吳亞?！【C述　楊麗霞　審校

(成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院心內科， 云南 昆明650032)

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Toll樣受體4與心血管疾病的研究進展

吳亞希綜述楊麗霞審校

(成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院心內科， 云南 昆明650032)

【摘要】Toll樣受體是一類表達于細胞膜上的受體家族，在先天性免疫和獲得性免疫系統(tǒng)中，起到識別微生物的作用。Toll樣受體4是最早發(fā)現的Toll樣受體，在調節(jié)免疫應答、促進免疫細胞成熟分化和參與促炎因子反應中，都起到了重要作用。越來越多的研究證實，Toll樣受體4作為先天性免疫的一個重要介質參與了心血管疾病的發(fā)生、發(fā)展?，F主要對Toll樣受體4在心血管疾病中的研究進展做一綜述。

【關鍵詞】Toll樣受體4；心血管疾??；炎癥反應

近年來，心血管疾病已成為威脅人類健康的主要疾病之一，其發(fā)病率及病死率呈現不斷上升的趨勢。越來越多的研究表明，炎癥反應在心血管疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用[1]。而Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)能促進細胞因子的合成與釋放，引發(fā)炎癥反應[2]。Toll樣受體4 (TLR4)是TLRs家族的一員，其在識別脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)及介導的炎癥反應信號轉導中起到了重要作用。TLR4在部分心血管疾病發(fā)生發(fā)展過程中起到的作用也成為了當前的研究熱點。

1TLRs家族

TLRs是一類病原分子識別受體，最早于1996年在研究果蠅胚胎發(fā)育過程中發(fā)現，稱為dToll。至今，在人體中已至少有11種TLRs被發(fā)現，統(tǒng)稱為TLRs家族，并分別命名為TLR1～10、14[3]。

1.1TLRs的結構、分布及其配體

TLRs為Ⅰ型跨膜蛋白受體，其組成分為三個區(qū)，分別為胞內區(qū)、胞外區(qū)和跨膜區(qū)。胞外區(qū)結構由19～25個富含亮氨酸的重復序列(leucine-rich repeat,LRR)XLXXLXLXX(X代表任何氨基酸，L為亮氨酸)組成，每個LRR含24～29個氨基酸，為β折疊-環(huán)-α螺旋的結構，形成一個馬蹄形的結構，其作用是識別不同的病原分子[4]；胞內區(qū)與白介素-1(interleukin-1，IL-1)受體相似，故稱之為Toll/IL-1同源受體區(qū)(Toll/IL-1 receptor homologous region,TIR)，約為200個氨基酸大小，含3個保守盒，在信號傳導中起到重要作用[5]。

TLRs分布十分廣泛，但具有細胞分布特異性，如TLR1普遍表達于各類免疫細胞；TLR2、4、5的分布則是除B、T和NK細胞以外的免疫細胞；TLR3只特異分布于樹突細胞[6]。而對于分布位置，TLR1、2、4、5、6均分布于細胞表面，而TLR3、7、8、9則位于細胞內。

TLRs配體根據其來源可分為：外源性配體和內源性配體[7]。外源性配體的來源主要是病原微生物，而內源性配體的來源則是宿主細胞，當機體應激時或組織損傷時釋放。

1.2TLRs的信號轉導通路

TLRs識別配體后，可通過一系列的跨膜信號傳導，傳遞至胞內的接頭分子——髓樣分化因子88(MyD88)、MyD88接頭樣蛋白(Mal)、TLRs相關的干擾素活化因子(TRIF)和TLRs相關的分子。TLRs信號傳導通路依據是否包含MyD88，可分為MyD88依賴性和非MyD88依賴性兩種信號傳導途徑[5]。其中，TLR1、2、6、7和9介導的信號傳導途徑為前者，而TLR3介導的信號傳導途徑只有非MyD88依賴性通路，TLR4則兩者均有[8]。

2TLR4

TLR4是人類發(fā)現的第一個TLRs[9]，是介導LPS應答的最主要受體，因其作為先天性免疫的一個重要介質參與了炎癥反應、自身免疫、心血管疾病、腫瘤的發(fā)生和發(fā)展，獲得了越來越多的關注。

2.1TLR4的結構、分布和配體

作為TLRs家族中的一員，TLR4也同樣分為三個部分：胞外區(qū)由24個LRR組成，能夠特異識別病原相關分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)；胞內區(qū)存在一段序列保守區(qū)，稱為TIR區(qū)，與IL-1受體的胞內區(qū)具有同源性[9]，這一序列保守區(qū)是TLR4與下游信號調節(jié)分子相互作用的關鍵部位，在信號轉導通路中發(fā)揮了重要作用。

TLR4廣泛分布于各類與免疫相關的各類細胞，如單核巨噬細胞、粒細胞、樹突細胞、淋巴細胞等，以骨髓單核細胞的表達尤其多。此外，還分布與人體內其他組織細胞，如肝臟的Kupffer細胞、肝細胞、肝星狀細胞，胰腺的巨噬細胞、腺泡細胞核胰腺形狀細胞等[10]。

TLR4結合的配體依據來源分為外源性配體和內源性配體。TLR4的主要外源性配體為LPS，其與LPS結合蛋白結合后，兩者繼續(xù)與CD14相互作用，由CD14將LPS轉運并鎖定在由TLR4和髓樣分化蛋白-2構成的受體復合物[11]。研究表明，LPS與髓樣分化蛋白-2結合后， TLR4細胞外LRR介導了TLR4的聚合，進一步誘導TLR4的信號傳導[5]。這一過程又被稱為TLR4信號傳導通路細胞外傳遞。除LPS等外源性配體外，TLR4還可識別多種內源性配體，如透明質酸、纖維蛋白素原、熱休克蛋白等[12]。

2.2TLR4的信號轉導

TLR4識別配體后，可以通過MyD88依賴性信號轉導通路和MyD88非依賴性信號轉導通路，介導核因子-κB(nuclear factor-kappaB, NF-κB)活化和致炎細胞因子產生。

2.2.1MyD88依賴性信號轉導通路

在此信號通路中，MyD88起到關鍵作用，其C端有一個TIR結構域，而N端具有一個與腫瘤壞死因子受體(tumor necrosis factor receptor,TNFR)胞內區(qū)相關的死亡結構域(DD)[13]。MyD88分別通過TIR結構域與TLR4、DD結構域與IL-1受體相關激酶(IL-1R-associated kinases，IRAKs)發(fā)生關聯(lián)，除此之外，TLR4招募MyD88后，兩者通過DD結構域和TIR形成同源二聚體。由此可知，MyD88的功能是連接TLR4及其下游信號分子的轉接蛋白[14]?；罨腗yD88可被IRAKs磷酸化，進一步激活TNFR相關因子6(TNF receptor-associated factor 6，TRAF6)?；罨蟮腡RAF6通過轉化生長因子-β活化激酶(TGF-β activated kinase，TAK1)與I-κB激酶(I-κB kinase,IKK)信號級聯(lián)，使NF-κB的抑制蛋白(inhibitor of NF-κB,I-κB)磷酸化而降解，進一步使轉錄因子NF-κB遷移至細胞核內，引起炎癥相關基因如腫瘤壞死因子-α及IL-1、6、8、12等的轉錄[15]。

2.2.2MyD88非依賴性信號轉導通路

TLR4激活的MyD88非依賴性信號通路被稱為TRIF依賴性信號通路[16]。不同于MyD88依賴性信號通路，TLR4通過TRIF相關的接頭分子進行間接招募TRIF，后者通過TNFR相關因子3(TNF receptor-associated factor 3，TRAF3)激活干擾素調節(jié)因子3的磷酸化同時誘導其核異位，激活后的干擾素調節(jié)因子3繼續(xù)誘導1型干擾素的表達，進而促使各型干擾素的基因表達；在另一方面，TRIF結合TRAF6與受體相互作用蛋白1(receptor-interacting protein-1，RIP1)，進一步激活TAK1，通過與MyD88依賴途徑類似的途徑激活NF-κB和絲裂原活化蛋白激酶信號通路，最終同樣促使炎性細胞因子的產生和釋放，引起炎癥反應[17]。

3TLR4與動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是一類炎癥性疾病，由于血液中高濃度的低密度脂蛋白對血管內膜進行攻擊，導致內皮細胞損傷，激發(fā)一系列的炎癥反應，從而形成粥樣斑塊，導致動脈硬化[18]。炎癥反應是影響斑塊穩(wěn)定性的重要機制。越來越多的證據證明，TLR4在動脈粥樣硬化中作為先天性免疫的一個重要介質而參與其中。TLR4通過激活NF-κB信號通路及相關促炎蛋白，促進了炎癥反應，最終導致斑塊的不穩(wěn)定性。人類動脈粥樣硬化斑塊表面高度表達TLR1、TLR2、TLR4及激活的NF-κB,TLRs表達水平的增加引起細胞激活和促炎癥級聯(lián)反應的激活[19]。在Michelsen等[20]研究中，發(fā)現了TLRs的MyD88依賴性信號通路在動脈粥樣斑塊的形成過程中扮演了重要角色，敲除MyD88基因的載脂蛋白 E(apolipoprotein E, apoE)敲除小鼠，盡管其仍有高膽固醇血癥，但其血管內斑塊體積縮小、脂質含量減少，同時，趨化因子、前炎癥因子和致炎基因的表達均明顯減少。除此之外，他們還證明了敲除TLR4基因后，apoE小鼠體內斑塊體積、斑塊脂質含量以及斑塊中巨噬細胞的浸潤也同樣減少。Chávez-Sánchez等[21]發(fā)現在巨噬細胞經氧化性低密度脂蛋白誘導，分化為泡沫細胞的這一過程中，TLR4和CD36發(fā)揮了關鍵作用，有助于泡沫細胞分化。Cole等[22]在動物模型研究中指出，輕度修飾的低密度脂蛋白作為可激活TLR4信號途徑的內源性配體，是一種強烈誘導劑，可使趨化因子和促炎因子分泌更加旺盛，進而促進動脈粥樣硬化，加速病變的發(fā)展。Lu等[23]研究通過使用 TLR4 拮抗劑球形紅桿菌LPS作用于糖尿病apoE 缺陷小鼠和非糖尿病 apoE 缺陷小鼠，發(fā)現TLR4 拮抗劑可以抑制糖尿病 apoE 缺陷小鼠血管炎癥及動脈粥樣硬化進展，同時可降低非糖尿病 apoE 缺陷小鼠血清膽固醇及三酰甘油水平。在Yonekawa等[24]的研究中發(fā)現，TLR4在破裂斑塊中的含量遠高于外周血，并且在單核細胞浸潤的過程中起到了重要作用。Katsargyris等[25]學者對服用了他汀類降脂藥物的患者其體內的頸動脈粥樣斑塊進行檢測， 發(fā)現未服藥患者體內TLR4的表達水平明顯高于服藥患者，進而得出粥樣斑塊的穩(wěn)定性可能與TLR4表達量相關的結論。這些都說明了TLRs不僅可以調控對動脈粥樣硬化斑塊發(fā)展過程，而且還可以對其危險因素產生影響。

4TLR4與高血壓

有研究顯示，高血壓是一種低度炎癥性疾病，而TLR4在高血壓的發(fā)生、發(fā)展過程中也發(fā)揮了至關重要的作用[1, 26]。腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)在高血壓的發(fā)病機制中起著重要作用，而血管緊張素Ⅱ(angiotensin，AngⅡ)是主要的作用因子，AngⅡ本身不僅是一種促炎癥介質，還可作為一種內在的氧化劑，促使氧化應激的發(fā)生。Ji等[27]發(fā)現AngⅡ的促炎性反應作用是通過TLR4，經由AT1/ERK1/2/TLR4/IP-10/PKC/NF-κB信號通路介導的。Eissler 等[26]研究學者采用 WKY大鼠，用NG-硝基-左旋精氨酸甲酯誘導其產生高血壓后，發(fā)現誘導后的WKY大鼠其心臟組織中的TLR4表達量明顯升高。同樣，在Bomfim等[28]的研究中發(fā)現，用美國維斯塔爾(Wistar)大鼠和自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)進行對比，發(fā)現，SHR大鼠其血壓升高及炎癥反應的產生原因均與TLR4有關，抑制TLR4后，可在一定程度上降低血壓，減輕炎癥反應。盧文等[29]研究顯示，高血壓腎損害和單純高血壓患者外周靜脈血中單核細胞和中性粒細胞TLR4表達升高，由此推測，在AngⅡ的作用下使TLR4高表達，可以加強單核細胞的吞噬功能和中性粒細胞的趨化，促進高血壓炎癥反應。陳思等[30]研究結果表明高血壓患者TLR4陽性率顯著高于正常人群，以上都表明了TLR4與高血壓病的發(fā)生發(fā)展有關。

5展望

綜上所述，TLR4作為一個重要的炎性受體，越來越多的證據表明其與心血管疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關。隨著對TLR4研究的深入，其在心血管疾病的預防、診斷、治療等臨床應用將會有良好的應用前景，其是否可以成為心血管疾病新的治療靶點，值得研究者們做進一步的探究。

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Research Progress of Relationship Between Toll-like Receptor 4 and Cardiovascular Disease

WU Yaxi,YANG Lixia

(DepartmentofCardiology,KunmingGeneralHospitalofChengduMilitaryArea,Kunming650032,Yunnan,China)

【Abstract】Toll-like receptors(TLRs),a receptor family that express on the cell membrane, relates to the immune system that recognizes microorganisms and plays a highly important role in the activation of the innate and acquired immune system. As the first discovered TLRs,TLR4 participate in pro-inflammatory response, promote the immune cells maturity and regulate the immune response. A growing body of research suggests that TLR4 is an important medium of the innate immune is involved in the occurrence and development of cardiovascular disease. This article reviews the current research on the relationship between TLR4 and cardiovascular disease.

【Key words】Toll-like receptors;Toll-like receptor 4;Cardiovascular disease

收稿日期：2015-07-08修回日期：2015-10-27

【中圖分類號】R54

【文獻標志碼】A【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2016.01.015

作者簡介：吳亞希(1990—)，在讀碩士，主要從事動脈粥樣硬化研究。Email：wuyaxi015@163.com通信作者：楊麗霞, Email:doctorlixia@aliyun.com