Toll样受体9与消化系统疾病的相关研究进展

张露艺(综述)，唐国都(审校)

(广西医科大学第一附属医院消化内科，南宁 530021)

Toll样受体(Toll like receptors,TLRs)属于Ⅰ型跨膜受体，模式识别外源性配体病原相关分子模式和内源性配体损伤相关分子模式，从而激活固有免疫，并且调节获得性免疫，发挥机体的防御作用。消化系统器官多与外界相通，正常的生理状态下也会受到病原体的侵袭及理化因素的损伤，因此其免疫系统同时要清除内、外源性两方面的有害物质。而TLRs不仅能识别外源性的病毒、细菌，也能识别损伤后机体释放的一些有害物质，然后激活机体的免疫系统，产生防御反应。可见,TLRs在消化系统免疫中发挥着举足轻重的作用。TLR9是TLRs重要的成员之一，目前有较多关于TLR9的研究。现对TLR9与消化系统疾病的关系进行综述，以期对消化系统疾病的诊治提供新思路。

1 TLR9的概述

1.1TLR9的结构 TLR9是由Hemmi等[1]于2000年首次在小鼠中发现的。TLR9基因定位于第3号染色体上，编码的蛋白质有1032个氨基酸残基，表达于细胞内体膜上，可分为富含亮氨酸的胞外区、跨膜区和胞内高度保守的TLRs/白细胞介素1受体同源域结构。

1.2TLR9的分布 TLR9广泛表达于全身多处组织，如脾脏、肠、胰腺、肺、脑等，各组织间表达差异大，以脾脏表达量最多。TLR9在细胞水平上，主要表达于免疫细胞，如B淋巴细胞、树突状细胞、中性粒细胞、单核细胞等，同时也表达于非免疫细胞，如肠上皮细胞、胰腺腺泡细胞、肺泡上皮细胞等。细胞静息时，TLR9与转移蛋白unc93b1结合，位于细胞内体膜上；当被配体刺激时，便通过unc93b1转移到内体或溶酶体的分隔小室中与配体结合而引起一系列的级联反应[2]。

1.3TLR9的配体 TLR9的外源性配体为细菌DNA及病毒DNA中的非甲基化胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤二核苷酸序列(unmethy lated CpG dinucleotides,CpG-DNA)，而有研究报道，自身DNA也可激活TLR9[3]。真核细胞的DNA含有少量的未甲基化CpG序列，TLR9主要通过CpG的含量来区分外来和自身DNA。目前研究较多的TLR9人工配体是含非甲基化胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤二核苷酸基序的寡聚脱氧核苷酸(CpG oligodeoxynucletides,CpG ODN)，为TLR9的激动剂[4]。研究显示，用CpG ODN预处理可以起到预防病毒、细菌感染的作用，但时间较短，可以通过反复注射延长保护时间[5-6]。

1.4TLR9的活化 TLR9的活化是酸性pH依赖性的，抑制细胞溶酶体酸化的物质能影响TLR9的活化。TLR9被溶酶体酶(如组织蛋白酶和天冬酰胺内肽酶等)蛋白水解酶作用后，跨膜区与胞内区之间的富亮氨酸区域的第14位与第15位亮氨酸之间被切断成含N端残基及含C端残基的两部分[7]。含C端残基的部分与TLR9完整片段相比，具有更强的与CpG-DNA及下游接头蛋白髓系分化蛋白88(myeloid differentiation primary response protein 88,MyD88)结合能力，可以诱导更强的下游反应，最终诱导细胞因子、趋化因子、共刺激分子等合成增加。

1.5TLR9的信号通路 TLR9通过MyD88依赖性信号通路起作用。TLR9识别配体被激活后，空间建构发生改变，通过胞内的TLRs/白细胞介素1受体同源域结构募集衔接蛋白MyD88，MyD88 N端的死亡区域又募集具有相同死亡区域的丝苏氨酸蛋白激酶并使之磷酸化，磷酸化的丝苏氨酸再与肿瘤坏死因子受体相关因子6作用，肿瘤坏死因子受体相关因子6转化为生长因子β激活激酶，生长因子β激活激酶刺激促分裂原活化蛋白激酶，通过激活抑制核因子κB激酶复合体释放核因子κB，同时还通过激活c-Jun氨基端活化蛋白激酶和丝裂原活化蛋白激酶p38形成转录因子1。核因子κB和转录因子1再进入细胞核调控下游炎症因子等相关基因的表达[6]。

2 TLR9在消化系统疾病中的相关研究

2.1TLR9与胃、食管相关疾病 崔柳等[8]进行体外实验研究显示，人食管癌细胞株TE10、TE30、TE70都不同程度地表达TLR9，且应用TLR9激动剂CpG DNA干预后，食管癌细胞增殖速度增快。Kauppila等[9]通过检测食管癌患者肿瘤组织TLR9表达量与患者的临床资料，提示高TLR9的表达与高级别的肿瘤分期、肿瘤的不可切除率、不良的细胞分化、高转移率呈正相关。由以上研究推测，TLR9在食管癌的发生、发展中起重要作用，可能的机制为：TLR9激活后诱导促炎因子及免疫抑制因子合成，降低了免疫细胞的对细胞的攻击能力，而增强肿瘤细胞对免疫细胞攻击的抵抗性。幽门螺杆菌是慢性胃炎的致病因子，同时也是胃癌致病因子之一，其DNA中含有大量的CpG序列。研究显示，TLR9表达于受幽门螺杆菌感染的胃体、胃窦黏膜的顶端及外基底侧[10]。卢震亚[11]用幽门螺杆菌的DNA干预胃癌细胞株SGC7901后，TLR9的表达量显著增加，上清液中的转化生长因子β1、血管内皮生长因子、基质金属蛋白酶9和基质金属蛋白酶2的表达也升高，TLR9可能是通过核因子κB来实现调控上述细胞因子的表达量。

2.2TLR9与肠道相关疾病 溃疡性结肠炎的发生、发展与肠黏膜对肠道菌群的异常免疫有关。多项实验研究表明，TLR9在溃疡性结肠炎病变肠组织中高表达，同时核因子κBp65表达也升高；TLR9被细菌的CpG DNA激活，并活化核因子κBp65，再激活炎症细胞并调控炎症因子的合成，而参与炎症反应[12-13]。有趣的是，在坏死性小肠结肠炎模型中，TLR9被CpG DNA激活后能抑制TLR4的炎症作用而使病情好转[14]。Füri等[15]在用TLR9的激动剂处理结直肠癌株LS174和SW620后发现，促进细胞侵袭和转移的基质金属蛋白酶13表达量大大增加，提示TLR9激活可能促进结直肠癌细胞的转移。

2.3TLR9与肝脏疾病 贾妮娜等[16]提取乙型肝炎病毒感染者和健康人外周血的单个核细胞，用TLR9激动剂CpG DNA共培养24 h后检测发现，与健康人相比，受乙型肝炎病毒感染者外周血浆样树突状细胞及其分泌干扰素α的能力明显下降，与Xu等[17]的研究结论一致。干扰TLR9的表达可能是乙型肝炎病毒逃脱免疫监视而持续感染的机制之一。另外，有研究报道，TLR9通过诱导小鼠库普弗细胞分泌白细胞介素1β导致脂肪性肝炎[18]。Tanaka等[19]研究发现，TLR9在85.7%的肝癌组织中表达，利用CpG ODN激活TLR9通路后发现细胞增殖加快，耐药性增加，进一步发现TLR9激活后凋亡抑制因子[Survivin、Bcl-xL、XIAP(X linked inhibitor of apoptosis protein)等]上调，而TLR9抑制剂处理后诸多相关癌基因下调。

2.4TLR9与胰腺疾病 Zeng等[20]发现，皮下注射雨蛙肽诱导的大鼠轻度急性胰腺炎模型中，在胰腺胰管上皮及胰腺微血管内皮检测到TLR9分布，正常对照组只分布于微血管。Hoque等[21]发现，用雨蛙肽干预TLR9基因剔除小鼠，与用同样剂量的雨蛙肽进行干预的野生型小鼠相比，前者胰腺炎症程度减轻，胰腺组织白细胞介素1β信使RNA表达减少；在雨蛙肽诱导野生型大鼠急性胰腺炎前给予TLR9拮抗剂IRS954(一种抑制性的寡聚脱氧核苷酸)预处理，与未进行IRS954预处理的对照组相比，胰腺炎症程度减轻，胰腺白细胞介素1β信使RNA和血清白细胞介素1β都较对照组降低。由此推测，TLR9在急性胰腺炎中可能发挥着促进炎症发展的作用。吴汉青等[22]通过检查胰腺癌患者的癌组织及癌旁组织与正常人的胰腺组织TLR9的表达，发现TLR9在癌组织的表达高于癌旁组织及正常的胰腺组织，且TLR9的高表达与肿瘤的分化程度、TNM分期及淋巴结转移呈正相关,提示TLR9可能参与了胰腺癌的恶性转化。

3 结 语

TLR9在消化系统疾病中通过复杂的作用机制发挥多种功能,能参与炎症反应，增强机体的防御反应；也能促进肿瘤的生长、侵袭和迁移，加快肿瘤的发展。因此，可以应用人工合成的TLR9激动剂或拮抗剂，靶向干预TLR9，达到治疗疾病的目的。目前发现的TLR9功能的具体作用机制尚未完全明确，还有待更深一步的研究，而目前在细胞实验及动物实验方面所获得的研究成果应用于人体是否安全有效，也值得进一步探讨。

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