sTLR4的研究進(jìn)展

1、sTLR4的研究進(jìn)展   本文關(guān)鍵詞：    本文簡(jiǎn)介：摘要：TLR4是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的哺乳動(dòng)物的Toll樣受體（TLRs）,廣泛表達(dá)于哺乳動(dòng)物細(xì)胞表面，能識(shí)別病原體的入侵，通過識(shí)別配體，激活核轉(zhuǎn)錄因子kappaB（NF-B）,進(jìn)而觸發(fā)炎癥反應(yīng)。近年來，在體液中發(fā)現(xiàn)了一種可溶性形式TLR4（sTLR4）.sTLR4來自TLR4mRNA的可變剪    本文內(nèi)容：   摘要：TLR4是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的哺乳動(dòng)物的Toll樣受體 （TLRs） , 廣泛表達(dá)于哺乳動(dòng)物細(xì)胞表面， 能識(shí)別病原體的入侵， 通過識(shí)別配體， 激活核轉(zhuǎn)錄因

2、子kappa B （NF-B） , 進(jìn)而觸發(fā)炎癥反應(yīng)。近年來， 在體液中發(fā)現(xiàn)了一種可溶性形式TLR4 （s TLR4） .s TLR4來自TLR4 mRNA的可變剪切， 廣泛存在于各種體液中。s TLR4主要通過與MD-2形成復(fù)合體， 抑制LPS信號(hào)通路， 從而抑制LPS引起的炎癥反應(yīng)。s TLR4作為炎癥的診斷工具；作為某些炎癥的拮抗劑， 抑制炎癥反應(yīng)；替代細(xì)胞膜上TLR4受體的胞外域， 用于研究信號(hào)分子與TLR4的相互作用；作為某些癌癥的預(yù)后指標(biāo)。      關(guān)鍵詞：sTLR4; 可變剪切； 炎癥反應(yīng)； 癌癥；     

3、    1.1 s TLR4的來源      TLR4受體屬于型跨膜糖蛋白， 結(jié)構(gòu)上主要由胞外域、跨膜域和胞內(nèi)域構(gòu)成。其胞外域由富含亮氨酸的重復(fù)序列組成， 能結(jié)合相關(guān)配體?？缒び蚴墙閷?dǎo)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要結(jié)構(gòu)。胞內(nèi)域進(jìn)化保守， 因其結(jié)構(gòu)類似于IL-1受體， 故稱為TIR （Toll/IL-1 receptor） 區(qū)。TLR4的固有配體主要有細(xì)菌脂多糖 （Lipopolysaccharide, LPS） 、熱休克蛋白 （Heat shock protein, HSP） 60、軟脂酸等1.     

4、60;一個(gè)基因的不同外顯子和內(nèi)含子可以組合并一起被剪切下來， 從而產(chǎn)生出不同的mRNA.一個(gè)外顯子或內(nèi)含子是否被剪切保留在成熟的mRNA中也是可以變化的， 故稱之為可變剪切。Pre-mRNA可變剪切過程在真核生物中極為普遍， 尤其是脊椎動(dòng)物。TLR4的mRNA前體在成熟過程中會(huì)進(jìn)行選擇性剪切， 產(chǎn)生TLR4 mRNA亞型。Iwami等2在研究中發(fā)現(xiàn)， 用DNA印跡技術(shù)可檢測(cè)到多種TLR4mRNA亞型。其中一種亞型與成熟TLR4 mRNA大致相同， 區(qū)別在于第二和第三個(gè)外顯子之間有額外的144 bp的插入序列， 此144 bp插入序列可在TLR4 mRNA的基因組文庫(kù)中發(fā)現(xiàn)， 且符合堿基互補(bǔ)配對(duì)

5、規(guī)則， 是TLR4 mRNA選擇性剪切產(chǎn)物。此段插入序列在110 bp處有一個(gè)框內(nèi)終止密碼子， 可編碼一種穩(wěn)定存在的可溶性的蛋白質(zhì)， 即s TLR4.杜金苓等3發(fā)現(xiàn)綿羊TLR4基因存在3種剪接體形式， 除正常TLR4外將兩種新型剪接體分別命名為Var2-TLR4和Var3-TLR4.Var2-TLR4在第2外顯子與第3外顯子之間有222 bp堿基的插入， 但在插入序列中提前出現(xiàn)終止密碼子， 導(dǎo)致Var2-TLR4可能出現(xiàn)一個(gè)由86個(gè)氨基酸構(gòu)成的蛋白， 這種情況與鼠s TLR4非常相似。      1.2 s TLR4的作用機(jī)制   

6、  研究中發(fā)現(xiàn)， 額外的144bp插入序列編碼122aa的蛋白質(zhì)， 開始的86aa與TLR4胞外域相同， 只有87122aa不同2.由于s TLR4與TLR4胞外域結(jié)構(gòu)上極為相似， Hyakushima等4人工制備一種可溶形式的缺少胞質(zhì)域和跨膜域的TLR4, 包含推測(cè)的胞外域 （Met1-Lys631） .結(jié)合試驗(yàn)證明了s TLR4能與髓樣分化蛋白2 （Myeloid differentiation protein-2, MD-2） 結(jié)合， 而且s TLR4/MD-2復(fù)合體能結(jié)合LPS, 單獨(dú)的s TLR4則不能結(jié)合LPS, 且s TLR4/LPS復(fù)合體能抑制LPS誘導(dǎo)的T

7、LR4/NF-B信號(hào)通路激活4-6.因此， s TLR4能與MD-2形成復(fù)合體， 與細(xì)胞膜上的TLR4信號(hào)復(fù)合體競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合LPS等配體， 阻斷TLR4信號(hào)通路， 從而抑制LPS等配體引起的炎癥反應(yīng)。      1.3 s TLR4的分布      編碼s TLR4的TLR4 mRNA亞型廣泛存在于多種組織中， 包括腦、心、腎、胸腺、脾、小腸和睪丸。s TLR4也在多種體液中存在， 包括唾液、血清、關(guān)節(jié)液、腦脊液、羊水和胸腹水。Zunt等7在健康人的靜息唾液中發(fā)現(xiàn)了s TLR4, 并且有4種不同大小的s TLR4,

8、分子質(zhì)量分別為90、78、54和44 k D, 但只有90 k D的s TLR4有生理活性。在健康人的血清中也可檢測(cè)到s TLR4, 但是濃度極低。有文獻(xiàn)報(bào)道， 在LPS直接刺激后， 血液中會(huì)釋放大量的細(xì)胞因子、趨化因子以及s TLR48.用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn) （Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA） 可檢測(cè)到關(guān)節(jié)液中的s TLR4, 并且不同部位關(guān)節(jié)液中s TLR4含量不同， 掌腕關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)液中s TLR4含量高于膝蓋關(guān)節(jié)液9.健康人腦脊液中也可檢測(cè)到s TLR4, 腦脊液中s TLR4水平明顯高于血清中s TLR4水平， 并且在人類免疫缺陷病毒感染且

9、患有認(rèn)知障礙的患者腦脊液中s TLR4水平顯著高于正常人10.妊娠期婦女體內(nèi)羊水也能檢測(cè)到s TLR4, 羊水中s TLR4水平隨著羊膜腔微生物入侵而升高11.      2.1 作為炎癥的拮抗劑， 抑制炎癥反應(yīng)      s TLR4與TLR4胞外域在結(jié)構(gòu)上極為相似， 能與細(xì)胞膜上的TLR4競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合配體， 阻斷TLR4信號(hào)通路， 抑制配體引起的炎癥反應(yīng)。Mitsuzawa等研究證明s TLR4與MD-2結(jié)合， s TLR4/MD-2復(fù)合體能與細(xì)胞表面TLR4受體復(fù)合物競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合LPS, 顯著降低LPS誘導(dǎo)的NF

10、-B活化和IL-8的分泌4,5.在小鼠氣管輸注LPS能引起小鼠肺部炎癥。在LPS輸注后氣管輸注s TLR4/MD-2復(fù)合體后支氣管肺泡灌洗液中的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)和TNF-的水平顯著降低， 有效抑制LPS誘導(dǎo)的小鼠肺部炎癥5.Katharina等      2.2 研究信號(hào)分子與TLR4的相互作用      s TLR4與TLR4胞外域結(jié)構(gòu)極為相似， 能與TLR4配體結(jié)合， 可以利用s TLR4代替TLR4胞外域， 研究信號(hào)分子與細(xì)胞膜上TLR4受體的相互作用。      在研究

11、中草藥小青龍湯對(duì)于過敏炎癥反應(yīng)的抑制作用時(shí)發(fā)現(xiàn)， 小青龍湯能降低屋塵螨引起的細(xì)胞TLR4表達(dá)， 加入s TLR4或粗糙型沙門菌LPS能減弱小青龍湯對(duì)于神經(jīng)生長(zhǎng)因子和胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素的抑制效果， 小青龍湯能抑制人類肺泡上皮細(xì)胞的p75神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子受體和NF-B的Ser536磷酸化， 而s TLR4能削弱此抑制效應(yīng)， 證明小青龍湯可能通過有細(xì)胞膜上TLR4參加的信號(hào)通路抑制過敏炎癥反應(yīng)14.      在研究MBL對(duì)白色念珠菌誘導(dǎo)的細(xì)胞反應(yīng)的影響時(shí)， 發(fā)現(xiàn)MBL能減低白色念珠菌誘導(dǎo)的TLR4表達(dá)， 用抗TLR4抗體能抑制MBL與白色念珠菌誘導(dǎo)的細(xì)胞結(jié)合

12、， 提示TLR4是MBL作用位點(diǎn)。免疫共沉淀試驗(yàn)顯示MBL能與s TLR4共沉淀， 進(jìn)一步驗(yàn)證了MBL與TLR4的相互作用15.      在研究人類防御素 （Human-defensin 3, HBD-3） 調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的機(jī)制時(shí)， 用s TLR4代替TLR4胞外域， 發(fā)現(xiàn)s TLR4能與HBD-3結(jié)合， 且s TLR4能競(jìng)爭(zhēng)性抑制HBD-3與im DC結(jié)合， 證明HBD-3與im DC的結(jié)合位點(diǎn)與TLR4有關(guān)16.      在研究代謝標(biāo)記的脂低聚糖 （Lipooligosaccharide, LOS） 和MD-

13、2的純化復(fù)合物3HLOS-MD-2與放射性碘化標(biāo)記內(nèi)毒素-MD-2復(fù)合體LOS-MD-2125I, 這兩種復(fù)合物與TLR4的結(jié)合性能， 用s TLR4直接比較兩種標(biāo)記LOS-MD-2的與細(xì)胞膜上TLR4受體結(jié)合性能17.      2.3 作為炎癥診斷工具      TLR4作為先天性免疫應(yīng)答的重要受體， 能識(shí)別病原體相關(guān)分子模式 （Pathogenassociated molecular patterns, PAMPs） 和危險(xiǎn)相關(guān)分子模式 （Danger-associated molecular pattern

14、s, DAMPs） , 偶聯(lián)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑， 誘導(dǎo)NF-B的活化， 產(chǎn)生大量的炎癥因子。TLR4基因敲除可使機(jī)體尤其是內(nèi)臟脂肪組織處于低度炎癥狀態(tài)， 免疫細(xì)胞的數(shù)量和比例失調(diào)18.s TLR4被認(rèn)為是TLR4的負(fù)調(diào)節(jié)機(jī)制之一， 在炎癥時(shí)水平會(huì)升高， 可作為炎癥診斷的生物標(biāo)志物。      在口腔扁平苔蘚患者的靜息唾液中， 檢測(cè)到s TLR4水平顯著升高7.Ten等深入探究各種炎癥疾病中s TLR4的水平， 發(fā)現(xiàn)感染性炎癥患者的血清s TLR4水平顯著高于非感染性炎癥患者；對(duì)比病毒感染患者， 細(xì)菌感染患者的超敏C反應(yīng)蛋白和s TLR4濃度更高8.在患骨關(guān)節(jié)炎

15、的患者的掌腕關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)液中s TLR4水平顯著高于正常人9.在動(dòng)脈瘤蛛網(wǎng)膜下腔出血患者的腦脊液中， s TLR4水平隨時(shí)間推移顯著上升， 但是有一定的延遲19.在非酒精性脂肪肝和肝纖維化患者中， 血清s TLR4水平顯著高于正常人20, s TLR4水平隨肝纖維化程度加深而升高， 在一定程度上能預(yù)測(cè)非酒精性脂肪肝和肝纖維化以及疾病的進(jìn)展。在乙型肝炎病毒e抗原 （HBe Ag） 陰性的慢性病毒性乙型肝炎患者的血清s TLR4水平顯著高于正常人21, 且與HBV DNA及丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶水平成正相關(guān)。      2.4 s TLR4在癌癥中的作用 &

16、#160;    研究證明在結(jié)腸癌、乳腺癌22、胃癌等不同的腫瘤組織中， TLR4的表達(dá)較正常組織均有所升高。TLR4的活化能引起促炎因子和其他介質(zhì)的產(chǎn)生來抵抗病原微生物， 而TLR4的過度表達(dá)則會(huì)促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、免疫逃避23.而s TLR4作為TLR4的負(fù)調(diào)節(jié)機(jī)制之一， 在癌癥患者的血清中水平顯著升高， 與癌癥患者的預(yù)后有密切關(guān)系。      在研究非小細(xì)胞型肺癌 （NSCLC） 患者的預(yù)后時(shí)發(fā)現(xiàn)NSCLC患者血清中s TLR4水平顯著高于正常人， 期或期NSCLC患者的血清s TLR4水平明顯高于期NSCLC患者，

17、 而期NSCLC患者血清s TLR4明顯低于期NSCLC患者， 即在局限性NSCLC中血清s TLR4水平隨TMN分期增加而增加， 而在轉(zhuǎn)移性NSCLC患者中， s TLR4水平顯著降低24.此外， TNM分期期和期的癌癥組織中TLR4表達(dá)水平與血清s TLR4水平呈負(fù)相關(guān)， 而在全階段患者和期患者中TLR4表達(dá)與血清s TLR4水平無明顯相關(guān)性25.血清s TLR4水平與NSCLC的病理類型也有關(guān)系， 鱗癌患者血清s TLR4水平顯著高于腺癌患者。在血清s TLR4水平高組的NSCLC患者的平均總存活數(shù)顯著高于s TLR4低組， 證明血清s TLR4高預(yù)示癌癥預(yù)后良好。  

18、0;   探究結(jié)直腸癌的新型治療方法時(shí)， 發(fā)現(xiàn)s TLR4/MD-2復(fù)合物可在體外和體內(nèi)試驗(yàn)中通過下調(diào)長(zhǎng)鏈非編碼RNA （IncRNA） H19表達(dá)來抑制結(jié)直腸癌的遷移和侵襲26.此外， 研究人員發(fā)現(xiàn)在多發(fā)性骨髓瘤患者的血清中， s TLR4的濃度顯著高于正常人， 而且多發(fā)性骨髓瘤不同時(shí)期的血清s TLR4濃度也有差異， 期組血清s TLR4濃度顯著高于期組， 期組血清s TLR4濃度顯著高于期組， 表明血清s TLR4濃度檢測(cè)可用于多發(fā)性骨髓瘤的早期診斷27.         s TLR4作為TLR4的負(fù)調(diào)節(jié)機(jī)制

19、之一， 在炎癥反應(yīng)中水平顯著升高， 因而能作為炎癥反應(yīng)的生物標(biāo)志物。然而， s TLR4在鑒別感染性炎癥與非感染性炎癥以及細(xì)菌性感染與病毒性感染時(shí)的準(zhǔn)確性并不能超過超敏C反應(yīng)蛋白8, 因而只能作為鑒別炎癥類型的輔助診斷手段。而且， 腦脊液中的s TLR4釋放延遲， 會(huì)對(duì)炎癥的及時(shí)診斷產(chǎn)生影響。在研究羅素伐他汀對(duì)于未治療的HIV患者的免疫活化標(biāo)志物的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)， HIV患者血清s TLR4與正常人相比無顯著差異28, 這與其他研究有很大差異， s TLR4作為炎癥標(biāo)志物的準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。      s TLR4在結(jié)構(gòu)上與TLR4胞外域極為相似， 可競(jìng)

20、爭(zhēng)性抑制細(xì)胞膜上TLR4與其配體結(jié)合， 因而能阻斷TLR4信號(hào)通路， 從而抑制相關(guān)配體引起的炎癥反應(yīng)。但是s TLR4單獨(dú)并不能結(jié)合LPS等配體， 必須要與單體MD-2形成復(fù)合物才能與細(xì)胞膜表面TLR4競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合配體， 大劑量的MD-2很難制備， 狀態(tài)不穩(wěn)定， 易沉積形成大量無活性的二硫化低聚體， 為s TLR4的應(yīng)用帶來了困難。此外， 這些試驗(yàn)只是驗(yàn)證在體外和小鼠體內(nèi)， 在其他動(dòng)物甚至人類體內(nèi)s TLR4/MD-2能否抑制炎癥反應(yīng)還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。      總之， 盡管存在種種限制和未知， s TLR4的發(fā)現(xiàn)意義重大， 不僅能作為TLR4的一種負(fù)調(diào)節(jié)

21、機(jī)制， 還能作為炎癥的拮抗劑， 抑制炎癥；作為炎癥的生物標(biāo)志物， 預(yù)示體內(nèi)出現(xiàn)炎癥反應(yīng)；作為某些腫瘤的標(biāo)志物， 反映腫瘤預(yù)后；代替TLR4胞外域， 驗(yàn)證各種信號(hào)分子與TLR4的相互作用。      參考文獻(xiàn)      1Nicholas DA, Zhang K, Hung C, et al.Palmitic acid is a toll-like receptor 4 ligand that induces human dendritic cell secretion of IL-1J.PLo S One, 201

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