Toll樣受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展

高 明,敖 越,欒新紅*

(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，遼寧沈陽 110161；2.沈陽市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，遼寧沈陽 110034)

Toll樣受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)調(diào)控機(jī)制研究進(jìn)展

高 明1,敖 越2,欒新紅1*

(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)畜牧獸醫(yī)學(xué)院，遼寧沈陽 110161；2.沈陽市動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心，遼寧沈陽 110034)

Toll樣受體(TLRs)為模式識(shí)別受體的一員，是介導(dǎo)天然免疫及病原體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與細(xì)胞活化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要跨膜信號(hào)傳遞受體。研究發(fā)現(xiàn)許多負(fù)向調(diào)節(jié)蛋白通過靶向TLRs信號(hào)通路的關(guān)鍵信號(hào)分子，干擾信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中連接復(fù)合體形成、泛素化降解信號(hào)通路中接頭蛋白、轉(zhuǎn)錄調(diào)控等不同方式負(fù)向調(diào)控TLRs信號(hào)通路，及時(shí)抑制TLRs信號(hào)，維持機(jī)體的免疫平衡。論文就TLRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及其負(fù)調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了綜述。

Toll樣受體；免疫；負(fù)向調(diào)控；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

Toll樣受體(Toll like receptors,TLRs)作為模式識(shí)別受體(pattern recognition receptors，PRRs)的一員，是介導(dǎo)天然免疫及病原體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與細(xì)胞活化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要跨膜信號(hào)傳遞受體，可識(shí)別高度保守的微生物組分——病原相關(guān)分子模式 (pathogen-associated molecular patterns，PAMPS)。TLRs屬于跨膜蛋白，包括胞膜外區(qū)、胞漿區(qū)和跨膜區(qū)3個(gè)部分。其中，胞膜外區(qū)包含有17個(gè)～31個(gè)富含亮氨酸的重復(fù)序列(leucine rich repeats，LRRs)，其間有非LRR序列分隔，LRR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，參與識(shí)別PAMPS，胞漿區(qū)結(jié)構(gòu)域與IL-1受體家族高度相似，故被稱作Toll/IL-1受體(Toll/interleukin-receptor，TIR)結(jié)構(gòu)域，在所有的Toll樣受體中，TIR結(jié)構(gòu)域高度保守。TLRs分布非常廣泛，在B淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞表面都有分布，主要在天然免疫系統(tǒng)的細(xì)胞上表達(dá)。迄今為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少15種TLRs，鼠類和人類的TLR1-9相同，TLR10為人類特有，TLR11-13為鼠類特有， TLR14 和 TLR15是相繼在小鼠和雞體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，也有報(bào)道稱在小鼠和人體內(nèi)均有TLR14的表達(dá)。

1 TLRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

TLRs信號(hào)通路的活化在機(jī)體完成各種生命活動(dòng)的過程中發(fā)揮著重要的作用。由TLRs介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可以誘導(dǎo)很多反應(yīng)的快速活化，產(chǎn)生如一氧化氮合成酶、抗菌肽、炎癥細(xì)胞因子、共刺激分子、趨化細(xì)胞因子等效應(yīng)分子，激活炎癥反應(yīng)，參與機(jī)體防御反應(yīng)。所有TLRs家族成員均依賴于TIR結(jié)構(gòu)域向細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)識(shí)別信號(hào)，與接頭蛋白結(jié)合，活化核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB、絲裂原蛋白激酶(MAPK)p38、IFN誘導(dǎo)因子等轉(zhuǎn)錄因子，最終誘導(dǎo)靶基因表達(dá)[1]。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了至少有5種不同的轉(zhuǎn)接蛋白參與了TLR信號(hào)途徑，即髓樣分化分子88 (myeloid differentiation factor 88，MyD88)、MyD88-轉(zhuǎn)接體樣/TIR-相關(guān)蛋白(MyD88-adaptor-like/TIR-associated protein，MAL/TIRAP)、Toll受體相關(guān)分子(Toll-receptor-associated molecule, TRAM)、誘導(dǎo)IFN-β的含TIR 結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)接體(TIR domain-containing adaptor-inducing IFN-β，TRIF)和SARM (sterile a and HEAT/Aimadillo motifs)。其中，MyD88和TRIF可以誘導(dǎo)下游激酶活化從而引起一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，而TRAM和MAL/TIRAP可以分別轉(zhuǎn)運(yùn)MyD88和TRIF激活TLRs，接頭蛋白SARM 則與TLRs信號(hào)通路的負(fù)調(diào)節(jié)有關(guān)。根據(jù)接頭蛋白的不同，可以將TLRs的后續(xù)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑分為MyD88依賴性途徑和MyD88非依賴性途徑兩種。TLR5、7、8和9與配體識(shí)別后直接與MyD88相互作用，而TLR4和TLR2(與TLR1或TLR6形成二聚體)則需首先結(jié)合橋梁接頭蛋白Mal，再募集MyD88。值得注意的是，TLR4不能直接識(shí)別LPS(lipopolysaccharide，TLR4配體)，需要 CD14錨定分子，增強(qiáng)LPS與TLR4的附屬蛋白MD2分子的結(jié)合，然后再結(jié)合細(xì)胞表面的TLR4，從而形成穩(wěn)定的受體復(fù)合物。MyD88被募集到活化的TLRs后，結(jié)合IRAKs，IRAKs再活化TRAF6，進(jìn)而活化TAK1?；罨腡AK1磷酸化IKK復(fù)合物。IKK復(fù)合物再磷酸化IκB，IκB降解，NF-κB轉(zhuǎn)位至細(xì)胞核，誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的表達(dá)。在漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞(pDC)、TLR7、TLR8和TLR9的活化，能導(dǎo)致IRF-7的活化和核轉(zhuǎn)位，最終使IFN-α表達(dá)。MyD88非依賴途徑僅僅被TLR3和結(jié)合TRIF的TLR4及TLR5利用；TRIF活化己結(jié)合IKKi的TBK1，調(diào)節(jié)IRF-3的活化和核轉(zhuǎn)位，最終使IFN-β表達(dá)；經(jīng)由MyD88非依賴途徑的TLR4信號(hào)要求一個(gè)橋梁接頭分子TRAM，經(jīng)由TRIF活化TRAF6導(dǎo)致NF-κB活化，而TLR5則直接募集TRIF，經(jīng)TRAF6活化NF-κB[2]。

TLRs通過刺激先天性免疫應(yīng)答和提高獲得性免疫反應(yīng)來保護(hù)機(jī)體，但是它所引起的持續(xù)性炎癥反應(yīng)也會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損傷，進(jìn)而引起內(nèi)毒素性休克、自身免疫性疾病、心肌損傷及2型糖尿病等病癥發(fā)展和惡化，還會(huì)促進(jìn)腫瘤特別是炎癥相關(guān)性腫瘤的發(fā)生、轉(zhuǎn)移和免疫逃逸[3]。因此，TLRs信號(hào)通路的活化必須受到嚴(yán)密的控制并需要相應(yīng)的負(fù)向調(diào)控機(jī)制以使機(jī)體處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，本文主要介紹TLRs負(fù)調(diào)控的研究進(jìn)展。

2 TLRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)負(fù)調(diào)控機(jī)制

2.1 干擾信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中連接復(fù)合體形成

TLRs傳遞信號(hào)需要與胞內(nèi)的接頭分子連接形成復(fù)合體，含有TIR結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白發(fā)生變化阻礙了TLRs連接復(fù)合體的形成，阻斷下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。TRAM的一種變異體TAG(TRAM adaptor with GOLD domain)和TRAM競爭與TRIF結(jié)合而抑制TRIF轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[4]。TAG存在于晚期內(nèi)涵體。研究表明，TAG被運(yùn)送到溶酶體，誘導(dǎo)TLR4分解同時(shí)抑制TRIF轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。TRIF、MyD88是TLRs信號(hào)激活的接頭蛋白，誘導(dǎo)下游激酶活化從而引起一系列級(jí)聯(lián)反應(yīng)，含有TIR結(jié)構(gòu)域接頭蛋白SARM，在LPS刺激下通過直接結(jié)合TRIF可以阻止TRIF復(fù)合物的形成，抑制TRIF依賴途徑，但抑制的分子機(jī)制有待闡明。

IRF5直接與MyD88作用誘導(dǎo)系列TLR誘導(dǎo)基因。TLRs活化誘導(dǎo)IRF4和IRF5競爭與MyD88結(jié)合，導(dǎo)致IRF5基因誘導(dǎo)阻斷[5]。IRF4基因缺陷小鼠對(duì)DNA誘導(dǎo)的刺激敏感，同時(shí)伴隨細(xì)胞因子增加。腫瘤壞死因子α-誘導(dǎo)蛋白8(TNFAIP8)，TNFAIP 8L2(又稱TIPE2)結(jié)合 caspase 8調(diào)節(jié)激活蛋白(AP)-1和NF-κB活化。caspase 8通過TLR在免疫細(xì)胞的活化及調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡起著重要作用[6]。TIPE2基因缺陷小鼠對(duì)TLR配體刺激敏感，表明TIPE2負(fù)調(diào)控TLR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。

某些Nod樣受體(NLRs)作為細(xì)胞內(nèi)PRRs，與炎癥發(fā)生有關(guān)。NOD樣受體(NLR)家族成員X1(NLRX1)，通過與TRAF6和IKK復(fù)合物作用抑制TLR信號(hào)[7]。LPS刺激后NLRX1經(jīng)K63鏈多聚泛素化與 TRAF6解離，再通過富含亮氨酸重復(fù)序列(LRR)結(jié)構(gòu)域結(jié)合到IKKβ激活激酶結(jié)構(gòu)域。NLRX1基因敲除小鼠NF-κB過度活化，炎性細(xì)胞因子升高，易患感染性休克，這表明NLRX1是體內(nèi)的TLRs信號(hào)負(fù)調(diào)節(jié)因子。另一個(gè)NLR蛋白-NLRC5，通過抑制IKK負(fù)調(diào)控TLR信號(hào)通路。然而，NLRC5基因缺陷小鼠在抵抗細(xì)菌和病毒感染方面反應(yīng)表現(xiàn)正常。這些蛋白質(zhì)的生物學(xué)意義有待進(jìn)一步研究。

翻譯后修飾，如磷酸化和泛素化，通過調(diào)節(jié)接頭蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮重要作用。TRAF6泛素化使NF-κB活化，TANK缺陷細(xì)胞TRAF6泛素化增強(qiáng)，這表明TANK與TRAF6結(jié)合并抑制其泛素化[8]。SHP(small heterodimer partner，SHP)通過抑制TRAF6泛素化負(fù)向調(diào)控TLR信號(hào)[9]。經(jīng)LPS處理后SHP缺陷細(xì)胞表現(xiàn)出腫瘤壞死因子(TNF)、IL-1β和IL-6表達(dá)升高。

促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)激活有絲分裂與應(yīng)激活化蛋白激酶(MSK) 1和2引起級(jí)聯(lián)反應(yīng)限制TLR4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的炎癥影響[10]。在LPS刺激下MSK1和MSK2缺失限制磷酸化轉(zhuǎn)錄因子CREB (cAMP responsive element binding protein 1)和激活轉(zhuǎn)錄因子1 (ATF1)與抗炎細(xì)胞因子IL-10啟動(dòng)子結(jié)合。

TGF-β激酶(TAK1)是一個(gè)重要的激活MAPK和NF-κB信號(hào)通路的激酶。在髓系細(xì)胞中TAK1正向調(diào)節(jié)NF-κB和MAPK表達(dá)。然而在中性粒細(xì)胞，TAK1缺陷加強(qiáng)p38磷酸化及細(xì)胞因子和活性氧的產(chǎn)生(ROS)[11]。髓系特異性TAK1基因缺陷小鼠顯示脾腫大和淋巴結(jié)腫大，易感LPS誘導(dǎo)的膿毒性休克，表明TAK1負(fù)調(diào)控p38活性。

Tollip (Toll interacting protein，Tollip)與TLR4/MyD88/IRAK復(fù)合物作用，抑制LPS所致的IRAK的磷酸化激活，減少NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制炎癥的發(fā)生，Tollip的表達(dá)下降或功能異常促進(jìn)了某些慢性炎癥性疾病的發(fā)生及發(fā)展。研究表明在三硝基苯磺酸(TNBS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎大鼠腸上皮細(xì)胞低表達(dá)TLR4而高表達(dá)Tollip，它可降低IRAK磷酸化而對(duì)腸道細(xì)菌產(chǎn)物表現(xiàn)出低反應(yīng)性，從而避免腸道內(nèi)細(xì)菌源性的TLR配體誘導(dǎo)過度炎癥反應(yīng)[12]。

體外用TLR2、TLR3和TLR9配體刺激后，A20基因缺陷小鼠顯示多器官炎癥，巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子的水平顯著增加。A20是一種去泛素化酶，它能夠阻斷TRAF-6與多聚泛素鏈的連接，抑制NF-κB核轉(zhuǎn)位。此外，A20具有E3連接酶活性，通過TAK1抑制IKK活化，這表明A20通過多種機(jī)制調(diào)節(jié)NF-κB激活[13]。

泛素特異性蛋白酶4(USP4)解離TRAF6上的多聚泛素鏈，與TRAF6結(jié)合抑制IL-1β誘導(dǎo)NF-κB活化[14]。LPS刺激后USP4缺陷鼠細(xì)胞因子表達(dá)增多。DUBA(去泛素化酶A)是Ⅰ型IFN產(chǎn)生負(fù)調(diào)控因子，DUBA選擇性結(jié)合和切斷連接TRAF3上的K63多聚泛素鏈抑制TLR誘導(dǎo)的Ⅰ型IFN的產(chǎn)生但不影響NF-κB的活化。

2.2 泛素化降解信號(hào)通路接頭蛋白

泛素化參與翻譯后修飾機(jī)制和調(diào)節(jié)多種細(xì)胞活動(dòng),包括基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)、免疫反應(yīng)、細(xì)胞受體功能及腫瘤生長、炎癥過程等。E3泛素連接酶( E3 ubiquitin ligase)是一種具有調(diào)節(jié)目的蛋白泛素化水平的分子，通常以K48偶聯(lián)的泛素化方式促進(jìn)目的蛋白通過蛋白酶體系統(tǒng)降解，E3泛素連接酶可以通過調(diào)節(jié)TLRs通路中的多個(gè)信號(hào)分子的降解從而調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。

E3連接酶TRIP(TRAF interacting protein，TRIP)通過降解TBK1負(fù)向調(diào)控IFN-β的產(chǎn)生[15]。TBK1是TLRs下游的一種非常重要的磷酸激酶，TBK1磷酸酶活性的高低直接決定了下游轉(zhuǎn)錄因子IRF3的磷酸化水平及活性。研究結(jié)果顯示TRIP可以與TBK1發(fā)生結(jié)合，進(jìn)而對(duì)其進(jìn)行K48位泛素化，并最終使TBK1發(fā)生泛素-蛋白酶體途徑的降解，TBK1含量降低，其對(duì)IRF3的磷酸化能力就會(huì)降低，進(jìn)而影響了IFN-β的產(chǎn)生。E3泛素連接酶家族蛋白細(xì)胞因子信號(hào)抑制物(SOCS)能夠泛素化降解TIRAP/MyD88接頭蛋白相似物和TRAF蛋白[16]。TLR配體處理組小鼠與對(duì)照組相比，TAM(Tyro3，Axl，和Mer)受體酪氨酸激酶(RTK)缺陷的樹突狀細(xì)胞(DCs)炎性細(xì)胞因子的表達(dá)水平升高，用TAM受體配體刺激DCs能抑制TLR誘導(dǎo)細(xì)胞因子的產(chǎn)生。進(jìn)一步的分析表明，TAM受體信號(hào)通路通過(STAT)1上調(diào)SOCS1和SOCS3表達(dá)，SOCS1能夠泛素化降解Mal，而SOCS3則可以泛素化降解TRAF，從而抑制TLR誘導(dǎo)的細(xì)胞因子產(chǎn)生。E3連接酶WWP2 ( WW domain-containing protein 2)通過促進(jìn)TRIF發(fā)生K48位泛素化降解，進(jìn)而抑制TLR3介導(dǎo)的天然免疫應(yīng)答[17]。

TRAF蛋白是TNF受體及TLR-IL-1R介導(dǎo)的信號(hào)通路中重要的接頭蛋白分子，下游促進(jìn)細(xì)胞因子分泌，啟動(dòng)天然免疫應(yīng)答。F-box蛋白家族的兩個(gè)成員，F(xiàn)bxl2及Fbxo3能相互拮抗，調(diào)控TRAF介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)[18]。Fbxl2能夠通過泛素化降解TRAF從而抑制炎癥反應(yīng)；Fbxo3又通過泛素化降解Fbxl2來增強(qiáng)促炎因子的釋放。F-box家族作為SKP1-CUL1-F-box protein ( SCF) E3連接酶復(fù)合物的組成蛋白，負(fù)責(zé)特異性識(shí)別泛素化底物。在小鼠肺上皮細(xì)胞(mouse lung epithelial cell ,MLE)中Fbxl2能夠泛素化TRAF1-6，并降低TRAF的表達(dá);在巨噬細(xì)胞系U937中敲低Fbxl2，發(fā)現(xiàn)TRAF表達(dá)水平增高，LPS誘導(dǎo)的促炎因子釋放增加。表明Fbxl2通過泛素化TRAF并介導(dǎo)其降解來抑制炎癥反應(yīng)。Fbxl2能夠被GSK3β ( glycogen synthase kinase 3β)磷酸化，進(jìn)而能夠被Fbxo3識(shí)別和泛素化，最終導(dǎo)致Fbxl2的降解。在MLE與U937細(xì)胞系中敲低Fbxo3，使Fbxl2的穩(wěn)定性增強(qiáng)，TRAF1-6的表達(dá)水平降低。

β2整合素和Fcγ受體誘導(dǎo)鈣信號(hào)導(dǎo)致IL-10上調(diào)和抑制參與先天性免疫的信號(hào)分子，從而間接抑制TLR信號(hào)。此外，整合素(CD11b)激活Syk(spleen tyrosine kinase)，Syk磷酸化MyD88和TRIF并將這些蛋白與Cbl-b(Casitas B-lineage lymphoma)結(jié)合，通過泛素-蛋白酶系統(tǒng)促進(jìn)其降解[19]。

iIκBβ是TLR信號(hào)活化過程的另一個(gè)關(guān)鍵信號(hào)蛋白。胞漿內(nèi)iIκBβ發(fā)生磷酸化降解后釋放p65入核，而新合成的iIκBβ入核形成IκBβ/p65/cRel復(fù)合物，促進(jìn)NF-κB活化。E3泛素連接酶ARIH2特異性促進(jìn)TLRs誘發(fā)的樹突狀細(xì)胞中iIκBβ降解，抑制NF-κB p65活性，從而調(diào)控DC成熟活化，控制炎癥反應(yīng)及自身免疫性疾病的發(fā)生[20]。

PDZ和LIM結(jié)構(gòu)域蛋白2(PDLIM2)，是Janus激酶(JAK/STAT)抑制劑，通過降解NF-κ B組分p65抑制了TLR信號(hào)[21]。PDLIM2促進(jìn)連接在p65上的K48鏈多聚泛素化并將其和富含26 S蛋白酶體核早幼粒細(xì)胞瘤(promyelocytic leukemia，PML)阻隔。在TLR配體刺激后，PDLIM2基因缺陷細(xì)胞不能降解p65，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子增加。腫瘤抑制因子(CYLD)可以抑制由TLR2介導(dǎo)的炎癥因子的產(chǎn)生。在TLR2信號(hào)通路中，腫瘤抑制因子能夠泛素化降解TRAF6和TRAF7，抑制NF-κB和P38的活化[22]。

三模序蛋白30α(tripartite-motif protein 30α,Trim30α)是TRIM蛋白超家族成員，TLR配體誘導(dǎo)促進(jìn)TAK1結(jié)合蛋白2( TAB2-TAB3-TAK1)信號(hào)復(fù)合物降解。使用化學(xué)抑制劑CH4CL和氯喹實(shí)驗(yàn)表明，降解是依賴于溶酶體而不是蛋白酶體。TABs表達(dá)下降抑制NF-κB激活并減少細(xì)胞因子的產(chǎn)生，使Trim30α轉(zhuǎn)基因小鼠免受LPS誘導(dǎo)的內(nèi)毒素休克。另一個(gè)TLR誘導(dǎo)的TRIM蛋白，TRIM38，能作為TLR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的負(fù)調(diào)節(jié)因子[23]。TRIM38干擾TRAF6和促進(jìn)K48多聚泛素鏈形成，導(dǎo)致TRAF6蛋白酶體降解。

IRF3和IRF7也受泛素化降解調(diào)控。肽脯氨酰異構(gòu)酶Pin1促進(jìn)活化的IRF3多聚泛素化和蛋白酶體降解，抑制Ⅰ型IFN產(chǎn)生和抗病毒反應(yīng)。Pin1特異性結(jié)合磷酸化的IRF3，通過WW結(jié)構(gòu)域與磷酸化的絲氨酸、蘇氨酸及脯氨酸結(jié)合并催化底物構(gòu)象變化。Pin1并不象E3泛素連接酶直接催化，但這種構(gòu)象變化有利于IRF3泛素化降解。對(duì)比表明，在TLR7和TLR9信號(hào)通路中漿細(xì)胞樣DCs(pDCs)的IRAK1由Pin1活化[24]。IRAK1活化導(dǎo)致Ⅰ型IFN的產(chǎn)生。因此，在pDCs，Pin1正調(diào)節(jié)Ⅰ型IFN產(chǎn)生。

除了泛素-蛋白酶體系統(tǒng)，自噬系統(tǒng)也是一個(gè)主要的降解系統(tǒng)并在宿主防御中起著重要的作用。Atg16L1(克羅恩病的風(fēng)險(xiǎn)等位基因)缺失，LPS刺激導(dǎo)致高水平的ROS，IL-1β，IL-18的產(chǎn)生。這些反應(yīng)是通過TRIF依賴途徑，表明Atg16L1負(fù)調(diào)控TRIF依賴途徑導(dǎo)致caspase 1活化。研究表明，Atg16L1缺陷潘氏細(xì)胞在腸損傷后炎性基因表達(dá)增加[25]。

泛素-蛋白酶體和自噬系統(tǒng)介導(dǎo)的信號(hào)蛋白降解在負(fù)調(diào)控TLR轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)中起重要作用。與連接復(fù)合物形成受阻不同，這些降解是不可逆的，表明這種機(jī)制在很大程度上有助于終止TLR信號(hào)。

2.3 轉(zhuǎn)錄調(diào)控

基因表達(dá)的表觀遺傳調(diào)控揭示了通過染色質(zhì)結(jié)構(gòu)控制炎癥反應(yīng)。環(huán)AMP依賴性轉(zhuǎn)錄因子(ATF3)招募組蛋白去乙?；?(HDAC1)到促炎細(xì)胞因子基因啟動(dòng)子區(qū)，促進(jìn)組蛋白去乙?；痆26]。在LPS刺激下，ATF3基因敲除小鼠巨噬細(xì)胞釋放大量的IL-12p40、IL-6和TNF-α。

B細(xì)胞慢性淋巴細(xì)胞白血病/淋巴瘤3(B-cell CLL/lymphoma 3，Bcl-3)是IκB家族的一員[27]。在TLRs重復(fù)或長時(shí)間的刺激作用下可導(dǎo)致Bcl-3反應(yīng)性降低，在LPS刺激下，Bcl-3基因缺陷巨噬細(xì)胞與DCs會(huì)比野生型細(xì)胞產(chǎn)生大量的細(xì)胞因子。在Bcl-3基因缺陷細(xì)胞，NF-κB亞單位p50在LPS刺激后泛素化降解明顯增加，表明Bcl-3通過穩(wěn)定p50(NF-κB的亞單位上DNA結(jié)合位點(diǎn))抑制TLR反應(yīng)持續(xù)時(shí)間。

LPS誘導(dǎo)核受體相關(guān)蛋白1(nuclear receptor related 1 protein，Nurr1)，招募p65及CoREST復(fù)合物并抑制轉(zhuǎn)錄[28]。小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中髓系細(xì)胞并應(yīng)對(duì)感染和組織損傷。Nurr1基因敲除的小膠質(zhì)細(xì)胞中細(xì)胞因子表達(dá)顯著增加，提示Nurr1能保護(hù)神經(jīng)元通過小膠質(zhì)細(xì)胞防止過度的炎癥反應(yīng)。

含有CCCH型鋅指基序的RNA結(jié)合蛋白通過促進(jìn)TLR靶基因mRNA的衰變負(fù)調(diào)控基因的表達(dá)。鋅指蛋白與TNF-α mRNA 3′端非翻譯區(qū)(UTR)富含Au的元件相結(jié)合，通過招募脫腺苷化酶促進(jìn)腺苷酸化，導(dǎo)致mRNA降解。Zc3h12a(又稱為regnase-1)與IL-6、IL-12p40 mRNA作用并降低其表達(dá)[29]。通過TLR配體刺激zc3h12a缺陷巨噬細(xì)胞，能比野生型細(xì)胞產(chǎn)生高水平的IL-6和IL-12p40。此外，zc3h12a基因缺陷小鼠抗體產(chǎn)生升高。因此，Zc3h12a負(fù)調(diào)節(jié)TLR誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)和防止自身免疫性疾病，Zc3h12a具有去泛素化酶活性，能從TRAF蛋白上解除泛素鏈。因此，Zc3h12a通過多種機(jī)制控制免疫反應(yīng)。

微小RNA(microRNA, miRNA)是一類具有多重功能的非編碼RNA，能夠在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因的表達(dá)。在TLR/NF-κB信號(hào)通路中，多種miRNA可對(duì)通路中的蛋白具有負(fù)性調(diào)控作用，包括TLR通路中的信號(hào)分子、NF-κB轉(zhuǎn)錄因子及細(xì)胞因子等。在TLRs下游，miR-145和miR-146a以TLR接頭蛋白TRAF6和IRAK1為靶標(biāo)，miR-146a/b通過與其3′UTR結(jié)合使其表達(dá)受抑制，導(dǎo)致下游的信號(hào)分子不能被激活或激活不足，發(fā)揮對(duì)TLR信號(hào)通路的負(fù)性調(diào)控作用；NF-κB的激活是TLR信號(hào)通路發(fā)揮作用的重要環(huán)節(jié)，MiR-155和miR-199以IKKs為靶標(biāo)，調(diào)控NF-κB的活性。MiR-223以IKK-α為靶標(biāo)，在巨噬細(xì)胞分化過程中miR-223下調(diào)，導(dǎo)致巨噬細(xì)胞中IKK-α表達(dá)增加，進(jìn)而抑制細(xì)胞中NF-κB靶基因的表達(dá)，從而抑制巨噬細(xì)胞的過度活化；將miR-147的類似物轉(zhuǎn)染小鼠巨噬細(xì)胞，用LPS刺激該細(xì)胞后產(chǎn)生的IL-6、TNF-α明顯減少，而敲除miR-147基因后得到了與之相反的結(jié)果，表明miR-147能減弱TLR介導(dǎo)的炎癥因子的產(chǎn)生[30]。

3 小結(jié)

TLRs信號(hào)通路的活化必須受到嚴(yán)密的控制并需要相應(yīng)的負(fù)向調(diào)控機(jī)制以使機(jī)體處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，這種調(diào)控是復(fù)雜的、多層次的。正常情況下，機(jī)體中存在很多TLRs信號(hào)通路的負(fù)向調(diào)控因子，可以十分精準(zhǔn)的對(duì)TLRs信號(hào)通路進(jìn)行負(fù)向調(diào)節(jié)，適當(dāng)?shù)臏p弱TLRs的信號(hào)強(qiáng)度或直接終止TLRs的信號(hào)傳導(dǎo)，避免強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)對(duì)機(jī)體的造成的損傷，維持免疫平衡。目前，大量關(guān)于TLRs介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的上游及下游信號(hào)事件的研究方興未艾。隨著研究的深入，更好地理解每一個(gè)TLR、每一個(gè)TIR接頭蛋白和發(fā)現(xiàn)更多的靶向TLRs通路的關(guān)鍵性信號(hào)分子、適配蛋白或轉(zhuǎn)錄因子以及它們在人類與動(dòng)物疾病的免疫應(yīng)答中的作用，將為預(yù)防、干預(yù)、治療TLRs介導(dǎo)的疾病提供全新的策略和方案。

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Progress on Negative Regulatory Mechanism of Toll-like Receptor Signal Transduction

GAO Ming1,AO Yue2,LUAN Xin-hong1

(1.CollegeofAnimalHusbandryandVeterinaryMedicine,ShenyangAgriculturalUinversity,Shenyang,Liaoning,110161,China; 2.ShenyangAnimalDiseasePreventionandControlCenter,Shenyang,Liaoning,110034,China)

This paper summarized the negative regulation of TLRs mediated inflammatory response pathway. The study found that many negative regulatory proteins negatively regulate TLRs signal pathway by different mechanisms (degradation and antagonist) targeting key signaling molecules, interfere with connection complex formation in signal transduction pathway, ubiquitination and degradation of adaptor protein in signaling pathway, transcription regulation, inhibit the TLRs signal and maintain immune homeostasis. The paper reviewed the transduction pathway of TLRs signal and its negative regulatory mechanism.

Toll-like receptor;immunity;negative regulation;signal transduction

2014-06-04

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31172286)

高 明(1970-)，男，遼寧阜新人，講師，博士，主要從事基礎(chǔ)獸醫(yī)學(xué)研究。*

S852.1

:A

:1007-5038(2015)01-0096-06