TRAF6）、絲裂原活化的蛋白激酶（MAPKs）、核轉(zhuǎn)錄因子（NF-kB）和干擾素調(diào)節(jié)因子（IRFs）誘導(dǎo)大量炎性細(xì)胞因子或調(diào)控炎性因子的轉(zhuǎn)錄［22］。TLR7的信號(hào)通路需要成熟的內(nèi)體溶酶體參與。

3　TLR7的生物學(xué)功能

在病原體入侵早期TLR 即能識(shí)別病原微生物，與相應(yīng)的配體結(jié)合后產(chǎn)生信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)生效應(yīng)分子，介導(dǎo)不同的生物學(xué)功能。

3.1TLR7介導(dǎo)抗病毒效應(yīng) TLR7與病毒感染細(xì)胞中的富含鳥嘌呤（G）和尿嘧啶（U）的單鏈RNA結(jié)合［23］，當(dāng)pDC被病毒感染時(shí)，其能分泌I型干擾素（IFN-I）和一些細(xì)胞因子。I-IFN能直接干擾病毒復(fù)制或間接的增強(qiáng)NK細(xì)胞、B細(xì)胞和T細(xì)胞的殺傷能力，從而發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。當(dāng)來源于外界的一些單鏈RNA（ssRNA）被TLR7識(shí)別后，經(jīng)過一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，轉(zhuǎn)錄因子NF-kB、IRFs 被激活引起IFN、IL1、IL6、IL12、TNF等多種炎性細(xì)胞因子分泌，從而發(fā)揮多種抗病毒效應(yīng)機(jī)制［24～27］。R837和R848是TLR7特異性的配體，Hemmi等［28］研究表明這些配體可通過TLR7活化多種免疫細(xì)胞，從而發(fā)揮抗病毒作用。Martin等［29］研究結(jié)果顯示呼吸道合胞病毒（RSV）刺激BALB/c小鼠后，NF-kB被活化，TLR7的表達(dá)上調(diào)，與此同時(shí)細(xì)胞因子亦被釋放。RSV感染RAW264.7細(xì)胞可通過誘導(dǎo)TLR3及TLR7的活化，誘導(dǎo)激活I(lǐng)型干擾素的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生抗病毒免疫反應(yīng)。HCV的感染可抑制TLR7的表達(dá)，Toll樣受體7的表達(dá)在慢性乙型肝炎患者的單核細(xì)胞來源的樹突狀細(xì)胞中亦較低。

3.2TLR7在變態(tài)反應(yīng)性及免疫缺陷疾病中的功能 TLR7可識(shí)別病毒RNA，但在偶然的情況下也能被自身的RNA活化，引起自身免疫性疾?。?0］。在狼瘡腎小鼠模型中Toll樣受體7的含量與此病的風(fēng)險(xiǎn)性直接相關(guān)［31］。系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）患者活動(dòng)期TLR7 和IFN-αmRNA 表達(dá)的水平升高，兩者成正相關(guān)。TLR7及IFN-α在SLE的發(fā)病的過程中可能存在一定的作用［31］，另有研究［32］表明血清TLR7在CIA模型組異常的低表達(dá)。其可能具有負(fù)調(diào)控作用可抑制RA滑膜炎發(fā)生，延緩關(guān)節(jié)病理性破壞，可有助于臨床診斷，有可能成為RA治療的潛在靶點(diǎn)。霧化吸入咪喹莫特可上調(diào)TLR7mRNA的表達(dá)，使IL-12表達(dá)水平升高而IL-13表達(dá)水平下降，達(dá)到防治哮喘的目的。Toll樣受體7在慢性粒細(xì)胞白血病患者pDC中表達(dá)明顯降低，可能是pDC 功能缺陷的主要原因，顯示TLR7 可能參與慢性粒細(xì)胞白血?。–ML）的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

3.3TLR7在抗腫瘤研究中的作用 Kanzler等［33］研究表明TLR7的激動(dòng)劑能增強(qiáng)T細(xì)胞免疫和固有免疫誘導(dǎo)TLR7表達(dá)腫瘤凋亡來抗腫瘤。咪喹莫特可通過局部用藥來治療早期皮膚惡性腫瘤［34］。大量研究表明腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)多種Toll樣受體與腫瘤細(xì)胞的生長轉(zhuǎn)移有關(guān)。另外，TLR7可能通過上調(diào)NF -kB的表達(dá)，從而促進(jìn)食管癌（鱗癌）的形成。

3.4TLR7在免疫調(diào)節(jié)反應(yīng)中的功能 天然免疫系統(tǒng)不僅能快速識(shí)別病原體，在某種程度上還能區(qū)分是胞內(nèi)的還是胞外來源病原體Toll樣受體家族識(shí)別感染介導(dǎo)天然免疫反應(yīng)，胞外的病原體可被位于細(xì)胞表面的Toll樣受體所識(shí)別從而產(chǎn)生一些促炎性因子如TNF-α、IL-12［30］，TLR能夠識(shí)別多種非特異性、保守的微生物組分以及相應(yīng)的內(nèi)源性配體，不僅在天然免疫中發(fā)揮著重要作用同時(shí)在很大程度上參與特異性免疫的啟動(dòng)和調(diào)控，從而影響免疫應(yīng)答的強(qiáng)度、類型、免疫記憶的形成與維持等。

3.5TLR7可以介導(dǎo)凋亡 有研究顯示［35］，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中（CNS）TLR7介導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞的凋亡。

4　小結(jié)與展望

綜上所述，TLR7作為TLRs家族的一個(gè)重要成員，通過識(shí)別病毒單鏈 RNA介導(dǎo)抗病毒免疫應(yīng)答，在自身免疫性疾病中亦扮演著重要的角色，在一些腫瘤的發(fā)生中也有一定的作用，這些均提示TLR7可能成為今后治療病毒感染性疾病、自身免疫性疾病和腫瘤的分子靶點(diǎn)。但是對(duì)TLR7研究還存在一些問題，如TLR7與TLR8高度同源，如何將兩者具體的區(qū)分出來，另外TLR7在抗腫瘤、自身免疫缺陷性疾病及免疫調(diào)節(jié)當(dāng)中具體的調(diào)節(jié)機(jī)制如何等，值得我們進(jìn)一步去探討。

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國家自然科學(xué)基金（81072488）

200003 第二軍醫(yī)大學(xué)免疫研究所（田野蘋 李靜）

200433 上海長海醫(yī)院臨床實(shí)驗(yàn)中心（戎庭軍）

125100 沈陽軍區(qū)興城療養(yǎng)院（張銘?。?/p>