TLRS 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與急性胰腺炎相關(guān)性研究進(jìn)展

　作者：康曉征,肖國(guó)輝　　作者單位：四川 瀘州醫(yī)學(xué)院附屬中醫(yī)院消化內(nèi)科

　　【關(guān)鍵詞】 TLRS 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,急性胰腺炎

　　Toll樣受體是生物進(jìn)化過程中一種古老的天然免疫受體，是個(gè)能感知病原體而直接作出防御反應(yīng)的天然免疫受體，并可以啟動(dòng)特異性免疫[1-2]，被認(rèn)為是目前哺乳動(dòng)物將細(xì)胞外抗原識(shí)別信息向細(xì)胞內(nèi)傳遞，并引發(fā)針對(duì)該抗原系列免疫反應(yīng)的關(guān)鍵跨膜蛋白[3]。急性胰腺炎(acute pancreatitis，AP) 主要是由于胰腺組織受到胰蛋白酶的自身消化作用，促進(jìn)了胰 腺的壞死和溶解。有研究表明腸道細(xì)菌和內(nèi)毒素發(fā)生移居，是胰腺壞死組織繼發(fā)細(xì)菌感染的重要原因，但在這一過程中Toll受體卻起到了不可忽視的作用[5]?，F(xiàn)就TLRs (主要是TLR4) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路與AP相關(guān)性的研究進(jìn)展簡(jiǎn)要綜述如下。

　　1TLRs家族的發(fā)現(xiàn)、分布及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　1.1TLRs 家族的發(fā)現(xiàn)1988年Hashimot等在研究果蠅胚胎發(fā)育過程中，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)基因(dToll)決定著果蠅的背腹側(cè)分化[6]，其編碼的一種跨膜受體蛋白稱為Toll 受體( TollRceptor )。 到目前為止，已鑒定出TLRs家族成13個(gè)[7]， 即TLR1~T LR13。其中TLR2與TLR4研究比較深入。

　　1.2TLRs家族分布及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)TLRs分布：TLR1廣泛分布于單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、B細(xì)胞以及自然殺傷細(xì)胞;TLR2主要表達(dá)外周血白細(xì)胞、脾臟;TLR3分布于樹突狀細(xì)胞( DC);TLR 4mRNA可見于血管內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞及氣道上皮細(xì)胞、氣道平滑肌細(xì)胞[8];TLR5存在于單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞內(nèi)。TLR6-9廣泛表達(dá)于多種細(xì)胞;TLR10主要表達(dá)于淋巴樣組織和脾臟細(xì)胞。

　　TLRs結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：TLRs家族成員都是 I型跨膜蛋白，由胞外區(qū)、跨膜區(qū)及胞質(zhì)區(qū)三部分組成。胞外區(qū)由l8～31個(gè)富含亮氨酸的重復(fù)序列(1eucine rich repeats，LRR)和半胱氨酸結(jié)構(gòu)所組成，可與協(xié)同分子如CD14分子中的亮氨酸重復(fù)序列結(jié)合，介導(dǎo)蛋白質(zhì)之間的相互作用。胞質(zhì)區(qū)由200個(gè)以上氨基酸殘基組成，與IL—lR家族成員胞質(zhì)區(qū)高度同源，被稱為Toll/IL—lR同源區(qū)(TLR)。TLR區(qū)域是TLRs與其下游蛋白激酶相互作用的關(guān)鍵部位，這一區(qū)域關(guān)鍵位點(diǎn)或序列缺失將阻斷信號(hào)向下傳遞。

　　2TLRS 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

　　目前有關(guān)TIRs受體激活的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程主要來自對(duì)TLR2 和TLR4 的研究，且其胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)無明顯的差別。TLR4它能識(shí)別內(nèi)外源性致炎因子并參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，啟動(dòng)非特異性免疫反應(yīng)。革蘭氏陰性細(xì)菌表面的脂多糖lipopolysaccharide，LPS)是其主要的配體，與TLR4結(jié)合后通過一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)才能產(chǎn)生效應(yīng)。目前，經(jīng)典的TLRs信號(hào)傳導(dǎo)途徑，TLR4介導(dǎo)的LPS胞內(nèi)信號(hào)傳遞存在兩條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，這兩條通路均依靠MyD88(myeloid differentiation primary–response protein88)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，包括早期的MyD88依賴性反應(yīng)通路和后期的MyD88非依賴性反應(yīng)通路。其中，MyD88非依賴性反應(yīng)通路由MyD88街頭蛋白(MyD88-adaptor-like,MAL)負(fù)責(zé)，TLR4上的TIR結(jié)構(gòu)域與MAL通過一系列作用使NFKB p65亞單位上的S536磷酸化，使NFKB游離并移位至細(xì)胞核中，結(jié)合到靶向的DNA，促使多種炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)[9-10]。

　　3TLRs與炎癥性疾病

　　TLRs突出的生物學(xué)功能，就是促進(jìn)細(xì)胞因子的合成與釋放，引發(fā)炎癥反應(yīng)。TLRs在細(xì)菌及其它病原微生物侵入機(jī)體后，識(shí)別細(xì)菌及其它病原微生物成份，經(jīng)由TLRs信號(hào)通路將信號(hào)傳導(dǎo)入細(xì)胞核，活化NFKB 啟動(dòng)核內(nèi)相關(guān)基因，轉(zhuǎn)導(dǎo)出相應(yīng)的mRNA，從而合成IL- I,IL-6,IL-8,IL-10,IL-12,TNF-a等細(xì)胞因子并釋放到胞外，引起粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞趨化聚集，毛細(xì)血管通透性增高淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)等炎癥反應(yīng)。當(dāng)引發(fā)的炎癥因子與抗炎因子的平衡失衡后則出現(xiàn)炎癥加重，進(jìn)一步誘發(fā)SIRS或MODS的發(fā)生。 Beutler等認(rèn)為敗血癥與TLRs識(shí)別PAMP 后介導(dǎo)的過激天然免疫應(yīng)答的發(fā)生密切相關(guān)，TLRs在這起到了“換能器”的作用。而感染性休克的分子作用機(jī)制：細(xì)菌脂多糖通過TLRs激活失控的NFKB的生物學(xué)效應(yīng)[11]，也與TLRs 有關(guān)。金曉鳳等[12]的研究發(fā)現(xiàn)家兔肺出血再灌注損傷肺組織TLR4mRNA表達(dá)教正常對(duì)照組明顯升高，提示TLR4活化后，通過激活轉(zhuǎn)錄因子NF-ΚB，誘導(dǎo)ICAM-1等炎癥介質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和分泌，導(dǎo)致肺組織的損傷和功能障礙。國(guó)內(nèi)有學(xué)者對(duì)此作了相關(guān)研究提示TLR4單克隆抗體可以抑制腸道免疫的過度激活，減少炎癥因子的過度表達(dá)，從而反饋性下調(diào)抑炎細(xì)胞因子的表達(dá)，打破了促炎/抑炎因子的失衡狀態(tài)，減輕急性期潰瘍性結(jié)腸炎的炎癥表現(xiàn)[13]。因此，調(diào)控TLRs 表達(dá)或阻斷其后的信號(hào)通路可能有助于減弱損傷性炎性應(yīng)答。

　　4TLRS 信號(hào)傳導(dǎo)通路與急性胰腺炎相關(guān)性

　　AP早期主要表現(xiàn)為化學(xué)性炎癥，是多種因素(如梗阻、腺泡超強(qiáng)分泌、胰腺缺血) 作用下胰腺組織的非特異性炎癥過程，是由機(jī)體天然免疫系統(tǒng)為主導(dǎo)而引發(fā)的炎性反應(yīng)鏈。TLRs是機(jī)體非特異性炎癥反應(yīng)鏈的啟動(dòng)蛋白，目前認(rèn)為TLRs應(yīng)是AP/SAP炎癥反應(yīng)過程中，免疫系統(tǒng)對(duì)內(nèi)、外源性抗原識(shí)別和信號(hào)傳導(dǎo)的始動(dòng)環(huán)節(jié)和核心。因此，探索TLRs (主要是TLR4 ) 在胰腺組織分布表達(dá)的組織特異性，研究其與AP的相關(guān)性，對(duì)于AP發(fā)病機(jī)制的研究具有重要意義。

　　在SAP的發(fā)展進(jìn)程中，多種炎癥細(xì)胞因子如IL-1,IL-6,TNF-α等多器官功能損害密切相關(guān)，而這些因子又與TLR4密不可分[13]。研究表明[13]，AP患者的胰腺組織中TLR4、TNF-α、IL-6的表達(dá)早期明顯高于對(duì)照組，隨后AP患者中血漿TNF-α水平亦上升，與TLR4表達(dá)具有正相關(guān)性( r =0.9 97，P=0.045)，提示AP早期患者外周血單核細(xì)胞(peripheral blood mono-cytes，PBMCs)表面TLR4表達(dá)升高可能與AP早期先天性免疫系統(tǒng)的激活有關(guān)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，蛙皮素誘導(dǎo)的大鼠水腫性胰腺炎的胰腺組織TLR4mRNA在早期表達(dá)上調(diào)， 隨后出現(xiàn)血TNF-α等細(xì)胞因子水平的升高，兩者具有相關(guān)性。

　　研究發(fā)現(xiàn)，TLR4在正常大鼠胰腺組織內(nèi)有分布表達(dá)，主要定位于上皮組織 (胰管上皮) 和內(nèi)皮組織(動(dòng)脈、靜脈及微血管內(nèi)皮)，同樣在正常人胰腺胰管上皮及血管上皮表達(dá)分布。分析TLR4在正常大鼠/人中胰腺組織內(nèi)、外分泌部中均可見確切表達(dá)，證明了胰腺組織具有TLR4直接參與AP炎性反應(yīng)始動(dòng)的受體基礎(chǔ)，提示TLR4可能參與胰腺感染時(shí)識(shí)別清除入侵病原體的免役防御反應(yīng)，這為從機(jī)體天然免疫炎性反應(yīng)鏈?zhǔn)紕?dòng)受體TLR4角度進(jìn)一步研究AP發(fā)病機(jī)制提供了新的理論基礎(chǔ)。有報(bào)道稱，LPS體外刺激小鼠巨噬細(xì)胞，TLR4mRNA表達(dá)早期迅速達(dá)到高峰且持續(xù)至20h，而TLR4在早期達(dá)高峰后隨即下降，至20h已降至正常水平;另有臨床研究發(fā)現(xiàn) AP合并腸穿孔患者的胰腺組織中TLR4mRNA的表達(dá)水平在早期即迅速上調(diào)，達(dá)高峰后能持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。兩者研究結(jié)果基本相符，這表明胰腺組織中TLR4基因表達(dá)的迅速上升可誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的合成與釋放，啟動(dòng)天然免疫和獲得性免疫，有助于清除入侵細(xì)菌，在感染早期即發(fā)揮其免疫防御功能。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蛙皮素誘導(dǎo)的AP小鼠中腎臟中的TLR2，4基因及其下游炎癥因子TNF-a和IL-6表達(dá)明顯增加，TLR2，4作為炎癥反應(yīng)的“閘門”可能與AP腎損害的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，如能適時(shí)阻TLR 2， 4的表達(dá)，可能減輕胰腺炎腎損害的發(fā)生。同樣有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，在SAP導(dǎo)致的多器官功能衰竭( MOF )小鼠肝臟中的TLR2，4表達(dá)顯著增加，提示TLR可能在MOF發(fā)病過程中起重要作用。另有研究發(fā)現(xiàn)，?；悄懰徕c誘導(dǎo)的SAP肝/肺損傷大鼠中，肝/肺組織中TLR2，4、TNF-a表達(dá)明顯上調(diào)，NO明顯降低 ( P<0.05或 P<0.01 )，在應(yīng)用氯喹阻斷TLR2，4 mRNA表達(dá)后，所得結(jié)果相反，提示TLR2，4基因表達(dá)上調(diào)能誘導(dǎo)各種促炎癥細(xì)胞因子的過量合成與釋放，從而導(dǎo)致機(jī)體的失控性炎癥反應(yīng)和多器官功能衰竭，而當(dāng)抑制TLR2，4表達(dá)后促炎癥細(xì)胞因子的合成與釋放降低，從而肝/肺損傷程度減輕;N O在低濃度時(shí)具有抗炎作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示抑制TLR2，4表達(dá)后，NO濃度顯著升高，說明TLR2，4基因的表達(dá)可能還抑制抗炎癥因子的合成釋放，加重機(jī)體失控性炎癥反應(yīng)，這表明TLR2，4基因的表達(dá)在 SAP所導(dǎo)致的多臟器損害中可能起著十分重要的作用，分析可能機(jī)制為：(1)胰腺細(xì)胞破壞后釋放入血的各種酶類;(2)腸道屏障損害后吸收的細(xì)菌和內(nèi)毒素;(3)SAP引起的各種炎癥刺激釋放的細(xì)胞因子和炎性介質(zhì)。三者之間是否存在協(xié)同作用，TLRs的表達(dá)在SAP中是否是一種始動(dòng)因素，TLRs在 SAP中的如何激活先天性免疫系統(tǒng)，尚待進(jìn)一步研究。也有文獻(xiàn)報(bào)道，在急性胰腺炎中內(nèi)毒素血癥引起的組織損害是通過TL4途 徑介導(dǎo)的，提示內(nèi)毒素可能也可以激活肺組織中TLRs，認(rèn)為TL4在內(nèi)毒素介導(dǎo)的肺損傷中發(fā)揮了作用。SAP易并發(fā)多器官功能衰竭，究竟TLR4在其中是否起重要的促進(jìn)作用，其具體機(jī)制如何，目前尚不清楚。曾有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，應(yīng)用TLR4單克隆抗體注射SAP小鼠體內(nèi)后胰腺炎嚴(yán)重程度加重，分析原因可能是TLR4抗體可能模擬LPS參與內(nèi)毒素信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)一步激活NFKB并上調(diào)細(xì)胞因子、炎性介質(zhì)的表達(dá)，增加中性粒細(xì)胞的活化程度，提示內(nèi)毒素信號(hào)通TLR4在SAP發(fā)病過程中起重要的促進(jìn)作用，若進(jìn)一步有效阻斷內(nèi)毒素信號(hào)通路可能改善SAP的預(yù)后。也有研究發(fā)現(xiàn)，TLR4是LPS反應(yīng)中的必要傳導(dǎo)器，可以不依賴LPS而起作用，TLR4抗體可能模擬內(nèi)毒素信號(hào)傳導(dǎo)從而誘導(dǎo)激活下游區(qū)細(xì)胞因子，提示LBP重組體、CD14抗體或靜息狀態(tài)下的TLR4也許能緩解SAP的進(jìn)展。曾有報(bào)道稱，是IL-8多態(tài)性而不是TLR4多態(tài)性加重急性胰腺炎的程度，TLR4多態(tài)性在SAP發(fā)病過程中的作用需要進(jìn)一步研究。

　　5結(jié)語

　　急性胰腺炎為胰酶自身消化胰腺及其周圍組織所引起的化學(xué)性炎癥，有關(guān)AP發(fā)病機(jī)制的研究取得不少進(jìn)展，有了較多的新認(rèn)識(shí)、新發(fā)現(xiàn)，但迄今尚未完全闡明，仍有許多基礎(chǔ)研究與臨床診斷治療中的問題亟待解決。對(duì)TLRs及其配體的發(fā)現(xiàn)和功能的研究，使我們對(duì)免疫的認(rèn)識(shí)達(dá)到一個(gè)新的水平，TLRs作為一種模式識(shí)別受體，不僅在天然免疫中起重要作用，同時(shí)也被視為天然免疫與獲得性免疫的連接點(diǎn)，并影響獲得性免疫。TLR4受體在啟動(dòng)AP早期的炎癥反應(yīng)及連接特異性免疫中起到了重要作用。TLRs/TLR4在大鼠/人正常胰腺組織內(nèi)均有分布表達(dá)，證明胰腺組織具有天然免疫TLR4直接參與AP炎性反應(yīng)始動(dòng)的受體基礎(chǔ)。AP早期是一種無菌性的炎癥，此時(shí)無感染發(fā)生，亦無致病菌的入侵，TLR4的內(nèi)源性配體仍然可以觸發(fā)TLR4識(shí)別配體，活化巨噬細(xì)胞、釋放大量炎性介質(zhì)，表現(xiàn)為機(jī)體呈現(xiàn)過度炎癥反應(yīng)狀態(tài)。如何尋找與TLRs的配體的類似物拮抗TLRs與其配體的結(jié)合避免TLRs的激活，針對(duì)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)阻斷其轉(zhuǎn)導(dǎo)通路等，為疾病尋找新的治療途徑與靶點(diǎn)提供思路，同時(shí)為有效干預(yù)AP和降低AP死亡率提供重要的理論依據(jù)。因此，有關(guān)TLRs的研究仍廣闊的前景。

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