Toll样受体信号通路与TAM受体在炎症性肠病中的作用①

贺雅静 谢 勇（南昌大学第一附属医院消化内科，南昌330006）

1 IBD流行病学情况和发病机制

有关学者对1990～2003年我国23家医院收治的3 100例溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）住院患者进行回顾性调查，发现近14余年来，其中部分医院的数据显示炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）住院患者人数在所有胃肠道疾病住院患者人数中呈现明显上升趋势［1］。IBD是一组发生于胃肠道但病因不明的肠道慢性炎症性疾病。目前，多数学者认为IBD的发病机制可能与环境因素、遗传易感性、肠道微生物菌群的改变和（或）免疫系统失调等密切相关［2-3］。在这些因素中，天然免疫系统中的细胞受体是基础，识别致病分子以触发免疫反应。近年来，越来越多的证据表明免疫系统失调，特别是Toll样受体（TLR）介导的先天性免疫系统失调是IBD发病机制的核心参与者。众所周知，TLR是天然免疫系统的重要组成部分，可以识别细菌、真菌和病毒中的微生物成分。TLR激活可导致促炎介质的分泌。TLR信号转导通路的激活导致许多在宿主防御中起作用的基因被诱导，包括炎症细胞因子、趋化因子和抗原提呈分子［4］。一些研究表明尽管TLR的激活导致炎症和免疫调节基因的转录，但TLR在肠道内的信号转导也可能抑制炎症反应从而维持肠道稳态［5］。

2 TLRs在IBD疾病中的作用

先天免疫反应是宿主抵御入侵病原体的第一道防线，在识别病原体和维持肠道内环境平衡中起着至关重要的作用。TLRs是一种模式识别受体，作为先天免疫系统的重要组成部分，其作用是感知和识别病原体相关分子模式（PAMPs）。PAMPs是微生物的高度保守结构，如非甲基化双链DNA、单链RNA、脂多糖（LPS）、脂蛋白和鞭毛蛋白［6］。TLRs与该病原体相关分子模式识别后激活一系列下游信号，诱导炎症细胞因子、趋化因子和Ⅰ型干扰素的分泌。TLR激活引起的炎症反应是一种保护性反应，它不仅能去除有害刺激物，还能修复受损组织［7］。一旦组织修复并消灭病原体，这种反应通常会迅速终止。然而，由于TLRs的调节机制异常，TLRs信号的不适当激活可能会通过形成炎症细胞因子分泌的反馈回路来破坏体内平衡，从而导致自身免疫和炎症性疾病的发生［8］。综上所述，TLRs是一把双刃剑：缺乏TLRs信号可能使机体易受致病因素攻击，而过度的TLRs反应将导致一系列促炎细胞因子和趋化因子的不受控释放，从而导致炎症性疾病的发生。因此，TLR介导的反应需要严格调节，以实现免疫系统的最佳和平衡性能。

迄今为止，在人类和小鼠中分别发现了10和12种TLRs，分别为：人类细胞普遍表达的10种功能性TLRs（TLR1-10）以及在小鼠中表达的12种TLRs（TLR1-9和TLR11-13）［9］。正常肠黏膜的原发性肠上皮细胞（IECs）组成性表达TLR2、TLR3、TLR4和TLR5，而在IBD患者中的表达会发生改变。例如，在IBD和其他肠道炎症疾病中，TLR4和TLR2被广泛上调［10］。CD和UC患者的肠上皮细胞中TLR8和TLR9也上调［11-12］。另一方面，在一些研究中，在CD和UC患者的肠上皮细胞中TLR3和TLR5的表达出现下调［13-15］。这些数据表明IBD可能与肠上皮选择性TLRs表达的特异性改变有关。总之，IBD中的免疫失衡和炎症的发生其原因可能是IECS中TLRs免疫系统失调。

3 TLRs信号的转导

在目前发现的所有TLRs中，除了TLR3，其余所有的TLRs信号都通过衔接蛋白-髓样分化因子88（MYD88）传递［16］。TLR3通路需要含有TIR域的转接器诱导干扰素（TRIF），而TLR4可以通过MYD88依赖和TRIF依赖的2种信号通路［17］。在受体与配体结合之后，TLRs信号通路激活启动多种免疫反应，例如，TLR1/2、TLR2/6和TLR5诱导炎症细胞因子的产生，而TLR3和TLR4诱导Ⅰ型干扰素和炎症细胞因子［18］。信号转导途径通过复杂的细胞内信号途径启动和传播，并经丝裂原活化蛋白激酶级联反应，导致转录因子NF-κB和激活蛋白1的激活。这导致许多促炎细胞因子的基因转录，如IL-1、IL-6、IL-12和TNF-α、趋化因子、黏附分子、急性期蛋白、共刺激分子和其他转录因子［19］。

TLRs信号的转导见图1，细胞表面和核内体TLRs是由入侵病原体的代表性配体触发的，启动下游信号传导。除TLR3外，所有TLR均激活MYD88依赖通路。在TLRs激活后，MYD88招募了IRAK蛋白家族和转接器蛋白TRAF6。IRAK蛋白的磷酸化将信号传递给TAK1复合物，随后激活IKK复合物。活化的IKK复合物磷酸化IκB并标记其降解。磷酸化的IκB诱导NF-κB的释放及其在细胞核内的易位，导致促炎细胞因子的产生和释放。此外TLR3和TLR4还可经过TRIF依赖性途径，招募TRAM衔接蛋白来激活TLR4。TRIF通路需要TRAF3将信号传递给TBK1和IKKε复合物，后者分别激活IRF3和IRF7。IRF蛋白进入细胞核，进而转录Ⅰ型干扰素。

图1 TLRs样受体信号的转导示意图Fig.1 Transduction of TLRs signals

4 TAM受体及信号通路

TAM受体包括3个成员∶Tyro3、Axl和Mertk，胞外可与配体结合，胞内具有酪氨酸激酶活性结构域。TAM受体具有共同配体，包括生长停滞特异基因6（Gas6）和S蛋白（ProS）。TAM受体和配体相互作用对免疫应答的稳态起着至关重要的作用，TAM信号转导的缺失与慢性炎症和自身免疫性疾病有关。TAM信号调节的3个过程可能独立或共同参与免疫内稳态∶先天免疫应答的负调节、凋亡细胞的吞噬和血管完整性的恢复［20］。TAM受体磷酸化后，可以激活多种复杂的下游信号通路。目前关于TAM受体信号通路的研究进展主要如下［21］∶在表达Tyro3和Axl受体的细胞中激活的主要是PI3K/AKT途径和MAPK/ERK途径；而在表达Mertk受体的细胞中除了能激活PI3K/AKT途径和MAPK/ERK途径外还可以激活PLC-γ途径。其中，在巨噬细胞中最有代表性的TAM受体信号通路是PI3K/Akt通路。PI3K由p85调控亚基和p110催化亚基组成。磷酸化的TAM受体胞内激酶结构域可直接与PI3K的p85亚基结合。此外，TAM受体还可以利用生长因子受体结合蛋白2（Grb2）/SOCS1与p85相互作用。通过这两种机制激活PI3K后，PI3K磷酸化Akt，进而激活PI3K/Akt途径。

5 TAM受体负性调控TLRs信号通路在IBD中的作用

TAM受体及其配体在适应性和先天性免疫反应中发挥重要作用［22］。先天性免疫反应是机体对病原菌的一线反应，并且会导致机体适应性免疫反应的激活。当病原体入侵机体时，机体会激活抗原递呈细胞（巨噬细胞、树突状细胞），引起炎症反应，从而抵抗入侵的病原体，调节免疫反应。病原体被清除后，机体需要及时终止炎症反应，如若不能及时终止，会对机体自身组织造成损伤，导致多种自身免疫性疾病的发生，例如∶IBD、系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎、系统性血管炎和硬皮病等。因此机体存在精密的负性调控系统来抑制过度的免疫反应，其中TAM受体家族就是通过负性调控免疫反应来维持机体的免疫稳态。

在IBD中，巨噬细胞和树突状细胞上表达的TLRs可以识别各种病原相关分子模式，并通过TLRs介导的信号通路启动炎症反应。当病原体入侵机体时，树突状细胞的TLRs被激活，引发炎症反应并分泌炎症因子，而后由α-干扰素（IFN-α）诱导JAK-STAT信号通路的活化使TAM受体表达上调，Gas6/TAM信号通路的激活可以促进SOCS1和SOCS3的表达，抑制TLRs信号通路，最终抑制炎症反应。并且相关研究显示Ⅰ型干扰素受体缺陷小鼠或STAT1缺陷小鼠没有诱导巨噬细胞中Axl的mRNA转录［23］。另一方面，巨噬细胞上的TAM家族受体可以通过抑制TLRsⅠ型干扰素的信号转导来减轻炎症反应［23］。综上所述，这些研究结果表明，TAM受体信号传导对Ⅰ型干扰素（TLRs信号通路）的抑炎作用至关重要，同时也抑制了Ⅰ型干扰素信号（TLRs信号通路）传导。因此，巨噬细胞上的TLRs信号通路激活TAM受体后，与TAM受体形成了1个负反馈系统，可以预防慢性炎症状态。

6 展望

TAM受体家族因其表达于多种组织和细胞而受到人们广泛的关注，目前研究结果显示，TAM受体在机体免疫调节和维持机体免疫稳态中发挥了重要的作用。TAM受体作为TLRs信号通路的负性调控分子之一，它是如何发挥免疫调节作用以及在宿主防御中的功能还需要验证和深入研究。此外，这对于进一步揭示TLRs相关疾病的发病机制起着重要作用。在IBD患者的治疗中，是否可以将抗原递呈细胞（巨噬细胞）作为靶点，通过外源性给予TAM受体及其配体靶向作用于抗原递呈细胞，以及对IBD是否有治疗作用及其机制值得深入研究。这些进一步的研究对于开辟IBD治疗的新途径具有重要的理论意义和实用价值，通过调控TAM受体信号对炎症性肠病的治疗提供新方向，有望弥补IBD现有的治疗缺陷，为IBD患者提供一种新的治疗方法。