內質網(wǎng)駐留蛋白UNC93B1及TLR7在系統(tǒng)性紅斑狼瘡發(fā)病中的作用及治療進展

黃亮梅 史建強

廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院皮膚科，廣東湛江，524001

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)是一種病因未明、累及多器官多系統(tǒng)的慢性自身免疫性疾病。其發(fā)病與遺傳因素、性激素、環(huán)境因素相關，各種免疫細胞群激活失調導致自我耐受性下降是SLE發(fā)病機理的主要原因之一。Toll樣受體(TLR)通過識別外源DNA和RNA在先天免疫中起關鍵作用，胞內TLRs定位于細胞區(qū)室化結構中,這限制了其被自身來源的核酸的激活，并降低了自身免疫反應的可能性[1]。TLR是由細胞外富含亮氨酸重復序列(leucine- rich repeat, LRR)結構域、與UNC93B1相互作用的近膜區(qū)及跨膜螺旋(transmembrane helices, TMH)結構和胞質Toll/IL-1受體(TIR)結構域組成的I型跨膜蛋白[2，3]。配體與TLR的結合觸發(fā)受體二聚化，該二聚體誘導TLR域的締合以引發(fā)信號級聯(lián)反應，產生一系列炎癥因子，從而介導自身免疫性疾病的產生。

1 UNC93B1的結構、細胞定位及功能

不協(xié)調的93同系物B1(uncoordinated 93 homolog B1, UNC93B1)與主要促進因子超家族(major facilitator superfamily, MFS)轉運體結構具有同源性，主要由597個氨基酸、12個跨膜螺旋結構組成。UNC93B1的12個TMH排列成兩個偽對稱的六螺旋束，由N端TM1-6和C端TM7-12組成[1，2，4]。UNC93B1定位于內質網(wǎng)(reticulum, ER)、內體、溶酶體、吞噬體中，是幾種TLRs正確轉運所必需的[5]。UNC93B1還調節(jié)主要組織相容性復合體II類(major histocompatibility complex class II , MHCII)抗原遞呈，MHCII蛋白的缺乏會減少TLR9信號傳導，說明調節(jié)先天和適應性應答的蛋白質之間存在聯(lián)系[6]。UNC93B1主要表達在樹突狀細胞和B淋巴細胞中，在T淋巴細胞中未見或幾乎不表達[7]。

通過冷凍電子顯微鏡下觀察野生型(WT)和H412R突變體巨噬細胞，證實了高爾基體和內體中僅可檢測到WT 的UNC93B1，而未檢測到H412R 的UNC93B1，而兩者均能在ER中檢測到[8]，這說明了UNC93B1的H412R突變，導致其喪失轉運功能而駐留在內質網(wǎng)上。在UNC93B1無功能突變的樹突狀細胞中，內體酸化、吞噬體成熟、抗原降解、抗原輸出到胞質溶膠和同鈣池操縱性鈣內流(store-operated Ca2+entry, SOCE)通路開放相關的基質相互作用分子(stromal interacting protein 1, STIM1)的功能受損，這些缺陷導致3d突變小鼠的抗原交叉呈遞和抗腫瘤反應受損[9]。

2 TLR7的結構、細胞定位及功能

人和小鼠中分別已報道了10種和13種TLR，并識別出稱為病原體相關分子模式(PAMP)的微生物組分， TLR依賴性識別PAMPS導致先天免疫系統(tǒng)的激活，隨后導致激活抗原特異性適應癥免疫，每個TLR都識別出微生物組件的不同成分(表1)[10，11]。根據(jù)它的表達部位不同，TLRs可以分成兩類：表達于胞膜的TLR和表達于內體和吞噬體膜的TLR。哺乳動物的TLR3/7/8/9通過識別微生物核酸來引發(fā)免疫應答的感染[12]。

TLR7由位于X染色體的短臂上的基因編碼，是一種位于細胞內的高度保守的固有免疫病原模式識別受體，能夠識別病毒中的單鏈RNA，細胞處于穩(wěn)定狀態(tài)時，大部分TLR7表達在pDC和B細胞的內質網(wǎng)上，當受到病毒侵襲時，位于內質網(wǎng)的多跨膜蛋白UNC93B1將和TLR7從內質網(wǎng)轉移到內體中，在內體中形成有活性的受體，與配體結合，啟動下游信號通路，它的運輸和激活受ER伴侶UNC93B1和溶酶體蛋白酶的調節(jié)[6，13，14]。除了UNC93B1之外，TLR7的正常折疊和成熟需要幾個伴侶蛋白，如gp96和與TLR4相關的蛋白(PRAT4A)，以允許它們轉運出內質網(wǎng)[15]。在Han[16]等的研究中，還鑒定出了刺鰻的TLR7亞家族成員，MaTLR7、MaTLR8、MaTLR9，這無疑有利于完善TLR7的結構及相關功能。

3 UNC93B1與TLR7在系統(tǒng)性紅斑狼瘡疾病中的作用

紅斑狼瘡好發(fā)于育齡期女性，紅斑狼瘡根據(jù)臨床上異質性，可分為皮膚型紅斑狼瘡(cutaneous lupus erythematosus, CLE)、系統(tǒng)性紅斑狼瘡。在某些情況下，CLE與SLE的發(fā)展有關。Leeb等[5]發(fā)現(xiàn)患有剝脫性皮炎型紅斑狼瘡的犬UNC93B1: c.1438C>A or p.Pro480Thr，并預測第1438位上的胞嘧啶被腺嘌呤替換會影響UNC93B1的C末端尾部，并且該尾部最近被證明通過與同癸烷結合蛋白(syndecan-binding protein , SDCBP)的相互作用來限制TLR7介導的自身免疫。SDCBP也稱為syntenin-1，SDCBP與UNC93B1和TLR7相互作用，這種相互作用抑制了TLR7信號并防止內源性核酸對TLR7的自身免疫激活[17]。

表1 TLRs的表達和識別特性

有研究發(fā)現(xiàn)，活動性SLE患者的單個核細胞和B細胞中Unc93b1 、Tlr7 mRNA的表達水平明顯高于健康對照組，并且UNC93B蛋白表達升高與抗雙鏈DNA抗體升高有顯著相關性[18-20]。在SLE中，內體TLR7的含量至關重要，鼠模型顯示TLR7過度表達足以誘發(fā)自發(fā)性狼瘡樣疾病[21]，此外應用TLR7激動劑resiquimod或imiquimod治療的B6野生型小鼠和NZM2410小鼠，分別使野生型小鼠表現(xiàn)出了輕度的自身免疫反應和加速了NZM2410小鼠的自身免疫和狼瘡活動[22]。Souyris等[14]發(fā)現(xiàn)，SLE患病率在攜帶一個或多個多余X染色體的克氏綜合征(Klinefelter syndrome, KS)的男性中升高，這表明X染色體增加而導致Tlr7等位基因增加參與SLE的發(fā)病，這也進一步解釋了為什么SLE在女性好發(fā)。另外，目前的遺傳研究支持了TLR7 rs3853839 C/G多態(tài)性和系統(tǒng)性紅斑狼瘡易感性之間的聯(lián)系[23]。這說明了人體中TLR7和UNC93B1的表達水平升高參與了SLE的發(fā)病機制，但其具體的致病機制是什么？值得我們深入探索。

在Wang等[24]研究中發(fā)現(xiàn)，SLE患者體內TLR7蛋白的過度表達會導致過渡性(transitional, TR)B細胞的擴增，TR B細胞中的高TLR7信號促進自身抗體的產生。這項研究支持了SLE中TR B細胞的可能致病作用。而這種TR B細胞增高導致的SLE發(fā)生，是由于在人體或小鼠骨髓中歷經(jīng)陰性選擇(克隆清除、受體編輯、細胞克隆無能化)進入外周的TR B細胞約有40%具有自身反應性；在正常人中，當它們分化為初始B細胞時，該比例降至20%，而在SLE中TLR7的過表達促進了TR B細胞的存活，使具有自身免疫性的TR B細胞進一步發(fā)育成為漿細胞和記憶細胞，產生了具有自身反應的抗體，從而參與了SLE的發(fā)病[25]。

在pDC中TLR7的異常激活能夠促進IFN-γ和I-IFN的分泌，而這些細胞因子的產生能夠刺激骨髓細胞增生，增加了脾臟中中性粒細胞、單核細胞、樹突狀細胞和血清及皮膚中的中性粒細胞外誘捕網(wǎng)(NETs)；此外還促進了CD4+、CD8+T細胞的活化和角質形成細胞趨化因子CXCL9 , CXCL10和CXCL11的顯著表達，而這種趨化因子的表達誘導狼瘡皮膚炎癥反應[26]。同時TLR7激動劑體外刺激B細胞能誘導IFN-γR的表達上調及T細胞中IFN-γ的產生，并通過啟動IFN-γ信號通路下游的STAT1和T-bet促進了自身反應性B細胞的發(fā)育，最終導致了SLE的發(fā)病[27]。TLR7除了能介導IFNγ-STAT1-T-bet通路來引起SLE發(fā)病，在Celhar等[28]的研究中也發(fā)現(xiàn)，TLR7異常激活可以通過IRAK1/IRAK4活化介導下游的信號轉導通路，進而促進轉錄因子如NF-КB和IRF5的活化，啟動一系列炎癥因子的表達。最近有研究顯示TREML4能夠增強TLR7介導的信號傳導，TREML4的缺乏能改善SLE易感MRL/lpr小鼠炎性細胞因子的產生和腎臟疾病[29]。綜上可知，UNC93B1及TLR7與SLE的發(fā)生有著密不可分的聯(lián)系，通過對TLR7的調控機制的進一步研究能夠揭開關于SLE的發(fā)病機制，同時為SLE的治療提供更多有效的靶點。

4 UNC93B1或TLR7在系統(tǒng)性紅斑狼瘡的潛在治療作用

TLR7的異常激活與多種自身免疫疾病有關，是此類疾病的重要治療靶點，不僅能夠通過不同信號通路促進炎癥因子的產生，還能通過激活自身反應性B細胞，從而導致了自身抗體的生成。在SLE發(fā)病機制中，TLR信號傳導級聯(lián)(例如MyD88,IRAK和IFN-α)中的許多下游蛋白被鑒定為SLE處理的潛在治療靶標。靶向TLR信號傳導的許多拮抗劑，包括寡核苷酸，小分子抑制劑和抗體，目前在臨床前研究或SLE治療的臨床試驗中(表2)[30]。另外，Tojo等[31]用TLR7選擇性抑制劑Cpd-7處理患狼瘡的NZB/WF1小鼠，觀察到這些小鼠的蛋白尿以劑量依賴的方式顯著減少，并且未見小鼠死亡。Mussari等[32]用7f，一種2-苯基-吲哚-5哌啶化學系列抗TLR7藥物，持續(xù)給MRL/lpr小鼠灌胃，與潑尼松龍治療的MRL/lpr鼠相比，7f治療的MRL/lpr小鼠的尿蛋白、IL-10、抗dsDNA抗體水平明顯下降，并隨7f的劑量增加而逐漸降低。這些結果確立了TLR7小分子抑制劑有希望作為治療自身免疫性疾病的方法。

針對內質網(wǎng)駐留蛋白UNC93B1治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡或其它自身免疫性疾病的研究現(xiàn)在還比較少，可能與缺乏UNC93B1或Unc93b1基因突變的宿主對病毒感染都非常敏感有關，例如流感、單純皰疹病毒腦炎等感染性疾病由于Unc-93b缺失或者突變，降低了機體對病毒的免疫應答[33-35]。此外最新研究也發(fā)現(xiàn)UNC93B1在白血病、口腔癌的患者中存在著基因突變、轉錄水平增加，從而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[36,37]。目前關于UNC93B1的其它生物學功能研究還不是很多，這也有可能是限制它靶向藥開發(fā)的一個重要因素，但是從不同角度靶向調節(jié)UNC93B1以探索其在自身免疫性疾病中的作用機理，對此類疾病的預防和治療也將具有十分重要的意義。

表2 針對TLRs寡核苷酸的靶向SLE治療藥物

5 小結

系統(tǒng)性紅斑狼瘡嚴重損害患者的關節(jié)肌肉、肺部、心血管、血液系統(tǒng)、腎臟，特別是腎臟損害，威脅了人類的生命安全，約50%的患者有腎臟損害，其發(fā)生率隨病情延長而遞增。眾多遺傳、激素、免疫和環(huán)境因素均導致其發(fā)病，并且其多樣的生物學基礎和表型表現(xiàn)使治療藥物的開發(fā)變得困難。在過去十年中，已經(jīng)研究了具有數(shù)百種單獨候選治療劑的數(shù)十種治療靶標[38]。syntenin-1蛋白通過促進Unc93b1-TLR7外泌體的釋放，進而終止了TLR7信號通路的活化從而減輕自身免疫性因子的炎癥水平的發(fā)現(xiàn)，為自身免疫性疾病，如SLE的治療提供了新的途徑。減少TLR7的生成及增加其釋放到細胞外可能成為自身免疫性疾病的治療關鍵之一，目前已經(jīng)有關于TLR7拮抗劑藥物的相關報道，如喹唑啉、苯并噁唑、苯并咪唑酮和咪唑并噠嗪[39]。但關于針對通過促進TLR7外泌從而避免過度活化以達到治療疾病的相關研究還比較少，因此這將會是一個關于SLE的發(fā)病機制及治療的新的研究方向。此外，通過UNC93B1自身的功能，不難看出抑制UNC93B1-TLR7復合體向內體移行，從而減少內體中的TLR7含量，抑制TLR7相關通路的激活，進而減少炎癥因子的生成，將有可能成為一個治療SLE及其它自身免疫性疾病的新方向。