Toll樣受體信號通路與TAM受體在炎癥性腸病中的作用①

賀雅靜 謝 勇（南昌大學第一附屬醫(yī)院消化內科，南昌330006）

1 IBD流行病學情況和發(fā)病機制

有關學者對1990～2003年我國23家醫(yī)院收治的3 100例潰瘍性結腸炎（ulcerative colitis，UC）住院患者進行回顧性調查，發(fā)現(xiàn)近14余年來，其中部分醫(yī)院的數(shù)據(jù)顯示炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease，IBD）住院患者人數(shù)在所有胃腸道疾病住院患者人數(shù)中呈現(xiàn)明顯上升趨勢［1］。IBD是一組發(fā)生于胃腸道但病因不明的腸道慢性炎癥性疾病。目前，多數(shù)學者認為IBD的發(fā)病機制可能與環(huán)境因素、遺傳易感性、腸道微生物菌群的改變和（或）免疫系統(tǒng)失調等密切相關［2-3］。在這些因素中，天然免疫系統(tǒng)中的細胞受體是基礎，識別致病分子以觸發(fā)免疫反應。近年來，越來越多的證據(jù)表明免疫系統(tǒng)失調，特別是Toll樣受體（TLR）介導的先天性免疫系統(tǒng)失調是IBD發(fā)病機制的核心參與者。眾所周知，TLR是天然免疫系統(tǒng)的重要組成部分，可以識別細菌、真菌和病毒中的微生物成分。TLR激活可導致促炎介質的分泌。TLR信號轉導通路的激活導致許多在宿主防御中起作用的基因被誘導，包括炎癥細胞因子、趨化因子和抗原提呈分子［4］。一些研究表明盡管TLR的激活導致炎癥和免疫調節(jié)基因的轉錄，但TLR在腸道內的信號轉導也可能抑制炎癥反應從而維持腸道穩(wěn)態(tài)［5］。

2 TLRs在IBD疾病中的作用

先天免疫反應是宿主抵御入侵病原體的第一道防線，在識別病原體和維持腸道內環(huán)境平衡中起著至關重要的作用。TLRs是一種模式識別受體，作為先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是感知和識別病原體相關分子模式（PAMPs）。PAMPs是微生物的高度保守結構，如非甲基化雙鏈DNA、單鏈RNA、脂多糖（LPS）、脂蛋白和鞭毛蛋白［6］。TLRs與該病原體相關分子模式識別后激活一系列下游信號，誘導炎癥細胞因子、趨化因子和Ⅰ型干擾素的分泌。TLR激活引起的炎癥反應是一種保護性反應，它不僅能去除有害刺激物，還能修復受損組織［7］。一旦組織修復并消滅病原體，這種反應通常會迅速終止。然而，由于TLRs的調節(jié)機制異常，TLRs信號的不適當激活可能會通過形成炎癥細胞因子分泌的反饋回路來破壞體內平衡，從而導致自身免疫和炎癥性疾病的發(fā)生［8］。綜上所述，TLRs是一把雙刃劍：缺乏TLRs信號可能使機體易受致病因素攻擊，而過度的TLRs反應將導致一系列促炎細胞因子和趨化因子的不受控釋放，從而導致炎癥性疾病的發(fā)生。因此，TLR介導的反應需要嚴格調節(jié)，以實現(xiàn)免疫系統(tǒng)的最佳和平衡性能。

迄今為止，在人類和小鼠中分別發(fā)現(xiàn)了10和12種TLRs，分別為：人類細胞普遍表達的10種功能性TLRs（TLR1-10）以及在小鼠中表達的12種TLRs（TLR1-9和TLR11-13）［9］。正常腸黏膜的原發(fā)性腸上皮細胞（IECs）組成性表達TLR2、TLR3、TLR4和TLR5，而在IBD患者中的表達會發(fā)生改變。例如，在IBD和其他腸道炎癥疾病中，TLR4和TLR2被廣泛上調［10］。CD和UC患者的腸上皮細胞中TLR8和TLR9也上調［11-12］。另一方面，在一些研究中，在CD和UC患者的腸上皮細胞中TLR3和TLR5的表達出現(xiàn)下調［13-15］。這些數(shù)據(jù)表明IBD可能與腸上皮選擇性TLRs表達的特異性改變有關?？傊?，IBD中的免疫失衡和炎癥的發(fā)生其原因可能是IECS中TLRs免疫系統(tǒng)失調。

3 TLRs信號的轉導

在目前發(fā)現(xiàn)的所有TLRs中，除了TLR3，其余所有的TLRs信號都通過銜接蛋白-髓樣分化因子88（MYD88）傳遞［16］。TLR3通路需要含有TIR域的轉接器誘導干擾素（TRIF），而TLR4可以通過MYD88依賴和TRIF依賴的2種信號通路［17］。在受體與配體結合之后，TLRs信號通路激活啟動多種免疫反應，例如，TLR1/2、TLR2/6和TLR5誘導炎癥細胞因子的產生，而TLR3和TLR4誘導Ⅰ型干擾素和炎癥細胞因子［18］。信號轉導途徑通過復雜的細胞內信號途徑啟動和傳播，并經絲裂原活化蛋白激酶級聯(lián)反應，導致轉錄因子NF-κB和激活蛋白1的激活。這導致許多促炎細胞因子的基因轉錄，如IL-1、IL-6、IL-12和TNF-α、趨化因子、黏附分子、急性期蛋白、共刺激分子和其他轉錄因子［19］。

TLRs信號的轉導見圖1，細胞表面和核內體TLRs是由入侵病原體的代表性配體觸發(fā)的，啟動下游信號傳導。除TLR3外，所有TLR均激活MYD88依賴通路。在TLRs激活后，MYD88招募了IRAK蛋白家族和轉接器蛋白TRAF6。IRAK蛋白的磷酸化將信號傳遞給TAK1復合物，隨后激活IKK復合物?；罨腎KK復合物磷酸化IκB并標記其降解。磷酸化的IκB誘導NF-κB的釋放及其在細胞核內的易位，導致促炎細胞因子的產生和釋放。此外TLR3和TLR4還可經過TRIF依賴性途徑，招募TRAM銜接蛋白來激活TLR4。TRIF通路需要TRAF3將信號傳遞給TBK1和IKKε復合物，后者分別激活IRF3和IRF7。IRF蛋白進入細胞核，進而轉錄Ⅰ型干擾素。

圖1 TLRs樣受體信號的轉導示意圖Fig.1 Transduction of TLRs signals

4 TAM受體及信號通路

TAM受體包括3個成員∶Tyro3、Axl和Mertk，胞外可與配體結合，胞內具有酪氨酸激酶活性結構域。TAM受體具有共同配體，包括生長停滯特異基因6（Gas6）和S蛋白（ProS）。TAM受體和配體相互作用對免疫應答的穩(wěn)態(tài)起著至關重要的作用，TAM信號轉導的缺失與慢性炎癥和自身免疫性疾病有關。TAM信號調節(jié)的3個過程可能獨立或共同參與免疫內穩(wěn)態(tài)∶先天免疫應答的負調節(jié)、凋亡細胞的吞噬和血管完整性的恢復［20］。TAM受體磷酸化后，可以激活多種復雜的下游信號通路。目前關于TAM受體信號通路的研究進展主要如下［21］∶在表達Tyro3和Axl受體的細胞中激活的主要是PI3K/AKT途徑和MAPK/ERK途徑；而在表達Mertk受體的細胞中除了能激活PI3K/AKT途徑和MAPK/ERK途徑外還可以激活PLC-γ途徑。其中，在巨噬細胞中最有代表性的TAM受體信號通路是PI3K/Akt通路。PI3K由p85調控亞基和p110催化亞基組成。磷酸化的TAM受體胞內激酶結構域可直接與PI3K的p85亞基結合。此外，TAM受體還可以利用生長因子受體結合蛋白2（Grb2）/SOCS1與p85相互作用。通過這兩種機制激活PI3K后，PI3K磷酸化Akt，進而激活PI3K/Akt途徑。

5 TAM受體負性調控TLRs信號通路在IBD中的作用

TAM受體及其配體在適應性和先天性免疫反應中發(fā)揮重要作用［22］。先天性免疫反應是機體對病原菌的一線反應，并且會導致機體適應性免疫反應的激活。當病原體入侵機體時，機體會激活抗原遞呈細胞（巨噬細胞、樹突狀細胞），引起炎癥反應，從而抵抗入侵的病原體，調節(jié)免疫反應。病原體被清除后，機體需要及時終止炎癥反應，如若不能及時終止，會對機體自身組織造成損傷，導致多種自身免疫性疾病的發(fā)生，例如∶IBD、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風濕性關節(jié)炎、系統(tǒng)性血管炎和硬皮病等。因此機體存在精密的負性調控系統(tǒng)來抑制過度的免疫反應，其中TAM受體家族就是通過負性調控免疫反應來維持機體的免疫穩(wěn)態(tài)。

在IBD中，巨噬細胞和樹突狀細胞上表達的TLRs可以識別各種病原相關分子模式，并通過TLRs介導的信號通路啟動炎癥反應。當病原體入侵機體時，樹突狀細胞的TLRs被激活，引發(fā)炎癥反應并分泌炎癥因子，而后由α-干擾素（IFN-α）誘導JAK-STAT信號通路的活化使TAM受體表達上調，Gas6/TAM信號通路的激活可以促進SOCS1和SOCS3的表達，抑制TLRs信號通路，最終抑制炎癥反應。并且相關研究顯示Ⅰ型干擾素受體缺陷小鼠或STAT1缺陷小鼠沒有誘導巨噬細胞中Axl的mRNA轉錄［23］。另一方面，巨噬細胞上的TAM家族受體可以通過抑制TLRsⅠ型干擾素的信號轉導來減輕炎癥反應［23］。綜上所述，這些研究結果表明，TAM受體信號傳導對Ⅰ型干擾素（TLRs信號通路）的抑炎作用至關重要，同時也抑制了Ⅰ型干擾素信號（TLRs信號通路）傳導。因此，巨噬細胞上的TLRs信號通路激活TAM受體后，與TAM受體形成了1個負反饋系統(tǒng)，可以預防慢性炎癥狀態(tài)。

6 展望

TAM受體家族因其表達于多種組織和細胞而受到人們廣泛的關注，目前研究結果顯示，TAM受體在機體免疫調節(jié)和維持機體免疫穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮了重要的作用。TAM受體作為TLRs信號通路的負性調控分子之一，它是如何發(fā)揮免疫調節(jié)作用以及在宿主防御中的功能還需要驗證和深入研究。此外，這對于進一步揭示TLRs相關疾病的發(fā)病機制起著重要作用。在IBD患者的治療中，是否可以將抗原遞呈細胞（巨噬細胞）作為靶點，通過外源性給予TAM受體及其配體靶向作用于抗原遞呈細胞，以及對IBD是否有治療作用及其機制值得深入研究。這些進一步的研究對于開辟IBD治療的新途徑具有重要的理論意義和實用價值，通過調控TAM受體信號對炎癥性腸病的治療提供新方向，有望彌補IBD現(xiàn)有的治療缺陷，為IBD患者提供一種新的治療方法。