Toll樣受體的輔助分子及其功能
文章來源：維科網(wǎng)發(fā)布日期：2024-12-14瀏覽次數(shù)：2 模式識別受體（PRRs）是一類先天免疫受體，是病原體相關(guān)分子模式（PAMP）的傳感器；同時PRRs還可以識別響應(yīng)壓力或組織損傷而釋放的內(nèi)源性分子，從而充當(dāng)損傷相關(guān)分子模式（DAMP）的傳感器。Toll樣受體（TLR）是識別許多病原體衍生大分子的PRR，TLR激活導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子核因子-κB（NF-κB）和干擾素調(diào)節(jié)因子（IRFs）的激活，分別產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子和I型干擾素（IFNs）。 TLRs是I型跨膜蛋白，由胞外結(jié)構(gòu)域中的富含亮氨酸重復(fù)序列（LRR）、單個跨膜結(jié)構(gòu)域和參與信號銜接分子募集的細(xì)胞質(zhì)Toll/IL-1受體（TIR）結(jié)構(gòu)域組成。人類表達(dá)10個功能性TLR（TLR1至TLR10），TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6位于細(xì)胞膜上，在那里它們識別病原體表面的分子成分。TLR3、TLR7、TLR8和TLR9存在于細(xì)胞內(nèi)內(nèi)涵體膜上，在那里它們介導(dǎo)核酸的識別。 TLR形成異二聚體或同源二聚體作為觸發(fā)信號的手段，細(xì)胞外和內(nèi)體TLR的外結(jié)構(gòu)域序列都是同源的，這一特征與它們識別的配體的多樣性形成鮮明對比。配體區(qū)分的一種模式依賴于TLR外結(jié)構(gòu)域中存在殘基的差異，然而氨基酸變異和異二聚體的形成只能為識別不同的TLR配體提供有限的支持。因此，必然存在另一種反映TLR配體組成復(fù)雜性和多樣性的機(jī)制，以確保正確的PAMP檢測和自我/非自我區(qū)分。 特定的輔助蛋白或輔因子可以發(fā)揮這一作用：它們是TLR功能所必需的，它們與TLR或TLR配體相互作用，輔助TLR的激活。由于它們在TLR功能中的重要作用，靶向這些輔助蛋白可能有利于旨在操縱TLR激活用于治療應(yīng)用的策略。 細(xì)胞表面TLR的輔因子 LBP LPS結(jié)合蛋白（LBP）是一種481個氨基酸的糖蛋白，與來源于革蘭氏陰性菌外膜的脂多糖（LPS）具有高親和力。在細(xì)胞對LPS的應(yīng)答過程中，LBP主要起催化作用，即LBP將LPS單體從其多聚體中轉(zhuǎn)運(yùn)到CD14，加速LPS與 CD14的結(jié)合，1個分子LBP可促使上百分子LPS與CD14結(jié)合，介導(dǎo)TLR4對LPS的反應(yīng)性。 此外，LBP還可以與脂磷壁酸（LTA）、肽聚糖和脂肽結(jié)合并將其轉(zhuǎn)移到CD14，這表明LBP不僅可以幫助TLR4的功能，還可以幫助TLR1、TLR2和TLR6的功能。因此，LBP介導(dǎo)了對來源于革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的PAMP的先天免疫反應(yīng)。 MD2 MD2是一種160個氨基酸的糖基化可溶性蛋白，與TLR4的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域結(jié)合，它是體內(nèi)TLR4依賴性LPS反應(yīng)所必需的。TLR4-MD2的晶體結(jié)構(gòu)顯示了MD2如何促進(jìn)TLR4的功能：LPS將其六條脂質(zhì)鏈中的五條埋入MD2的疏水口袋中，兩個MD2-LPS復(fù)合物對于橋接兩個TLR4分子至關(guān)重要。由于TLR4-MD2異二聚體中的兩個TLR4分子具有有限的直接相互作用，MD-2對于TLR4的配體結(jié)合和二聚化都是必不可少的。 CD36 CD36是在脂筏中發(fā)現(xiàn)的B型清道夫受體家族的雙跨膜糖蛋白。CD36與TLR2-TLR6異二聚體的功能有關(guān)，CD36增強(qiáng)了對某些TLR2-TLR6配體的免疫反應(yīng)。在體內(nèi)，CD36的缺乏會導(dǎo)致革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌感染的易感性增加。此外，CD36還通過TLR4-TLR6異二聚體的組裝介導(dǎo)對氧化低密度脂蛋白（oxLDL）和淀粉樣β纖維的炎癥反應(yīng)。 CD36如何介導(dǎo)TLR2-TLR6和TLR4-TLR6的功能尚不完全清楚，但CD36的C末端似乎起著重要作用。酪氨酸激酶LYN與CD36之間的相互作用需要CD36的殘基460-463，抑制LYN激酶活性會損害CD36與TLR4-TLR6的結(jié)合，并阻斷NF-κB對oxLDL的激活。因此，將LYN募集到CD36的C末端對于形成功能性TLR4-TLR6-CD36信號復(fù)合物非常重要。 CD14 CD14是一種375個氨基酸的富含亮氨酸的糖蛋白，以可溶形式存在于血液中，或作為髓系細(xì)胞上的糖基磷脂酰肌醇（GPI）錨定膜蛋白存在。CD14與多種TLR配體相互作用，增強(qiáng)其激活TLR的能力。重組CD14的直接結(jié)合研究表明，CD14具有結(jié)合多種微生物產(chǎn)物的不同尋常的能力，包括LPS、肽聚糖、Pam3CSK4、polyI:C和CpGDNA。 CD14首先與TLR4介導(dǎo)的免疫反應(yīng)有關(guān)，作為對LPS的反應(yīng)，CD14是TRIF依賴性信號傳導(dǎo)所必需的，在低劑量下是MyD88依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)所必需的。CD14還增強(qiáng)了對內(nèi)體TLR配體polyI:C、咪喹莫特和CpGDNA的免疫反應(yīng)，CD14可能促進(jìn)核酸的普遍內(nèi)化。 CD14除了結(jié)合多種配體的能力，還介導(dǎo)了TNF的產(chǎn)生，以響應(yīng)TLR2-TLR6配體MALP2、LTA、酵母聚糖A和Pam2CSK4，并參與了TLR介導(dǎo)的對各種病毒的免疫反應(yīng)，CD14究竟如何參與這些過程仍有待確定，但和LPS和核酸類似，CD14可能介導(dǎo)配體與幾種TLR的相互作用。 TRIL TRIL是一種由811個氨基酸組成的I型跨膜蛋白，在其細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域中含有12個重復(fù)的富含亮氨酸序列。研究表明，TRIL介導(dǎo)TLR3和TLR4信號，但不介導(dǎo)TLR2或TLR9信號。TRIL與LPS、TLR3和TLR4免疫共沉淀，表明TRIL參與配體遞送。 內(nèi)體TLR的輔因子 Granulin 顆粒蛋白（Granulin）是一種富含半胱氨酸的糖基化多功能蛋白，可以與TLR9相互作用。添加外源性顆粒蛋白前體可增強(qiáng)RAW巨噬細(xì)胞對合成寡脫氧核苷酸CpG-B和CpG-C的TNF分泌。在Grn-/-小鼠中，CpG ODN與TLR9的結(jié)合受損，因此顆粒蛋白可能有助于CpG遞送到溶酶體隔室。這些結(jié)果表明，顆粒蛋白有助于CpG的遞送，以促進(jìn)TLR9反應(yīng)。目前尚不清楚顆粒蛋白是否與表面受體相互作用，以及是什么決定了TLR9對CpG-B和CpG-C而不是CpG-a的反應(yīng)增強(qiáng)。未來的研究應(yīng)澄清這些問題，并確定TLR9激活需要哪種形式的顆粒蛋白。 HMGB1 高遷移率族蛋白B1（HMGB1）家族的成員是與染色質(zhì)相關(guān)的核蛋白，參與DNA的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。HMGB1是該家族中研究多的成員，通過與其受體TLR2、TLR4和晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（RAGE）的相互作用介導(dǎo)促炎功能。 HMGB蛋白可能是核酸先天免疫反應(yīng)的普遍介質(zhì)。HMGB1結(jié)合DNA和RNA，以響應(yīng)TLR3、TLR7和TLR9的激活，是I型IFN和促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生所必需的。HMGB1首先被描述為TLR9輔因子，因?yàn)樗軌蚪Y(jié)合CpG DNA，與TLR9相互作用，并增強(qiáng)TLR9對CpG的內(nèi)體遞送。外源性添加HMGB1可增強(qiáng)DC和巨噬細(xì)胞對CpG的IFN-α和促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。IFN-α的分泌依賴于HMGB1與RAGE的相互作用，RAGE是TLR9的“被動”受體輔因子。HMGB1是TLR9對CpG DNA反應(yīng)所必需的，由于其結(jié)合DNA的能力，可能會加劇自身免疫性疾病。 LL37 LL37是TLR9輔因子，與pDCs中自身DNA向TLR9的遞送有關(guān)。LL37是一種長37個氨基酸的兩親性肽，在絲氨酸蛋白酶切割其前體后被激活。LL37-DNA復(fù)合物對DNA酶的降解具有抗性，并被pDCs內(nèi)化，定位于早期內(nèi)體，從那里介導(dǎo)TLR9依賴性IFN-α的產(chǎn)生。目前沒有證據(jù)表明LL37和TLR9之間存在直接相互作用，這表明LL37在細(xì)胞損傷的情況下可能主要作為DNA遞送分子。LL37也被證明可以與自身RNA形成復(fù)合物，并將這些復(fù)合物遞送到pDCs，以產(chǎn)生TLR7和TLR8依賴的IFN。LL37在TLR驅(qū)動的反應(yīng)中對宿主防御是否重要仍有待確定。 TLR的伴侶、轉(zhuǎn)運(yùn)和加工因子 Gp96和PRAT4A Gp96是介導(dǎo)蛋白質(zhì)折疊的HSP90家族伴侶的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（ER）同源物。Gp96普遍表達(dá)，并作為專性可溶性同二聚體存在，每個單元由N端ATP結(jié)合結(jié)構(gòu)域、高電荷中間結(jié)構(gòu)域和C端二聚結(jié)構(gòu)域組成。gp96的靶點(diǎn)數(shù)量有限，包括整合素、血小板糖蛋白復(fù)合物和TLR。TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR7和TLR9的功能需要gp96。gp96介導(dǎo)TLR的折疊和成熟，然而gp96究竟在哪個階段干預(yù)TLR折疊，以及如何干預(yù)的，尚不清楚。 PRAT4A是一種普遍存在且高度保守的可溶性ER管腔蛋白。與gp96類似，PRAT4A對ER中多種TLR的成熟很重要，PRAT4A和gp96協(xié)同工作，以確保TLR的正確折疊。 UNC93B1 UNC93B1是一種ER駐留糖蛋白，是內(nèi)體TLR反應(yīng)所必需的。研究表明，UNC93B1與TLR3、TLR7、TLR8、TLR9相互作用，內(nèi)體TLR的跨膜結(jié)構(gòu)域控制著與UNC93B1的結(jié)合。核酸感應(yīng)TLR必須通過其跨膜結(jié)構(gòu)域與UNC93B1相互作用，以便UNC93B1可以介導(dǎo)其遞送到內(nèi)溶酶體，在那里它們可以結(jié)合并響應(yīng)各自的配體。 AP3 適配蛋白3（AP3）是TLR9運(yùn)輸機(jī)制的必需成分。AP家族的成員是四聚體蛋白，它們介導(dǎo)分泌和內(nèi)吞途徑中膜蛋白的選擇。AP3由四個亞基組成：δ、μ3A、β3A和σ3，負(fù)責(zé)將DNA/RNA招募到內(nèi)體中，以輸送到溶酶體和溶酶體相關(guān)細(xì)胞器（LRO）。 組織蛋白酶 TLR9在到達(dá)內(nèi)溶酶體隔室時進(jìn)行蛋白水解處理，也可能在具有低pH值和蛋白酶的早期內(nèi)體中進(jìn)行。處理TLR的蛋白酶必須與TLR9相互作用，因此被認(rèn)為是輔因子。組織蛋白酶K缺乏導(dǎo)致BMDC細(xì)胞因子對CpG的反應(yīng)降低，表明組織蛋白酶與TLR9功能有關(guān)。組織蛋白酶B、組織蛋白酶L、組織蛋白酶S和組織蛋白酶F被鑒定為與B細(xì)胞系TLR9功能相關(guān)的因子。此外，單個組織蛋白酶的抑制劑未能完全抑制切割和TLR驅(qū)動的反應(yīng)，表明要獲得完整的TLR9活性，需要多種組織蛋白酶的活性。 小結(jié) TLR受體可以識別差異很大的PAMP，但顯示出結(jié)構(gòu)保守的外結(jié)構(gòu)域。許多有助于配體區(qū)分和受體信號傳導(dǎo)的分子已經(jīng)被鑒定出來，這些分子顯示出不同的功能：輔因子、信號適配器以及TLR功能的調(diào)節(jié)因子。TLR特異性激活的結(jié)果必須來自這些介質(zhì)的組合，從而產(chǎn)生復(fù)雜的信號。 由于它們對TLR功能的貢獻(xiàn)，對有助于激活TLR的輔因子的研究非常重要，有助于我們更好地理解控制先天性和適應(yīng)性免疫的TLR途徑。盡管這些認(rèn)識是否可以應(yīng)用于設(shè)計新的療法尚無法衡量，但操縱TLR的其他手段仍然是一個非常理想的目標(biāo)。 
