甘珊珊,何秀苗*,韋 平

(1.廣西民族大學(xué),廣西南寧 530006;2.廣西大學(xué),廣西南寧 530004)

雞Toll樣受體研究進(jìn)展*

甘珊珊1,何秀苗1*,韋 平2

(1.廣西民族大學(xué),廣西南寧 530006;2.廣西大學(xué),廣西南寧 530004)

Toll樣受體(TLRs)是一類典型的模式識(shí)別受體(PRR),是先天性免疫系統(tǒng)中的細(xì)胞跨膜受體以及病原模式識(shí)別(PAMP)受體之一。在雞體中發(fā)現(xiàn)的TLRs(chTLRs)已經(jīng)超過(guò)10種,其在進(jìn)化中趨于保守,能識(shí)別保守的微生物成分。TLRs對(duì)病原相關(guān)分子模式的識(shí)別不僅在先天性免疫中有重要作用,還能夠有效地啟動(dòng)獲得性免疫。論文對(duì)部分 TLRs在雞體中的分布及參與激活獲得性免疫途徑的研究進(jìn)行綜述。

雞;Toll樣受體;先天性免疫;獲得性免疫

*通訊作者

Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的先天性免疫跨膜受體和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)受體,是病原模式識(shí)別(pathogen-associated molecular patterns,PAMP)受體之一。在雞體中發(fā)現(xiàn)的TLRs(chTLRs)分子已超過(guò)10種。TLRs分布于雞的不同器官、組織和細(xì)胞;由于參與不同的免疫應(yīng)答,不同的TLR在雞體中的表達(dá)豐度(abundance)也不相同。TLRs分子在病原識(shí)別中具有重要作用,每一種TLR能夠識(shí)別不同病原體所攜帶的特異分子配體。在雞體中已發(fā)現(xiàn) TLR1(包括兩個(gè)亞型分別為chTLR1t1和chTLR1t2)、TLR6及 TLR10有相同的識(shí)別功能,主要識(shí)別革蘭陽(yáng)性細(xì)菌的脂蛋白和肽聚糖;TLR2(包括兩個(gè)亞型分別為 chTLR2t1和chTLR2t2)、及 TLR4主要識(shí)別病毒的蛋白成分;TLR5主要通過(guò)細(xì)菌的鞭毛而識(shí)別細(xì)菌病原體;TLR3、TLR7、TLR8及TLR9主要識(shí)別病毒的核酸成分;TLR15及TLR21主要參與雞的某些疾病的預(yù)防。chTLRs與哺乳動(dòng)物的TLRs系統(tǒng)既有聯(lián)系又有區(qū)別,是一種適應(yīng)周圍環(huán)境不斷變化和進(jìn)化的結(jié)果。通過(guò)TLRs,機(jī)體能夠識(shí)別病原相關(guān)分子模式并刺激細(xì)胞因子生成,上調(diào)吞噬細(xì)胞中共刺激分子的表達(dá),活化T細(xì)胞,在先天性免疫與獲得性免疫之間建立一個(gè)緊密相連的橋梁。因此,它是保護(hù)機(jī)體健康的重要衛(wèi)士。本文將對(duì)chTLRs結(jié)構(gòu)和功能及其疾病發(fā)生及免疫等方面的研究進(jìn)展做一概述。

1 TLR的結(jié)構(gòu)及功能

TLR由胞外區(qū)、跨膜區(qū)及胞內(nèi)區(qū)三部分組成。胞外區(qū)為富含亮氨酸重復(fù)序列(1eucine rich repeats,LRR)的結(jié)構(gòu)域,其特征是亮氨酸間隔分布于幾個(gè)固定位點(diǎn),此結(jié)構(gòu)的LRR有利于促進(jìn)蛋白質(zhì)間的相互黏附,因而被認(rèn)為可用來(lái)識(shí)別病原微生物或其他產(chǎn)物,激活胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)。研究顯示,存在于不同物種的多種含LRR的蛋白都參與宿主對(duì)病原體的防御反應(yīng);胞內(nèi)區(qū)由 Toll同源結(jié)構(gòu)域(toll homoly domain,TH domain)和分子羧基端長(zhǎng)短不同的短尾肽組成,該序列與白細(xì)胞介素1(intedeukin-1,IL-1)受體胞內(nèi)區(qū)的保守序列有高度同源性,于是又將T H結(jié)構(gòu)域稱為 Toll/IL-1R(TIR)同源區(qū),它是Toll樣蛋白向下游進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)的核心元件,這一區(qū)域關(guān)鍵位點(diǎn)的突變或序列缺失將阻斷信號(hào)向下傳遞。TLR一旦被PAMPs激活,即可觸發(fā)細(xì)胞信號(hào)級(jí)聯(lián),最終激活轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的信號(hào)途徑從而激活細(xì)胞,啟動(dòng)一系列免疫炎癥反應(yīng),以清除入侵的病原微生物。這些效應(yīng)包括產(chǎn)生多種能擴(kuò)大免疫炎癥反應(yīng)、增強(qiáng)殺菌作用的細(xì)胞因子如IL-1、IL-6、IL-12、IL-8、TNF-Q 及 IFN-7等。越來(lái)越多的證據(jù)表明,激活的 TLRs也為建立特異性免疫提供了條件。

2 雞TLRs的研究

2.1 TLR1

Iqbal M等[1]通過(guò)RT-PCR的方法對(duì)雞的七種TLRs的mRNA在組織及不同細(xì)胞類型的細(xì)胞中的相對(duì)含量進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果發(fā)現(xiàn),TLR1在雞的大多數(shù)組織中都有表達(dá),在雞的脾臟和肝臟中表達(dá)水平最高。其他受體分別在不同組織、細(xì)胞類型中有不同程度的表達(dá)。研究為更好的解釋雞的不同受體在參與不同病原體入侵時(shí)的免疫誘導(dǎo)機(jī)制提供了分子依據(jù)。

Lu Y等[2]對(duì)感染產(chǎn)氣莢膜梭菌的白肉雞Toll樣受體基因的表達(dá)進(jìn)行研究。結(jié)果表明,TLR2家族成員對(duì)產(chǎn)氣莢膜梭菌的應(yīng)答最為明顯,其中TLR2二型(chTLR2t2)和 TLR1一型(chTLRt1)的基因表達(dá)與脾臟組織中信號(hào)接頭分子 MyD88、T RAF6以及 TRIF密切相關(guān)。說(shuō)明了chTLR1和chTLR2參與了感染產(chǎn)氣莢膜梭菌的雞在時(shí)間及空間上的動(dòng)態(tài)先天性免疫過(guò)程。

2.2 TLR2

TLR2多在髓源性細(xì)胞上表達(dá),即分布于除T、B和自然殺傷細(xì)胞(NK)外的免疫細(xì)胞,主要表達(dá)于包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等宿主第一線防御相關(guān)的細(xì)胞,尤其在脾臟和外周血白細(xì)胞中有較高水平的表達(dá)。TLR2涉及各種不同病原成分的識(shí)別,包括病原體的脂蛋白(BLP)、革蘭陽(yáng)性菌的脂磷壁酸(LTA)、肽聚糖(PGN)、分支桿菌的阿拉伯甘露聚糖脂(LAM)、真菌的酵母聚糖以及螺旋體的糖脂類等。TLR2被配體激活后,通過(guò)非依賴MyD88的信號(hào)通路傳導(dǎo)信號(hào)。

Iqbal M等[1]研究表明,chTLR2的翻譯表達(dá)較別的受體有所限制,其主要表達(dá)在一些非免疫器官和細(xì)胞中。如chTLR2-1沒(méi)有chTLR2-2表達(dá)得廣泛,前者僅僅在脾臟、盲腸及肝臟組織中有中豐度的表達(dá),而在大多數(shù)細(xì)胞如異性白細(xì)胞和 T細(xì)胞系表達(dá)受限[3]。chTLR2-2在B細(xì)胞和部分CD8+T細(xì)胞中表達(dá)水平較高。同一受體在不同細(xì)胞中表達(dá)程度不同可能與細(xì)胞的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及來(lái)源等因素有關(guān),為進(jìn)一步研究TLR2參與雞的特定病原分子識(shí)別提供理論依據(jù)。

Higuchi M 等[4]研究了chTLR2和chTLR1亞族對(duì)細(xì)菌的BLP和PGN的聯(lián)合識(shí)別作用。他們克隆了chTLR1和chTLR2基因,序列分析后發(fā)現(xiàn)chTLR1和chTLR2各自分別編碼2種氨基酸,即chTLR1t1和 chTLR1t2、chTLR2t1和 chTLR2t2,將它們轉(zhuǎn)染人胚腎細(xì)胞HEK293后檢測(cè)核轉(zhuǎn)錄因子(NF-κ B)的產(chǎn)生情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn) chTLR2t1和chTLR1t2協(xié)同對(duì)PGN發(fā)出免疫應(yīng)答,聯(lián)合chTLR2t1和chTLR1t2能夠有效的識(shí)別BLP,接著巨噬細(xì)胞可以激活脂蛋白 2 ku(Malp-2),而chTLR2t1和chTLR1t1聯(lián)合卻無(wú)法識(shí)別Malp-2,并且單獨(dú)的任何一種受體均無(wú)法識(shí)別Malp-2,也就無(wú)法激活NF-κ B。這說(shuō)明受體之間的相互聯(lián)合作用在免疫應(yīng)答方面發(fā)揮重要作用。這也提示其他受體之間的聯(lián)合和排斥作用對(duì)免疫應(yīng)答的影響有待進(jìn)一步研究。

2.3 TLR3

TLR3普遍表達(dá)于心、腦、肺、肌肉、胎盤(pán)和胰臟組織中。此外,TLR3的定位和調(diào)節(jié)不僅在不同類型的組織中不同,在不同細(xì)胞中也是不同的。Iqbal M等[1]研究發(fā)現(xiàn),chTLR3在雞腎細(xì)胞(CKC)和雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)中表達(dá)水平最高。由于chTLR3介導(dǎo)病毒的免疫反應(yīng),因此,推測(cè)chTLR3會(huì)在富含CD8α、TCR1、CD8+等細(xì)胞因子的巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、脾臟B和T細(xì)胞系有較廣泛的表達(dá)。但用RT-PCR卻不能從富含CD8α和TCR1細(xì)胞因子的外周血單核巨噬細(xì)胞中檢測(cè)到chTLR3的mRNA。

TLR3主要專一性識(shí)別雙鏈RNA(dsRNA),通過(guò)依賴MyD88的信號(hào)通路及不依賴MyD88的信號(hào)通路,誘導(dǎo) NF-κ B的轉(zhuǎn)位以及 IFN1和 IFN2的表達(dá),促發(fā)前炎癥因子及輔助刺激分子的釋放,調(diào)節(jié)機(jī)體細(xì)胞非特異性的防御反應(yīng)。許多病毒在感染細(xì)胞后,在其復(fù)制或轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中就啟動(dòng)了dsRNA的合成,感染病毒的瀕死細(xì)胞會(huì)釋放dsRNA,dsRNA作為一種PAMP,能夠特異性的被TLR3識(shí)別,引起宿主細(xì)胞的抗病毒應(yīng)答,這些dsRNA就會(huì)成為感染狀況的預(yù)警指標(biāo)。此外,TLR3還能夠提高對(duì)抗病毒感染有重要作用的IFNβ的產(chǎn)生量。因此,TLR3對(duì)闡明病毒感染機(jī)制有著重要的意義。

施蕾[5]通過(guò)熒光RT-PCR技術(shù)研究了雞胚成纖維細(xì)胞(CEF)中 TLR3在雞傳染性法氏囊病病毒(IBDV)感染過(guò)程中的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)CEF被病毒感染后,chTLR3基因轉(zhuǎn)錄水平上升明顯高于正常細(xì)胞。在另外一個(gè)試驗(yàn)中,設(shè)計(jì)針對(duì)chTLR3的干擾RNA(siRNA)轉(zhuǎn)染CEF細(xì)胞,然后感染病毒并測(cè)定成熟病毒顆粒釋放情況。結(jié)果顯示,經(jīng)轉(zhuǎn)染siRNA后又被病毒感染的細(xì)胞的 TLR3基因表達(dá)水平低于直接用病毒感染的細(xì)胞而高于正常的細(xì)胞;同時(shí)TLR3基因沉默以后,細(xì)胞病毒滴度低于直接感染病毒的細(xì)胞滴度。這表明TLR3基因的沉默可影響IBDV的復(fù)制及成熟病毒的釋放,從翻譯水平上證實(shí)了chTLR3在IBDV的感染中起重要的作用。這為進(jìn)一步研究感染IBDV的雞如何啟動(dòng)TLR3信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制使之參與到免疫調(diào)節(jié)提供參考,最終為尋找新型的抵抗IBDV感染方法提供了新的科學(xué)思路。

Adam J等[6]通過(guò)給雞注射poly(I:C)和dsRNA類似物均能夠引發(fā)類似于哺乳動(dòng)物體內(nèi)的一型IFN增加,從而激發(fā)chTLR3的上調(diào)。并且還通過(guò)使用干擾RNA介導(dǎo)基因沉默的試驗(yàn)表明,被poly(I:C)刺激后的雞體對(duì)IFNβ的表達(dá)均涉及到TLR3的信號(hào)傳導(dǎo),進(jìn)一步證明了TLR3在參與poly(I:C)激發(fā)的免疫應(yīng)答中的重要作用。此外,chTLR3的作用還可以在被H5N1禽流感病毒感染雞體內(nèi)TLR3和IFNβ表達(dá)增加這個(gè)例子中得到證實(shí)。因此,chTLR3在抵抗雞的病毒感染方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。

2.4 TLR4

TLR4分子主要表達(dá)于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、多形核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞及NK細(xì)胞等表面。Iqbal M等[1]的研究發(fā)現(xiàn),其mRNA主要在富含巨噬細(xì)胞的組織中表達(dá)水平較高。TLR4主要對(duì)革蘭陰性菌的脂多糖(LPS)、BLP、LTA及一些真菌、病毒等病原體的識(shí)別,其信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制基本相同。

TLR4對(duì)LPS的識(shí)別及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[7]主要包括:MyD88通過(guò)C-端的TIR區(qū)域與TLR4胞內(nèi)的TIR區(qū)域結(jié)合,作為接頭蛋白招募受體相關(guān)激酶(IRAK);IRAK結(jié)合泛素連接酶6(TRAF6)并活化轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β激酶1(TAK1);TAK1引發(fā)核因子κ B(NF-κ B)激酶(NIK)的活化,接著激活核因子抑制蛋白(Iκ B)酶復(fù)合物,形成活化的Iκ B激酶(IKK)復(fù)合體即IKKα IKKβ,作用于Iκ B使之泛素化而降解。此外,TRAF6還可以結(jié)合Toll途徑的進(jìn)化保守信號(hào)轉(zhuǎn)接蛋白(ECSIT),激活絲裂原活化蛋白(MAP)途徑,從而活化NF-κ B和激活蛋白(AP)1;然后激活細(xì)胞因子例如IL-1、IL-6和IL-8等基因轉(zhuǎn)錄,并促進(jìn)B7家族成員表達(dá),進(jìn)而通過(guò)抗原遞呈細(xì)胞(APC)活化T淋巴細(xì)胞,啟動(dòng)獲得性免疫[8]。

Ozoe A等[9]給母雞靜脈及產(chǎn)道注射LPS后,通過(guò)半定量RT-PCR檢測(cè)雞輸卵管中chTLRs的表達(dá)模式及產(chǎn)道中chTLR4的變化情況,通過(guò)免疫組化檢測(cè)細(xì)胞中chTLR4表達(dá)蛋白的數(shù)量。結(jié)果顯示,六種類型的 TLRs即 TLR1、-2、-3、-4、-5 和-7 在雞的輸卵管中均有表達(dá);TLR4主要定位于黏膜表面的上皮細(xì)胞以及基質(zhì)間的表皮細(xì)胞;相對(duì)于輸卵管,在產(chǎn)道中每一種chTLR均有較高水平的表達(dá)。靜脈注射LPS提高了TLR4的表達(dá)量且增加了在產(chǎn)道中TLR4-免疫陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量。此外,產(chǎn)道黏膜細(xì)胞中白細(xì)胞數(shù)量增多,相應(yīng)的TLR4表達(dá)增強(qiáng)。因此,母雞中的TLR4在識(shí)別微生物以刺激宿主的先天性免疫信號(hào)的級(jí)聯(lián)放大具有重要的作用。

沙門(mén)菌主要危害幼年雞,以腹瀉和脫水為主要癥狀從而導(dǎo)致雞的死亡,這給家禽業(yè)帶來(lái)巨大的損失。Leveque G等[10]研究了chTLR4等位基因的多樣性與雞對(duì)沙門(mén)菌的易感性之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)chTLR4與人的TLR4(hTLR4)蛋白有64%的同源性,而與TLRs別的家族成員有41%的同源性。通過(guò)Northern blot分析表明,chTLR4在腦、胸腺、腎臟、大腸、肌肉、肺、心臟和脾臟等表達(dá)水平相當(dāng)。并且發(fā)現(xiàn)雞的染色體中含有沙門(mén)菌易感基因,而chTLR4等位基因的多樣性與雞對(duì)沙門(mén)菌的抗性之間有重要的相關(guān)性。這為制定預(yù)防雞的沙門(mén)菌感染提供重要策略和思路。

2.5 TLR5

Iqbal M等[1]發(fā)現(xiàn),chTLR5的mRNA在雞的腎細(xì)胞(CKC)和CEF中有較高水平表達(dá),但在巨噬細(xì)胞中表達(dá)量低于別的細(xì)胞亞群,而在顆粒白細(xì)胞中表達(dá)水平較高。

Keestra A M等[11]成功克隆chTLR5基因并將其表達(dá)于HeLa細(xì)胞中,然后用腸炎沙門(mén)菌感染細(xì)胞。結(jié)果發(fā)現(xiàn),細(xì)胞通過(guò)識(shí)別鞭毛而激活NF-κ B的表達(dá)。通過(guò)鼠腸炎沙門(mén)菌鞭毛的單氨基酸突變的研究證實(shí),所突變的氨基酸位點(diǎn)對(duì)于chTLR5特異性識(shí)別腸炎沙門(mén)菌具有關(guān)鍵作用。進(jìn)一步說(shuō)明了細(xì)菌中單氨基酸的替換可以改變 TLR5的種屬特異性,而這個(gè)變化可能引起宿主對(duì)相關(guān)感染易感性的改變。

2.6 TLR7

Iqbal M等[1]研究發(fā)現(xiàn),chTLR7主要表達(dá)于B細(xì)胞、T細(xì)胞亞群以及樹(shù)突細(xì)胞亞群,并且在中性粒細(xì)胞和酸性粒細(xì)胞中也有微弱的表達(dá)。TLR7主要識(shí)別單鏈 RNA(ssRNA),包括富含鳥(niǎo)嘌呤的單鏈RNA及人工合成的類似鳥(niǎo)嘌呤復(fù)合物。人工合成未修飾的RNA較天然RNA能夠更有效地激活TLR7,而 TLR7的翻譯后修飾能影響RNA與TLR7的作用。如線粒體 RNA或核糖體蛋白(snRNP)相關(guān)RNAs由于被選擇性修飾或翻譯后修飾水平較低,因此能較有效地激活 TLR7。除此之外,研究發(fā)現(xiàn) RNA病毒需要脫去外殼或與內(nèi)涵體發(fā)生融合后才能被TLR7識(shí)別。

弓莉等[12]通過(guò)給雛雞口服不同劑量的IBDV弱毒疫苗,然后于不同時(shí)間采集脾和腔上囊組織,分離淋巴細(xì)胞并用半定量 RT-PCR法檢測(cè) chTLR7基因動(dòng)態(tài)表達(dá)。結(jié)果顯示,弱毒疫苗接種后chTLR7的轉(zhuǎn)錄明顯上調(diào)并在一定時(shí)間達(dá)到峰值,隨時(shí)間增加又會(huì)恢復(fù)接種前的水平。因此,推斷chTLR7可能參與了IBDV感染早期的天然免疫過(guò)程。

2.7 TLR9

TLR9是典型的Toll樣受體家族成員,主要存在于樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)、B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表面。TLR9自然識(shí)別的配體是細(xì)菌DNA中含有非甲基化CpG的序列。CpG是以非甲基化胞嘧啶鳥(niǎo)嘌呤二核苷酸為核心的回文序列,該序列在脊椎動(dòng)物基因組出現(xiàn)的頻率低于在原核生物和病毒基因組的出現(xiàn)頻率,并且CpG多發(fā)生甲基化。脊椎動(dòng)物免疫系統(tǒng)正是通過(guò)識(shí)別CpG特征結(jié)構(gòu)來(lái)識(shí)別微生物DNA并產(chǎn)生針對(duì)抗原的保護(hù)性免疫反應(yīng)。而CpG DNA對(duì)天然免疫細(xì)胞的影響又可誘導(dǎo)B、T淋巴細(xì)胞的活化增殖,使之釋放IL-12、IL-6并分泌IgM;同時(shí)也可活化單核或巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞并促使IFN的產(chǎn)生。

Kristie A等[13]用TLR7和TLR9的配體刺激雞脾細(xì)胞可以引發(fā)炎癥細(xì)胞因子的釋放,并促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖。這為開(kāi)發(fā)治療禽類疾病的藥物提供潛在的實(shí)用價(jià)值和策略支持。

2.8 雞的其他TLR

雞TLR1-10基因與哺乳動(dòng)物 TLRs基因具有同源性,而目前在雞中發(fā)現(xiàn)有兩例TLRs具有種屬特異性,它們?cè)谧R(shí)別雞的相關(guān)疾病方面有重要作用。Jessica R等[14]用雞的易感沙門(mén)菌淋巴細(xì)胞(A)和抗沙門(mén)氏菌淋巴細(xì)胞(B)來(lái)檢驗(yàn)chTLR15的mRNA轉(zhuǎn)錄水平之差異,可以初步推測(cè)chTLR15與易感染雞品系的關(guān)系。Farnell M B等[15]將分離到的新生雞的外周血異嗜白細(xì)胞用信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的抑制物作用,再用腸炎沙門(mén)菌的 LPS及金黃色葡萄球菌的LTA刺激,并對(duì)外周血顆粒白細(xì)胞的氧化性增加進(jìn)行定量檢測(cè)。結(jié)果顯示,前期處理對(duì)雞的外周血顆粒白細(xì)胞的氧化性增加有不同程度的削弱作用。顯然這與兩種刺激劑的信號(hào)傳導(dǎo)途徑的不同有關(guān)。Brownlie R等[16]發(fā)現(xiàn)了 chTLR21和哺乳動(dòng)物的TLR9在識(shí)別未甲基化的寡聚核苷酸(ODN)有功能上的同源性,即在識(shí)別作為危險(xiǎn)信號(hào)的小分子DNA從而引發(fā)先天性免疫和獲得性免疫應(yīng)答中具有重要的作用。

3 chTLRs的進(jìn)化研究

chTLRs的相關(guān)研究還包括進(jìn)化方面的研究,Temperley N D等[17]對(duì)雞的TLRs家族在進(jìn)化過(guò)程中基因增加或減少進(jìn)行了相關(guān)的研究,并證實(shí)chTLRs與哺乳動(dòng)物TLRs以及脊椎動(dòng)物TLRs的區(qū)別,提示不同物種 TLRs的改變是不斷適應(yīng)環(huán)境的進(jìn)化結(jié)果。同時(shí),Yilmaz A等[18]對(duì)chTLRs的結(jié)構(gòu)及進(jìn)化意義進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),雞的TLRs有相同的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)。并且通過(guò)動(dòng)植物的分析表明,已經(jīng)被鑒定的雞的 TLRs基因(TLR1、-2、-3 、-5、-7)與哺乳動(dòng)物的具有同源性。編碼雞TLRs的富含亮氨酸的重復(fù)序列在達(dá)爾文的選擇進(jìn)化中有重要的作用。

4 前景展望

綜上所述,chTLRs在免疫細(xì)胞、器官及組織中有較高水平表達(dá)。chTLRs是識(shí)別相關(guān)病原體參與天然免疫反應(yīng)的重要受體。同時(shí),它還在天然免疫和獲得性免疫之間發(fā)揮橋梁作用。這為研究雞乃至禽類相關(guān)疾病的預(yù)防和治療提供理論依據(jù),最終為制定出合理的免疫干擾策略提供重要指導(dǎo),也為開(kāi)發(fā)新的疫苗提供新的思路。但是,chTLRs之間的協(xié)同及抑制機(jī)制尚不清楚。因此,chTLRs在免疫中的多重作用有待進(jìn)一步研究。此外,TLRs在雞的重要傳染病的預(yù)防和治療方面的實(shí)際應(yīng)用目前還不夠成熟。鑒于TLRs在免疫學(xué)、分子生物學(xué)以及臨床醫(yī)學(xué)研究中的重要作用,chTLRs研究及其應(yīng)用的前景將會(huì)十分廣闊。

[1]Iqbal M,Philbin V J,Smith A L,et al.Expression patterns of chicken toll-like receptor mRNA in tissues,immune cell subsets and cell lines[J].Vet Immunol Immunopathol,2005,104(1-2):117-127.

[2]Lu Y,Sarson A J,Gong J,et al.Expression profiles of genes in Toll-like receptor-mediated signaling of broilers infected with Clostridium perfringens[J].Clin Vaccine Immunol,2009,16(11):1639-1647.

[3]Fukui A,Inoue N,Matsumoto M,et al.Molecular cloning and functional characterization of chicken toll-like receptors.A single chicken toll covers multiple molecular patterns[J].Biol Chem,2001,276:47143-47149.

[4]Higuchi M,M atsuo A,Shingai M,et al.Combinational recognition of bacterial lipoproteins and peptidoglycan by chicken Toll-like receptor 2 subfamily[J].Dev Comp Immunol,2008,32(2):147-155.

[5]施 蕾.TLR3在雞傳染性法氏囊病病毒感染過(guò)程中的作用[D].北京:首都師范大學(xué),2007.

[6]Karpala A J,Lowenthal J W,Bean A G.Activation of the TLR3 pathway regulates IFNβ production in chickens[J].Dev Compa Immunol,2008,32:435-444.

[7]Miyake K.Innate recognition of lipopolysaccharide by Toll-like receptor 4-MD-2[J].T rends Microbiol,2004,12(4):186-192.

[8]M eans T K,Golenbock D T,Fenton M J.The biology of Tolllike receptors[J].Cy tokine G rowth Factor Review,2000,11:219-233.

[9]Ozoe A,Isobe N,Yoshimura Y.Expression of Toll-like receptors(TLRs)and TLR4 response to lipopolysaccharide in hen oviduct[J].Vet Immunol Immunopathol,2009,127:259-268.

[10]Leveque G,Forgetta V,Morroll S,et al.Allelic variation in TLR4 is linked to susceptibility toSalmonella entericaserovartyphimuriuminfection in chickens[J].Infection immunity,2003:71(3):1116-1124.

[11]Keestra A M,Marcel R,Zoete De,et al.Functional characterization of chicken TLR5 reveals species-specic recog nition of agellin[J].M ol Immunol,2008,45:1298-1307.

[12]弓 莉,覃宗華.傳染性腔上囊疫苗雞TLR7基因表達(dá)的動(dòng)態(tài)變化[J].中國(guó)獸醫(yī)科學(xué),2007,37(6):486-490.

[13]Jenkins K A.T hein vitroandin ovoresponses of chickens to TLR9 subfamily ligands[J].Dev Comp Immunol,2009,33(5):660-667.

[14]Nerren J R.Differential mRNA expression of the avian-specific toll-like receptor 15 between heterophils fromSalmonella-susceptible and resistantchickens[J].Immunogenetics,2009,61(1):71-77.

[15]Farnell M B.Differential activation of signal transduction pathway s mediating oxidative burst by chicken heterophils in response to stimulation with lipopoly saccharide and lipoteichoic acid[J].Inflammation,2003,27(4):225-231.

[16]Brownliea R,Zhub J Z,Allan B,et al.Chicken TLR21 acts as a functional homologue to mammalian TLR9 in the recognition of CpG olig odeoxynucleotides[J].M ol Immunol,2009,46(15):3163-3170.

[17]Temperley N D,Berlin S,Paton1 I R,et al.Evolution of the chicken Toll-like receptor gene family:A story of gene gain and gene loss[J].BMC Genomics,2008,9:62.

[18]Yilmaz A,Shen S X,Adelson D L.Identification and sequence analysis of chicken Toll-like receptors[J].Immunogenetics,2005,56(10):743-753.

Progress on Chicken Toll-like Receptor

GAN Shan-shan1,HE Xiu-miao1,WEI Ping2

(1.Guangxi University f or Nationalities,Nanning,Guangxi,530006,China;
2.Guangxi University,Nanning,Guangxi,530005,China)

The Toll-like receptors(TLRs)of cell surface molecules represents a major kind of pattern-recognition receptors(PRR),which is one kind of the receptors of cell-transmembrane and pathogen-associated molecular patterns(PAMP)in the innate immune system.Up to now,more than ten TLRs expressed in chickens were found.One of the major evolutionary strategies of innate immunity is to recognize a few highly conserved microbial components with several conserved TLRs.The interaction of PAMPs with TLRs play a key role not only in the initiating immediate innate immune responses to prevent spread of infection,but also in the potentiating and direction of the later responses of acquired immunity.Update researches on the distribution of the TLRs in chickens and their role in the immunity were reviewed in the article.

chicken;Toll-like receptor;innate immunity;acquired immunity

S852.4

A

1007-5038(2010)09-0076-05

2010-01-20

國(guó)家自然科學(xué)基金(30860206);廣西青年科學(xué)基金(桂科青0991014);廣西自然科學(xué)基金(桂科自0728058)

甘珊珊(1985-),女,新疆烏魯木齊人,碩士研究生,主要從事動(dòng)物分子病毒學(xué)研究。