單佳鈴，程虹毓，文 樂，鐘國躍，朱繼孝

(江西中醫(yī)藥大學(xué)1. 中藥資源與民族藥研究中心、2. 人文學(xué)院，江西 南昌 330004)

炎癥是活體組織對外界因子造成損傷所發(fā)生的防御反應(yīng)，是機體自身免疫系統(tǒng)清除有害刺激，促進組織修復(fù)的一種復(fù)雜的保護措施。然而，不可控的慢性炎癥會對機體造成再次損傷。炎癥在多種疾病，尤其是慢性疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮著非常重要的作用，與炎癥相關(guān)的疾病譜非常廣，包括自身免疫性疾病、炎癥疾病、感染性疾病等。機體炎癥的啟動主要通過模式識別受體(pattern recognition receptors，PRRs)識別相關(guān)分子模式，進而啟動防御機制，同時釋放炎性介質(zhì)。Toll 樣受體(Toll-like receptor，TLR)是其中一種重要的炎癥識別受體，是病原相關(guān)危險因子介導(dǎo)過程中非常重要的分子受體，越來越多的研究顯示，TLR/髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)/核轉(zhuǎn)錄因子κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)信號通路在多種疾病發(fā)病及治療過程中發(fā)揮重要作用。本文主要對TLR/MyD88/NF-κB信號通路在不同疾病中的研究進展進行綜述，為后續(xù)研究提供參考。

1 TLR/MyD88/NF-κB信號通路的構(gòu)成

1.1TLRTLR是非特異性免疫反應(yīng)中的一個重要的蛋白質(zhì)分子，可以識別不同的病原相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns，PAMP)。TLR首次在果蠅的胚胎發(fā)育中被Hashimoto等發(fā)現(xiàn)。隨后，在果蠅感染真菌的實驗中，Lemaitre等發(fā)現(xiàn)TLR在其免疫系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用，從此展開了TLR在免疫系統(tǒng)中的作用研究。TLR是I型跨膜蛋白受體，其由能識別受體及與其他輔助受體結(jié)合形成受體復(fù)合物的胞膜外區(qū)、含Toll-IL-1受體結(jié)構(gòu)域(Toll-IL-1 receptor domain，TIR)的胞質(zhì)區(qū)以及跨膜區(qū)3部分組成。目前，在人體內(nèi)已知的TLR家族中，TLR1～TLR10存在基因表達，并且可以參與免疫功能的受體分子。其中，TLR4被認(rèn)為是發(fā)現(xiàn)最早的一個受體相關(guān)蛋白。有研究表明，TLR4在酒精性肝病中發(fā)揮重要作用，參與脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)的識別和傳遞細(xì)胞內(nèi)的信號。

1.2MyD88MyD88是TLR/MyD88/NF-κB信號通路中一個重要的接頭蛋白分子，可以使信號向下游轉(zhuǎn)導(dǎo)的的一個重要節(jié)點。MyD88在多種組織細(xì)胞中均有表達，如肝、腎、脾臟、肌肉組織，以及單核細(xì)胞、胸腺細(xì)胞等。MyD88實際上是一種胞質(zhì)可溶性蛋白，整個結(jié)構(gòu)由3個功能區(qū)域組成，包括C-端的TIR結(jié)構(gòu)域、中間域以及N端的死亡域。C-端的TIR結(jié)構(gòu)域含有130個氨基酸，主要是通過與蛋白質(zhì)結(jié)合，向下游傳遞信號，N-端的死亡結(jié)構(gòu)域含有90個氨基酸，負(fù)責(zé)招募下游具有死亡結(jié)構(gòu)域的信號分子進入下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。有研究表明，只有當(dāng)MyD88中的死亡結(jié)構(gòu)域和中間域同時表達時，才能激活下游的核轉(zhuǎn)錄因子，而其他組合皆不能激活[1]。同時，MyD88在LPS活化通路中起重要作用，MyD88基因敲除的小鼠腹腔注射高劑量的LPS，該鼠可存活超過96 h，且血清中腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α，TNF-α)、白細(xì)胞介素6(interleukin 6，IL-6)、IL-1β含量不增加，而MyD88基因未敲除的小鼠則在96 h內(nèi)全部死亡。說明在MyD88基因敲除的小鼠中，LPS的誘導(dǎo)活性幾乎完全消失，缺乏MyD88基因的小鼠可抗LPS誘導(dǎo)[2]。

1.3NF-κBNF-κB是負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性免疫應(yīng)答的主要轉(zhuǎn)錄因子。在機體中，NF-κB通常以p50和p60結(jié)合形成的異二聚體發(fā)揮作用，靜息狀態(tài)下，常與細(xì)胞質(zhì)中3個抑制因子(IκBα、IκBβ、IκBε)中的1個結(jié)合而呈無活性的狀態(tài)存在。當(dāng)存在一些炎癥因子、生長因子、趨化因子(如IL-1、IL-6、TNF-α)等，可以激活NF-κB時，IκB激酶(inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase，IKK)會被NF-κB誘導(dǎo)激酶磷酸化，并被泛素-蛋白酶途徑降解，當(dāng)NF-κB和IKK復(fù)合物解聚后，暴露出其核定位序列，從而被轉(zhuǎn)運至細(xì)胞核內(nèi)，與其相關(guān)的DNA序列結(jié)合，啟動基因轉(zhuǎn)錄并釋放細(xì)胞因子。

2 TLR/MyD88/NF-κB信號通路與疾病

2.1自身免疫性疾病TLR能夠通過識別病原體相關(guān)模式，從而介導(dǎo)先天性免疫和適應(yīng)性免疫，參與炎癥、免疫、感染、過敏等多種疾病的發(fā)生，TLR/MyD88/NF-κB是機體防御疾病的重要通路之一。如果介導(dǎo)的免疫反應(yīng)過于強烈，則會引起機體損傷(如細(xì)胞組織損傷和功能異常)，從而導(dǎo)致自身免疫性疾病的產(chǎn)生和發(fā)展。目前認(rèn)為，造成自身免疫組織損傷的機制主要包括自身抗體導(dǎo)致的自身免疫疾病和自身反應(yīng)淋巴細(xì)胞導(dǎo)致的自身免疫疾病。

2.1.1系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE) SLE是一種累及多臟器的自身免疫性炎癥性結(jié)締組織疾病。一般情況下，女性的發(fā)病率比男性高，其致病因素諸多，如遺傳、環(huán)境、激素、病原體感染等。目前已發(fā)現(xiàn)多條信號通路與SLE的發(fā)生和發(fā)展相關(guān)，如T/B細(xì)胞抗原受體、TLR/NF-κB信號通路、JAK/STAT信號通路等，其中，TLR/NF-κB信號通路在SLE疾病中發(fā)揮重要作用。目前，關(guān)于TLR在SLE中的研究主要集中于TLR7和TLR9。一項針對非洲和歐美人群的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，狼瘡患者的TLR7和TLR9水平明顯高于正常人群，并與IL-6、干擾素調(diào)節(jié)因子α(interferon regulation factor α，IRF-α)、IRF-γ)和TNF-α的表達呈正相關(guān)。TLR9主要存在于漿細(xì)胞樣樹突狀細(xì)胞(plasma cell like dendritic cells，pDCs)以及B細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，能激活MyD88下游的多個信號通路，主要原因是其能識別細(xì)菌和非甲基化修飾CpG的DNA序列[3]。MyD88能與轉(zhuǎn)錄因子干擾素調(diào)節(jié)因子7(interferon regulation factor 7，IRF7)結(jié)合，激活TLR9，使IFN的表達升高。有研究通過臨床檢測SLE患者TLR9、轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor β1，TGF-β1)、血小板衍生生長因子 B(platelet derived growth factor B，PDGF-B)和C3的mRNA及蛋白水平，發(fā)現(xiàn)SLE患者外周血中TLR9、TGF-β1和PDGF-B的水平高于正常人，且顯示初次診斷時，TLR9 mRNA明顯升高的患者短期內(nèi)可能會出現(xiàn)不良預(yù)后，表明TLR9可能與SLE預(yù)后有一定的關(guān)聯(lián)[4]。另有研究對SLE患者外周血單個核細(xì)胞中的TLR9和NF-κB的水平進行分析，發(fā)現(xiàn)SLE患者TLR9水平相對于正常人明顯降低，而NF-κB水平明顯升高[5]。

2.1.2動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS) AS是一種慢性的非特異性炎性疾病，是血管壁對機體各種損傷的一種異常反應(yīng)，與免疫反應(yīng)介導(dǎo)、細(xì)胞因子失衡、炎癥因子活化等密切相關(guān)。AS是一個慢性的過程，內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙(即脂質(zhì)膽固醇和其他成分沉積在內(nèi)皮)是其發(fā)病始發(fā)因素。氧化型低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein，oxLDL)與AS的發(fā)病和發(fā)展有關(guān)。TLR/NF-κB信號通路是影響AS的通路之一，在其致病的過程中發(fā)揮重要作用。研究顯示，一些藥物(如他汀類藥物)能通過調(diào)節(jié)TLR4信號通路，起到治療AS的作用。TLR4信號通路被激活，產(chǎn)生大量來自于白介素家族的炎癥因子, 并且經(jīng)證實這些炎癥因子都與AS聯(lián)系密切，能夠直接促使平滑肌細(xì)胞的增生，使冠狀動脈粥樣硬化的炎癥進程加快[6-7]?；A(chǔ)研究表明，被TLR4配體刺激的AS小鼠頸動脈斑塊的面積增加，炎性細(xì)胞大量聚集在不穩(wěn)定斑塊纖維帽部位，提示TLR4可刺激斑塊形成，且TLR4與血管炎癥和血管重構(gòu)有關(guān)，在易損斑塊的形成和發(fā)展中起促進作用[8]。此外，MyD88在AS中也發(fā)揮著重要作用，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，MyD88基因敲除的小鼠AS的進程明顯減慢，由于MyD88基因的缺乏，TLR4/MyD88信號通路被阻斷，細(xì)胞因子水平下降，能夠有效減緩AS的進程[9]?；衔锏⑼駻能減緩小鼠AS的程度，使斑塊內(nèi)膠原成分增加，降低脂質(zhì)和泡沫細(xì)胞比例，進而達到穩(wěn)定斑塊的效果；通過抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路，使血清低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)、總膽固醇(total cholesterol，TC)水平下降；炎癥因子單核細(xì)胞趨化因子1(monocytes chemokine 1，MCP-1)、TNF-α、細(xì)胞間黏附因子1(intercellular adhesion factor 1，ICAM-1)水平下降，從而減緩巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)[10]。張冰冰等[11]通過高脂飲食建立AS模型，發(fā)現(xiàn)中藥復(fù)方益糖康能使TNF-α、IL-1β、IL-6的表達和p38 MAPK磷酸化水平下降，表明其可能是通過抑制NF-κB和MAPK信號通路的磷酸化，達到治療AS的作用。

2.1.3類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA) RA是一種常見的自身免疫性炎癥性疾病，小關(guān)節(jié)病變是其主要病理特征，疾病至后期，甚至可引起關(guān)節(jié)畸形和功能障礙。目前，治療RA的藥物主要有非甾體類藥物、糖皮質(zhì)激素、以TNF-α抑制劑為主的生物制劑和針對T細(xì)胞作用的生物制劑。研究發(fā)現(xiàn)，在RA的發(fā)生和發(fā)展過程中，在細(xì)胞膜表面存在的TLR2和TLR4扮演著重要的角色。巨噬細(xì)胞和成纖維細(xì)胞是RA患者的滑膜組織中最主要的細(xì)胞，而TLR4能夠介導(dǎo)RA的產(chǎn)生和發(fā)展是由于其在這兩種細(xì)胞的細(xì)胞膜表面均有表達，TLR4表達量越高，RA患者病情越嚴(yán)重[12]。因此，降低或阻斷細(xì)胞膜表面TLR4的表達，可能成為治療RA的一種方法。郝喆等[13]以41例RA患者和45例實施創(chuàng)傷后滑膜切除術(shù)的患者為研究對象，通過對其外周血單個核細(xì)胞(peripheral blood single nuclear cells，PBMCs)、滑膜組織及血清中成分的分析得出，患者PBMCs、滑膜組織、血清及滑膜液中IL-38水平明顯升高，且TLR4水平明顯提高；進一步對LPS或IL-38誘導(dǎo)的RAW246.7細(xì)胞實驗后發(fā)現(xiàn)，IL-38能夠抑制LPS誘導(dǎo)的TLR4、IL-6、IL-8及TNF-α的表達，且進一步的分析顯示, IL-38能抑制NF-κB信號途徑激活。因此，猜測IL-38可能是通過抑制NF-κB信號途徑激活，從而抑制LPS/TLR4信號誘導(dǎo)的炎癥因子表達。對大鼠尾根部皮下注射TLR2配體(肽聚糖)、TLR3配體(聚肌胞)、TLR4配體(LPS)，通過在體干預(yù)大鼠關(guān)節(jié)炎的研究表明，TLR2和TLR3配體有明顯加重RA病情的趨勢。有研究組在降植烷誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎模型中發(fā)現(xiàn)，TLR3 mRNA在RA發(fā)病前有表達，且在疾病的急性期持續(xù)高表達[14]。目前，國內(nèi)研究表明，化合物青藤堿[15]、黃芩苷[16]可有效降低大鼠RA關(guān)節(jié)滑膜的炎癥反應(yīng)，減弱TLR2/TLR4、MyD88及NF-κB的表達，表明其可能通過介導(dǎo)TLR2/TLR4-NF-κB信號通路，減緩疾病炎癥反應(yīng)的進程，從而有效的治療疾病。

2.1.4潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis，UC) UC是一種慢性的炎癥性腸道疾病，近年來，UC的患病率逐年增加。研究認(rèn)為，UC的發(fā)病受多種因素(遺傳、環(huán)境、免疫、自由基損傷等)的影響，其中免疫方面的異常和失衡被認(rèn)為是發(fā)病的重要原因，而腸道內(nèi)腸道菌群失調(diào)被認(rèn)為是造成免疫方面異常和失衡的關(guān)鍵因素。李琳等[17]通過研究UC患者中腸道菌群的變化、細(xì)胞因子和TLRs的表達發(fā)現(xiàn)，UC患者腸黏膜組織中TLR2、TLR4、TLR5、TLR9的表達高于對照組，且與擬桿菌、腸桿菌、腸球菌的含量呈正比，與雙歧桿菌和乳桿菌的含量呈反比；外周血中炎性因子IL-6、IL-17、IL-23、TNF-α 等高于對照組，而IL-4低于對照組。說明UC的發(fā)病與TLRs的高表達密切相關(guān)，可通過增強TLR2、 TLR4、TLR5和TLR9的表達，介導(dǎo)炎癥疾病的發(fā)生。焦艷芳[18]基于TLR4/MyD88/NF-kB通路，研究N-甲基野靛堿(N-methylcytisine,NMC)對小鼠UC的作用，發(fā)現(xiàn)NMC能夠減少結(jié)腸組織中炎癥因子(如TNF-ɑ、IL-1β、IL-6)和蛋白TLR4、MyD88、TRAF6、IκB、p-IκB、NF-κB p65、p-NF-κB p65的表達，降低小鼠疾病的活動指數(shù)，以及減小結(jié)腸組織的病理損傷，對UC小鼠具有良好的保護作用。李斌等[19]通過研究烏梅丸及其拆方對大鼠UC的研究表明，烏梅丸及其拆方可以通過調(diào)節(jié)MyD88依賴途徑，影響TLR9/NF-κB p65的傳導(dǎo)，從而抑制下游炎癥因子的釋放及其蛋白表達，對大鼠UC發(fā)揮一定的治療作用。

2.2感染性疾病

2.2.1細(xì)菌性感染 細(xì)菌性感染是指細(xì)菌借助其表面的一些特殊成分和結(jié)構(gòu)，吸附于人體皮膚黏膜(如口腔黏膜、眼瞼黏膜、鼻黏膜、尿道黏膜等)，繼而以不同的方式引發(fā)疾病，如皮膚感染、五官感染、氣管感染、泌尿系統(tǒng)感染等。TLRs/NF-κB信號通路在細(xì)菌性感染疾病中發(fā)揮著重要的作用，促進各種細(xì)胞因子與炎癥因子的合成與釋放是其主要功能。研究顯示，TLR4能與革蘭陰性菌結(jié)合產(chǎn)生LPS，TLR5能和細(xì)菌內(nèi)鞭毛蛋白結(jié)合而被激活，TLR5在感染軍團桿菌的肺泡上皮細(xì)胞中起重要作用，主要依靠其能與病原菌內(nèi)的鞭毛蛋白結(jié)合，刺激細(xì)胞表達 IL-8 明顯增多，并且 TLR5 能增加人體對細(xì)菌的易感性[20]。Richard等[21]通過建立小鼠肺炎雙球菌傳播的模型發(fā)現(xiàn)，缺乏TLR2的小鼠增加了肺炎雙球菌的傳播，且高水平定植，而在鼻內(nèi)給予TLR2激動劑Pam3Cys的小鼠，其傳播效率明顯降低，說明TLR2的刺激可能限制細(xì)菌的傳播。

2.2.2真菌性感染 近年來，真菌性感染疾病的發(fā)病率不斷升高，一些嚴(yán)重的侵襲性真菌病，如念珠菌病、煙曲霉病、隱球菌病等，若不及時診治可迅速致死，已成為嚴(yán)重威脅免疫受損的患者和動物的感染性疾病之一。目前研究顯示，在已發(fā)現(xiàn)的13個TLRs中，在抗真菌性感染過程中，主要發(fā)揮作用的有TLR2、TLR4、TLR6、TLR7和TLR9。念珠菌屬感染是我國目前最主要的致病菌感染，其中尤以白念珠菌為主。TLR2和TLR4能夠識別白念珠菌細(xì)胞壁上的甘露聚糖或甘露聚糖蛋白質(zhì)復(fù)合物，它能夠依賴這種方式激活NF-κB途徑。有研究顯示，MyD88缺陷的小鼠更容易感染白念珠菌和煙曲霉菌,這可能是由于MyD88的缺乏中斷了信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而提高了抗白念珠菌和煙曲霉菌的感染性[22]。

2.2.3病毒感染 TLRs是能夠識別病毒成分的主要模式識別受體之一，可通過其識別入侵病原體的相關(guān)分子模式，使天然免疫應(yīng)答被激活，并產(chǎn)生干擾素和炎癥因子。病毒在受感染的宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，產(chǎn)生病毒蛋白和病毒核酸，其中存在于細(xì)胞膜表面的TLR2和TLR4能夠?qū)Σ《镜鞍走M行識別，激發(fā)天然免疫反應(yīng)，阻斷病毒的復(fù)制，減緩感染性疾病的進程,而TLR3、TLR7/8和TLR9能夠參與不同病毒核酸的識別。有研究證明，純化的Epstein-Barr病毒(EBV)編碼的dUTPASE通過TLR2募集MyD88，激活NF-κB信號通路，促使IL-6的生成；EBV感染人單核細(xì)胞和pDCs后，通過TLR2活化NF-κB信號通路，誘導(dǎo)MCP-1的生成[23]。TLR2能通過識別丙型肝炎病毒(HCV)的核心蛋白和非結(jié)構(gòu)蛋白3 ，活化MAPKs和NF-κB信號通路，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[24]。

3 過敏性疾病

現(xiàn)階段，過敏性疾病由于治療費用高昂、不良反應(yīng)以及療效不明顯等因素，急需尋求安全、有效，且費用適宜的治療方法。研究顯示，TLRs在過敏性疾病中發(fā)揮作用，TLRs與Th1型和Th2型T細(xì)胞的形成和成熟密切相關(guān)。TLRs能識別引起呼吸道過敏的革蘭陰性和革蘭陽性細(xì)菌，以及一些病毒成分。研究發(fā)現(xiàn)，TLR2、TLR4、TLR9等與過敏性疾病密切相關(guān)[25]。TLR2的表達對過敏性氣道炎癥(如過敏性鼻炎、哮喘)等有一定的影響，TLR4可促進過敏性鼻炎的發(fā)病，TLR9則在人體組織內(nèi)廣泛存在，如人類鼻竇組織細(xì)胞、肥大細(xì)胞、pDCs[25]。

4 總結(jié)與展望

TLR/MyD88/NF-κB信號通路與人機體內(nèi)的各種炎癥疾病密切相關(guān)，能參與各種炎癥反應(yīng)的發(fā)生和發(fā)展，在治療不同的疾病中發(fā)揮著重要的作用。TLR/MyD88/NF-κB信號通路對不同疾病的調(diào)控有著潛在的相似，大多藥物都是基于該通路，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子、炎癥因子、趨化因子等的水平，改善和治療疾病。因此研究同一信號通路在不同疾病中的表達不失為一個好方向，通過研究比較其作用機制和致病機理的異同，尋找不同疾病中相同的作用靶點，為發(fā)現(xiàn)治療不同疾病的同一靶向制劑提供思路和依據(jù)，從而達到異病同治的目的。此外，不同的信號通路之間的聯(lián)系也十分復(fù)雜，同一疾病可能受到多個不同信號通路的調(diào)控；或者同一疾病的不同時期，不同信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)作用強弱也不同；而目前基于一種疾病的多條信號通路研究，或者基于同一疾病不同時期的不同信號通路的作用研究也較少。因此，對其相互間關(guān)系進一步深入研究有利于我們進一步明確疾病的致病機制，了解藥物的作用機制，為進一步預(yù)防和治療疾病提供依據(jù)。但是有研究表明，活化的信號通路一方面雖能改善疾病，另一方面也能加快某些腫瘤細(xì)胞的增殖、惡化。因此，對于一個通路的激活對疾病是否有幫助值得我們進一步探索。相信隨著對信號通路(同一信號通路與不同疾病，不同信號通路與同一疾病以及不同信號通路間相互作用關(guān)系)研究的不斷深入，疾病的作用機制也將越發(fā)的明確，更有利于我們進一步的預(yù)防和治療疾病。