Toll样受体与白癜风的研究进展

吴秀娟，王晓朋，普雄明，康晓静

近年研究发现，白癜风是一种黑素细胞减少或缺失的自身免疫性皮肤病，主要包括先天免疫和适应性免疫[1,2]，而确切的病因及详细的发病机制尚未明确，治疗相对困难。Toll样受体（Toll-like receptors，TLRs）是一种连接先天免疫和适应性免疫重要桥梁的I型跨膜受体，随着TLRs与白癜风关系研究的逐年增多，发现TLR2、TLR3、TLR4、TLR7、TLR9、TLR10与白癜风发病机制相关。如黑素细胞表达TLR3可识别内外源性病毒双链RNA（double-stranded RNA，dsRNA）和诱导细胞凋亡，参与白癜风自身免疫反应的发生发展[3]。TLR4在黑素细胞可识别内源性热休克蛋白并引发自身免疫疾病[3]。TLR7的激活可触发细胞凋亡，导致黑素细胞损失，诱导白癜风的产生[4]。TLR10基因多态性与男性、皮损面积＜10%、KÖbner阳性、迟发型、稳定期白癜风易感性相关[5]。本文就TLRs的结构与配体、信号传导途径、以及其与白癜风的相关性作一综述。

1 Toll样受体、结构及其配体

TLRs是一类高度保守的糖蛋白受体，通过识别病原微生物及内源性配体，激活并触发一系列复杂信号传导级联反应，导致免疫反应的产生。主要由胞外区、跨膜区、胞内区结构域构成。在哺乳动物中，目前已经确定了11个TLRs亚型[6]，与白癜风相关的主要亚型包括TLR2、TLR3、TLR4、TLR7、TLR9；不同TLRs识别不同的配体。如TLR2主要识别脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、肽聚糖、细菌及病毒等，并与TLR1、TLR6甚至可能与TLR10组成异源二聚体发挥功能性作用。TLR4是识别内毒素、脂多糖、热休克蛋白的受体；病毒单链RNA（single strand RNA，ssRNA）、核糖核蛋白抗原与自身抗体结合的免疫复合物是TLR7有效的激动剂。

2 Toll样受体的信号传导途径

TLRs主要通过髓样分化因子88（myeloid differentiation primary-response protein 88，MyD88）依赖途径和MyD88非依赖途径进行信号传导。除TLR3以外，其余TLRs均通过MyD88依赖途径进行信号传导。TLRs募集接头蛋白MyD88激活白细胞介素受体激酶-4（interleukin-1 receptor-associated kinase 4，IRAK-4），激活的IRAK-4使IRAK-1磷酸化，然后与肿瘤坏死因子受体相关因子-6（tumor necrosis factor receptor-associated factor -6，TRAF-6）相互作用，导致转录因子核因子κB（nuclear factor kapppaB，NF-κB）、干扰素调节因子-5（interferon regulator factor-5，IRF-5）和激活蛋白 -1（activator protein-1，AP-1）的活化。TLR3和TLR4通过MyD88非依赖途径进行信号传导，募集并激活干扰素（IFN）-β的包含TIR结构域的接头蛋白（TIR-domain containingadaptor proteininducing IFN-beta，TRIF），导致 IRF-3/7、NF-kB 的活化。最后，这些转录受体触发炎症反应，如炎性细胞因子和Ⅰ型IFN的释放。

3 TLRs与白癜风的关系研究

白癜风组织病理学研究显示，白癜风皮损表皮黑素细胞活性的选择性失活。早期的观察报道在白癜风患者白斑皮损T淋巴细胞浸润，特异性抗原细胞介导破坏白癜风中黑素细胞，并且该处黑素细胞缺如，提示T淋巴细胞可能发挥重要作用。T淋巴细胞在胸腺分化后产生不同潜能的CD4+和CD8+淋巴细胞，其CD4+淋巴细胞在不同的细胞因子和条件微环境下可进一步分化为具有不同潜能的CD4+T辅助（T helper，Th）细胞和CD4+调节T细胞（regulate T，Treg）。Th细胞可分为 Th1、Th2和 Th17。近来，Imanishi等[7]对TLR在Th1和Th2细胞中的表达进行研究发现，在缺少T淋巴细胞受体刺激条件下，TLR2激动剂能够直接介导Th1细胞的激活并促进Th1细胞的增殖和存活。同时，TLRs参与T淋巴细胞发展和分化，TLRs通过抗原提呈细胞刺激T淋巴细胞引起免疫反应，且不同TLRs活化引起T淋巴细胞的激活在不同的T淋巴细胞亚群的结果不同[8]。目前研究表明，皮肤外伤、精神压力、内源性神经因素失衡、代谢产物和激素水平可以协同或是独立诱导黑素细胞的消失[9]；在诱导白癜风的阶段，这些因素可以引起黑素细胞的氧化应激反应，分泌热休克蛋白70和黑素细胞抗原[10]。在免疫激活阶段，这些危险信号增强树突状细胞的抗原提呈功能，随后激活细胞毒性T淋巴细胞，对抗自身黑素细胞抗原，破坏黑素细胞[11]。即黑素细胞不仅在白癜风中产生自身抗体导致皮肤产生白斑，且发挥免疫活性参与白癜风自身免疫的发生和发展。

3.1 TLR7、TLR9与白癜风

人TLR7由1 049个氨基残基的肽链编码，识别病原体配体咪喹莫特激活MyD88依赖性的瀑布反应，导致肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素（interleukin，IL）-1、6、12以及IFN-α等释放，刺激先天免疫和细胞介导的获得性免疫反应。近年研究发现，咪喹莫特是一种免疫调节剂，临床上常用于外生殖器部位疣及基底细胞癌等疾病治疗，同时可引起局部色素脱失，诱导白癜风的发生[12,13]。咪喹莫特与细胞表面受体 TLR7结合刺激天然淋巴细胞（Th0）再生及向Th1淋巴细胞分化，增加促炎症细胞因子IFN-α、TNF-α和 IL-12释放，同时诱导朗格汉斯细胞迁移至淋巴结而增强对T淋巴细胞的抗原提呈，引起皮损周围 CD4+T 淋巴细胞和 CD8+T 淋巴细胞浸润[4,14]，通过降低小眼畸形相关转录因子（microphthalmia-associated ranscription factor，MITF)的活性导致黑素细胞凋亡[4]，从而引起白癜风。2015年，Traks等[5]研究爱沙尼亚人群139例白癜风患者和307名对照组健康者，对TLR1-8和TLR10中的30个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）进行遗传关联分析，发现TLR7SNP179020与白癜风的易感性最相关。

TLR9和TLR7具有高度同源性，均表达于黑素细胞表面，通过识别病毒和细菌的核酸引起自身免疫反应。已有研究发现，体外黑素细胞中TLR7、TLR9被激活后，可产生释放细胞因子IL-6和IL-8，激活趋化因子（chemokines，CCL2，CCL3，CCL5）mRNA，上调磷酸化的NF-κB的抑制蛋白，然后促进NF-κBp65转运至细胞核[3]，参与白癜风的发病过程，但确切发病机制仍不清楚。TLR9识别细菌和病毒DNA中的未甲基胞嘧啶鸟嘌呤基序（cytosinephosphate-guanosine，CpG）为核心的寡聚脱氧核苷酸（oligodeoxynucleotides，ODN）或人工合成的寡脱氧核糖核酸（CpG-ODN）。Sun等[15]对体外人源性永生化（PIG1系）的黑素细胞进行研究发现，ODN2006降低黑素细胞的活力并促进黑素细胞分泌炎症递质（TNF-a，IL-6，IL-8），此外，ODN2006增强紫外线（ultravioletradiationb，UVB）诱导黑素生成及NF-kB的激活，其可被TLR9特异性抑制剂吡咯烷二硫代氨甲酸（pyrrolidine dithiocarbamate，PDTC）或TANK链接激酶（TANK-binding kinase 1，TBK1）抑制剂BX795阻止，即TLR9通过NF-kB激活调控黑素生成，提示TLR9在微生物诱导黑素生成中发挥重要作用。唐亚平等[16,17]通过对白癜风患者外周血单核细胞（peripheral blood monouclear cells，PBMC）进行研究，发现TLR7、TLR9 mRNA及其传导通路中下游的关键信号分子NF-κB表达升高，推测TLR7、TLR9参与白癜风的发病。

3.2 TLR3与白癜风

近年研究显示，TLR3可识别配体poly(I:C)（人工合成双链RNA：dsRNA）诱导黑素细胞凋亡[18]；于宁等[19]在体外培养的黑素细胞中发现，TLR3可被特异性配体dsRNA诱导上调表达，促进趋化因子 CCL2、CCL3、CCL5、IFN-β、TNF-α 和 炎 性 因子IL-8和IL-6的表达和分泌，从而诱导黑素细胞凋亡[19,20]。同时，Yu等[18]通过研究显示，仅细胞内poly(I:C)显著诱导黑素细胞凋亡。此外，于宁等[21]通过体外培养人表皮黑素细胞发现，TLR3激活可显著提高黑素细胞内氧簇水平。细胞内过氧化应激在黑素细胞破坏中发挥重要作用，但目前确切诱因尚不清楚[22]。TLR3受体通过MyD88非依赖途径激活NF-kB信号通路，但dsRNA对黑素细胞的促凋亡效应不依赖于NF-kB的活化，依赖于IFN-β的自分泌，dsRNA对黑素细胞的促凋亡效应和IFN-β的分泌受到p38和细胞外信号调节蛋白激酶（extracellular signal regulated kinase，ERK1/2）通路的调控[18-20]。总之，以上结果表明病毒dsRNA刺激人黑素细胞上TLR3和通过IFN-β的自分泌触发细胞凋亡[18,19]。

3.3 TLR2、TLR4与白癜风

TLR4是识别LPS的主要受体，与受体髓系分子抗原（recipient myeloid molecular antigen，MD2）和富亮氨酸序列（leucine-rich repeat，LRR）结构蛋白CD14两个辅助受体，共同构成1个三聚体复合物。Ahn等[23]研究发现TLR4、TLR4的适配器CD14分子和MyD88组成性表达于黑素细胞，LPS抑制黑素细胞增殖和分泌黑素，同时，LPS可诱导一氧化碳阻止微生物吸附于黑素细胞外基质导致黑素细胞自身代谢紊乱，引起皮肤色素脱失这一过程，从而导致LPS诱导黑素细胞上TLR4和MyD88的表达上调和NF-κB快速核转位，即TLR4在对微生物诱导黑素生成中起重要作用。此外，Park等[24]对土耳其人群的100名白癜风患者和100名健康者的TLR2和TLR4 SNP进行研究，结果显示TLR2 Arg753Gln 和TLR4 Asp299Gly基因多态性分布存在差异，且TLR4 SNP与女性、面积≥10%、家族性白癜风易感性相关[5]，即TLR2和TLR4基因多态性与白癜风发病密切相关。

热休克蛋白（heatshockprotein，HSP）是蛋白质折叠的分子伴侣，通过诱导细胞应激和未折叠蛋白反应提高蛋白质折叠，同时激活TLR2、TLR4和其他模式识别受体[25]。诱导型HSP70i的功能为帮助新合成蛋白正确折叠，降低应激状态下的细胞凋亡。但分泌至胞外的HSP70i会作为佐剂激活树突状细胞，促进针对所结合肽段的免疫反应。HSP70i可以诱导树突状细胞分泌成熟型细胞因子及激活T淋巴细胞的交叉免疫。Issa等[26]通过比较氧化剂对苯二酚苯甲醚（monobenzyl ether of hydroquinone，MBEH）处理后的正常人及白癜风患者来源的黑素细胞，发现来自白癜风患者的黑素细胞用MBEH处理后分泌更多的HSP70i；与之相对应的是白癜风皮损区HSP70i表达异常升高。反之，利用突变HSP70i阻断其功能则显著抑制白癜风小鼠模型中皮损周围的T淋巴细胞浸润，并促进复色[27]。

4 展望

综上所述，TLRs在白癜风的发生发展中起重要作用，可通过免疫介导破坏黑素细胞参与白癜风的发生发展；这将为白癜风的治疗提供了新的突破点，但目前对于TLRs如何影响白癜风的发病进展尚不成熟，仍有许多问题需要解决：①如何确定白癜风与TLRs相互作用，以及这些TLRs与其配体的具体作用机制及其信号传导通路的调控机制；②引发白癜风免疫的TLRs之间是否相互影响；③怎样通过控制TLRs阻碍白癜风的发生发展。回答这些问题将有助于深入了解白癜风的发病机制，为白癜风的预防、诊断及治疗寻找新的方法和途径。