林開文，鄧 堂，屈慧娟，魏 娜

（1.海南醫(yī)學(xué)院海南省熱帶藥用植物研發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2.海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院急危重癥醫(yī)學(xué)部，海南?？?70000）

Toll 樣受體（TLRs）是存在于生物體內(nèi)固有天然免疫防御體系中模式識別受體家族重要成員之一，最先發(fā)現(xiàn)存在于果蠅胚胎發(fā)育過程中，后經(jīng)過發(fā)現(xiàn)它不僅可影響著果蠅胚胎的背腹軸側(cè)的分化，也可介導(dǎo)成年果蠅在天然免疫應(yīng)答作用［1，2］。此后，由Medzhitoy 等［3］首次證明了在人體存在著果蠅Toll 樣受體蛋白類似物，并將其命名為TLR4。因?yàn)門oll 樣受體的先天天然免疫性，激發(fā)了人們對其的極大關(guān)注，目前已發(fā)現(xiàn)在人體存在的TLRs 家族已有10 個(gè)亞型成員（LR1～10）［4］。而被研究最廣泛并具有對抗細(xì)菌病原體免疫應(yīng)答功能的家族成員是TRL2 和TLR4。 相 關(guān) 的 研 究 發(fā) 現(xiàn)TLR2 和TLR4 可 能 與 胃 腸 道 疾 病 有 一 定 的 相 關(guān) 作 用［5，6］。本文對TLR2/4 與消化系統(tǒng)疾病相關(guān)性的研究作一概述小結(jié)。

1 TLRs

1.1 TLRs 結(jié)構(gòu)與功能及相關(guān)信號傳導(dǎo)

1.1.1 TLRs 結(jié)構(gòu)與功能 TLRs 作為識別受體（PRR）的家族一員，是先天免疫重要參與者，對識別外源性細(xì)菌病原體的特定分子模式與內(nèi)源性因素介導(dǎo)炎癥反應(yīng)具有至關(guān)重要的作用。在結(jié)構(gòu)上TLRs 的同源分子均為白介素-1 受體（Iinterleukin-1 receptor，IL-1R）家族上的Ⅰ型跨膜蛋白，一般由三部分功能區(qū)組成：胞外配體識別區(qū)、單個(gè)跨膜區(qū)，胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域。胞外配體識別區(qū)（ectodomain）具有19～25 個(gè)串聯(lián)形式豐富的亮氨酸重復(fù)序列（leucine rich repeats，LRR），而每個(gè)序列由24～29 個(gè)氨基酸構(gòu)成，因此也稱LRR 功能區(qū)，其形狀似為馬蹄形，主要作用為識別不同病原體上的特定的相關(guān)分子模式（PAMPs 或DAMPs），可將其識別為同源/異源二聚體［7］。跨膜區(qū)的結(jié)構(gòu)域主要由富含半胱氨酸構(gòu)成，可與包膜結(jié)合定位受體。而胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域胞內(nèi)與IL-IR 的胞內(nèi)區(qū)結(jié)構(gòu)同源，故稱為TIR 結(jié)構(gòu)域（Toll/IL-IR domain，TIR），可識別并募集信號向下游轉(zhuǎn)接蛋白［8］。

1.1.2 TLRs 相關(guān)信號傳導(dǎo) TLR 作為天然免疫中的第一道防御陣線，其信號通路在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。機(jī)體通過細(xì)菌病原體在胞外識別中或吞噬胞內(nèi)識別后，啟動(dòng)免疫應(yīng)答作用，清除病原體，過程包括細(xì)胞內(nèi)的信號級聯(lián)反應(yīng)釋放炎癥介質(zhì)。TLR 信號通路通過相關(guān)途徑由胞外配體識別體與PAMPs 識別并結(jié)合，發(fā)生二聚化。而二聚化后的TIR 結(jié)構(gòu)域與TLRs 識別并且激活的下游轉(zhuǎn)接蛋白結(jié)合形成多聚物信號復(fù)合物。隨后通過細(xì)胞級聯(lián)反應(yīng)，多聚物信號復(fù)合體與相關(guān)轉(zhuǎn)接蛋白或者相關(guān)激酶結(jié)合包括：包括IL-1R 相關(guān)激酶（IRAK）、MyD88、IRAK-1、TRAF-6、MyD88 樣 轉(zhuǎn) 接 蛋 白 分子（MAL）、TRIF 相關(guān)的轉(zhuǎn)接蛋白（TRAM）和β 干擾素（Interferon-β，TRIF）的TIR 結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)接蛋白［9，10］。這一系列的免疫行為再次激活細(xì)胞內(nèi)級聯(lián)免疫應(yīng)答反應(yīng)，釋放前炎性因子和抗菌肽等，起到天然免疫防御和相關(guān)疾病的調(diào)控作用。多聚化后的TLR 可 激 活I(lǐng)RAKs［11］，這 個(gè) 過 程 需 要MyD88 樣轉(zhuǎn)接蛋白分子的N-末端死亡區(qū)（DD），C-末端Toll功能區(qū)，通過形成DD-DD 及Toll-Toll 之間的協(xié)同作用生成二聚體來實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，TRAF6 與磷酸化后的IRAKs 相互作用，激活后的TRAF6 招募并結(jié)合β-轉(zhuǎn)化生長因子活化激酶1（TGF-βactivated kinase-1，TAK1）以 及TAK1 的 結(jié) 合 蛋 白TAB1 和TAB2 形成信號復(fù)合物，活化轉(zhuǎn)接下游的信號引起I-κB 家族磷酸化并降解，促進(jìn)NF-κB 的釋放以及與其相關(guān)前炎癥因子包括：TNF-α、IL-1 和IL-6 的活化釋放［12］。另外信號復(fù)合物還可活化C-J un N 端激酶（JNK）、絲裂原活化蛋白激酶P38（MAPKp38）及調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK1/2）等［13］。在近些年中，對TLR 家族的成員TLR2 和TLR4 的功能研究得到比較明確的揭示，無論是TLR2 識別的G+菌病原體上的PAMPs 亦或是TLR4 介導(dǎo)的G-細(xì)胞膜上的信號傳導(dǎo)，它們的表達(dá)上調(diào)最終結(jié)果使轉(zhuǎn)錄因子NFκB 從I-κB/NF-κB 的復(fù)合物中釋放出來，轉(zhuǎn)移到胞內(nèi)，引起相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄因子的激活以及釋放協(xié)同刺激分子。對消化系統(tǒng)疾病中TLR/NF-κB 信號通路的研究具有重要的意義。因?yàn)镹F-κB 信號通路參與了大約40%的人類疾病基因的調(diào)控［14］，尤其是在NF-κB 信號通路的活化與相關(guān)炎性因子包括IL-1β、IL-6 和TNF-α 的釋放參與的炎性反應(yīng)中。

2 TLR2/4 與消化系統(tǒng)疾病相關(guān)性

2.1 TLR2/4 與胃潰瘍

有研究表明，TLR2/4 在消化系黏膜中表達(dá)，其中TLR4 在遠(yuǎn)端結(jié)腸和胃黏膜上，而TLR2 主要在近端結(jié)腸和胃黏膜中表達(dá)［15］。張蓮等［16］研究顯示，經(jīng)過20 mmol/L 的脫氧膽酸鈉2 mL 空腹灌胃，成功制作出的萎縮性胃炎大鼠中，胃組織中MyD88 和TLR4 陽性表達(dá)率較正常胃組織明顯增加，藥物作用干預(yù)后MyD88 和TLR4 受體的活化被抑制且炎癥性病理情況明顯改善。雖然此研究作用機(jī)制尚不明確，但研究證明了萎縮性胃炎與TLR4/MyD88之間的關(guān)聯(lián)性。TLR4 作為啟動(dòng)NF-κB 信號通路的上游信號，進(jìn)而能夠激活NF-κB 下游炎癥因子（TNF-α、IL-1β、IL-6 等）的釋放從而加劇潰瘍性炎癥。有證據(jù)表明在綜合法復(fù)制慢性萎縮性胃炎模型中，抑制胃黏膜組織中TLR4 和NF-κB p65 陽性細(xì)胞的高表達(dá)率可以減輕胃黏膜損傷［17］。由此我們可以推測阻斷TLR4/NF-κB 信號通路進(jìn)而抑制其下游各種炎性因子的釋放是防治胃潰瘍的重要免疫級聯(lián)途徑方式之一。秦凱凱等［18］在幽門螺桿菌相關(guān)胃黏膜病變中發(fā)現(xiàn)胃炎組的TLR2/4 mRNA 表達(dá)量明顯高于正常組，這表明幽門螺桿菌相關(guān)的胃炎發(fā)病機(jī)制可能與活化TLR 信號通路激活宿主免疫系統(tǒng)有關(guān)。在幽門螺桿菌感染的胃潰瘍，發(fā)現(xiàn)胃竇和胃體區(qū)域的TLR2 和TLR4 mRNA4較正常的組織區(qū)域明顯增多，這可能是TLR2/4 基因表達(dá)在胃黏膜細(xì)胞表面的聚集性對幽門螺桿菌感染后的免疫應(yīng)答［19］。同樣王小娟等［20］采用復(fù)合因素（肥甘食物+ 濕熱環(huán)境+ 幽門螺桿菌）建立BALB/c 小鼠幽門螺桿菌關(guān)性胃炎中，較正常組，模型組的小鼠胃黏膜中的TLR2 陽性表達(dá)率和蛋白表達(dá)顯著增加進(jìn)而激活NF-κB p65 蛋白表達(dá)和刺激炎癥因子分泌，引起炎癥持續(xù)或者擴(kuò)大化。

2.2 TLR2/4 與潰瘍性結(jié)腸炎（UC）

潰瘍性結(jié)腸炎是目前公認(rèn)誘發(fā)慢性腹瀉病因之一，同時(shí)也被認(rèn)為是消化系統(tǒng)疾病中較為嚴(yán)重的疾病之一，有研究發(fā)現(xiàn)潰瘍性結(jié)腸炎的發(fā)病機(jī)制可能與宿主的遺傳易感性、腸黏膜免疫識別與應(yīng)答有關(guān)［21］。近些年來，TLR/NF-κB 通路在潰瘍性結(jié)腸炎病癥的發(fā)展過程中的作用，被廣泛認(rèn)同［22］。有研究采用聚乙烯導(dǎo)管插入大鼠結(jié)腸內(nèi)距肛門口7～8 cm 處，以注射器注入100 mg/kg TNBS+ 等體積無水乙醇灌腸，倒置30 s，成功建立大鼠結(jié)腸炎模型中發(fā)現(xiàn)，較正常組大鼠，模型組大鼠的結(jié)腸黏膜下層和固有層炎性細(xì)胞胞膜和胞質(zhì)的TLR2/4 表達(dá)均有明顯增加，其作用機(jī)制可能與結(jié)腸的自身免疫識別和應(yīng)答有關(guān)［23］。在UC 發(fā)病的過程中，由于TLR4/NF-κB 信號通路被免疫系統(tǒng)過度激活，導(dǎo)致UC 病理中的炎癥效應(yīng)不斷擴(kuò)大化。有研究表明在潰瘍性結(jié)腸炎模型大鼠結(jié)腸組織中TLR4、NF-κB p65基因的表達(dá)量顯著升高且陽性細(xì)胞表達(dá)量也呈增加狀態(tài)從而破壞結(jié)腸黏膜完整性，并持續(xù)性或擴(kuò)大炎癥反應(yīng)，而藥物的處理使TLR4/NF-κBp 65 的表達(dá)均明顯下降，進(jìn)而減輕炎性因子對結(jié)腸黏膜造成損傷，改善炎癥、促進(jìn)結(jié)腸黏膜的修復(fù)和促進(jìn)機(jī)體協(xié)調(diào)免疫［24］。

2.3 TLR2/4 與胃腸腫病

研究發(fā)現(xiàn)，在胃腸道腫病中，TLR 家族中的成員TLR2 顯著上調(diào)，而當(dāng)敲除TLR2 相關(guān)基因后，散發(fā)性腸癌、結(jié)腸炎相關(guān)結(jié)腸癌［25］和胃癌［26］的發(fā)生和形成明顯受到抑制，且炎癥反應(yīng)也被弱化，這表明TLR2/MyD88 信號通路的激活可以維持干細(xì)胞特性，促進(jìn)腫瘤的形成與發(fā)生。MyD88 信號通路的抑制也可以引起COX-2 和其他細(xì)胞因子的表達(dá)受阻，從而達(dá)到預(yù)防和治療胃癌的策略［27］。這表明TLR/MyD88 信號通路可以通過激活COX-2/PGE2 途徑信號提供炎癥性環(huán)境為腫瘤的發(fā)生增加幾率。另外也有研究表明，TLR2 和TLR4 功能多態(tài)性的變化與結(jié)直腸癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)幾率有關(guān)，其作用機(jī)制可能與TLR2 和TLR4 的單核苷酸功能多態(tài)性的失衡有 關(guān)［28］。我 們 猜 測TLR2 和TLR4 的 被 激 發(fā) 表 達(dá)，造成細(xì)胞免疫應(yīng)答敏感性增加，促炎細(xì)胞因子大量釋放，致胃腸功能微生物群失調(diào)，促進(jìn)局部炎癥及癌癥基因的激發(fā)，進(jìn)而促進(jìn)胃腸腫瘤的形成。

2.4 TLR2/4 與食管腺癌和炎癥

TLR2/4 在某些食管相關(guān)性的疾病中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用。在正常食管上皮細(xì)胞中TLR4 的陽性表達(dá)率僅為5.7%，而在食管鱗狀細(xì)胞癌中表達(dá)率增加至66.7%，這表明TLR4 可能在食管鱗狀細(xì)胞癌的表達(dá)和發(fā)病機(jī)制上發(fā)揮著重要的作用［29］。研究發(fā)現(xiàn)，TLR2 可在食管腺癌細(xì)胞系TE-1 和TE-7上被表達(dá)，對食管進(jìn)行活檢，發(fā)現(xiàn)TLR2 的表達(dá)且限于食管炎過程中的嗜酸性粒細(xì)胞和其他免疫細(xì)胞，這意味著TLR2 可能介導(dǎo)食管炎癥嗜酸性粒細(xì)胞的浸潤和增多［30］。Ruffner 等［31］發(fā)現(xiàn)TLR2 可以促進(jìn)TJ 復(fù)合蛋白claudin-1 和zonula occludens-1 的表達(dá)上調(diào)，從而維持完整的屏障功能，這表明TLR2 對食管粘黏膜感染、食管潰瘍等炎性疾病具有潛在的調(diào)節(jié)作用。從對TLR2/4 的作用機(jī)制和表達(dá)的情況來看，食管相關(guān)疾病的發(fā)病，大多與微生物群和先天免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)失衡有關(guān)，進(jìn)而激活TLR2/4 信號通路。

3 問題與展望

近些年，雖然相關(guān)報(bào)道了TLR2/4 在消化系統(tǒng)中存在，也證明了它們與消化系統(tǒng)疾病的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程以及調(diào)節(jié)作用存在著密切關(guān)系。但大部分研究尚未闡述清楚它們在消化系統(tǒng)疾病中潛在作用機(jī)制。另外，TLR2/4 是消化系統(tǒng)疾病中對抗炎鎮(zhèn)痛生理和病理發(fā)展的預(yù)防和治療具有前景的機(jī)制通路，對TLR2 和TLR4 通道之間是否具有相互協(xié)同作用的機(jī)制研究有著重大意義。綜上所述，對TLRs 家族的功能特性、結(jié)構(gòu)和生理重要的深入了解，尋找TLR2/4 的相關(guān)拮抗劑藥物治療靶點(diǎn)，通過藥物對相關(guān)信號通路的調(diào)控作用，有望能夠?yàn)橄到y(tǒng)疾病的治療提供研究方向和臨床方法。