Toll样受体5和鞭毛蛋白的相互作用影响宿主区分病原菌和益生菌(英文)

【目的】大量的证据表明机体正常的免疫活动在很大程度上依赖于免疫系统和肠道菌群的相互作用,具体表现为免疫系统对病原菌进行免疫清除而对益生菌耐受。其中,免疫系统的Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)和来自肠道菌群的微生物相关的分子模型(Microorganism associated molecular patterns,MAMPs)被认为在宿主免疫系统对病原菌和益生菌的区分中发挥了重要作用,因为TLRs对MAMPs的识别能够激活先天性和获得性免疫反应。在TLRs对MAMPs的识别中,只有TLR5对细菌鞭毛蛋白的识别是基于蛋白-蛋白的相互作用,比较容易对其结合方式进行研究。因此,我们研究的主要目的就是要确定TLR5与鞭毛蛋白的相互作用是如何影响宿主区分病原菌和益生菌的。【方法】构建了多种肠道细菌(包括益生菌和病原菌)鞭毛蛋白的系统发育树,并比对了鞭毛蛋白的TLR5识别序列。【结果】发现病原菌和益生菌的鞭毛蛋白序列有所不同,尤其是TLR5结合并识别的鞭毛蛋白位点。【结论】病原菌和益生菌不同的鞭毛蛋白识别区域可能是鞭毛细菌适应TLR5识别下生存的结果,据此宿主能够对病原菌和益生菌进行区分。此外,相关研究表明TLRs在肠上皮细胞的分布具有基底侧和顶端的两极性,能够分别引发对病原菌的免疫反应和对益生菌的免疫耐受,从而抵御病原菌的入侵感染、与益生菌和平共处。鞭毛蛋白和TLR5蛋白的相互作用反映了肠道菌群和免疫系统在分子层面的相互作用和共同进化,是宿主区分病原菌和益生菌的分子机制之一。     

Toll样受体5和鞭毛蛋白的相互作用影响宿主区分病原菌和益生菌（英文稿）

【目的】大量的证据表明机体正常的免疫活动在很大程度上依赖于免疫系统和肠道菌群的相互作用,具体表现为免疫系统对病原菌进行免疫清除而对益生菌耐受。其中,免疫系统的Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)和来自肠道菌群的微生物相关的分子模型(Microorganism associated molecular patterns,MAMPs)被认为在宿主免疫系统对病原菌和益生菌的区分中发挥了重要作用,因为TLRs对MAMPs的识别能够激活先天性和获得性免疫反应。在TLRs对MAMPs的识别中,只有TLR5对细菌鞭毛蛋白的识别是基于蛋白-蛋白的相互作用,比较容易对其结合方式进行研究。因此,我们研究的主要目的就是要确定TLR5与鞭毛蛋白的相互作用是如何影响宿主区分病原菌和益生菌的。【方法】构建了多种肠道细菌(包括益生菌和病原菌)鞭毛蛋白的系统发育树,并比对了鞭毛蛋白的TLR5识别序列。【结果】发现病原菌和益生菌的鞭毛蛋白序列有所不同,尤其是TLR5结合并识别的鞭毛蛋白位点。【结论】病原菌和益生菌不同的鞭毛蛋白识别区域可能是鞭毛细菌适应TLR5识别下生存的结果,据此宿主能够对病原菌和益生菌进行区分。此外,相关研究表明TLRs在肠上皮细胞的分布具有基底侧和顶端的两极性,能够分别引发对病原菌的免疫反应和对益生菌的免疫耐受,从而抵御病原菌的入侵感染、与益生菌和平共处。鞭毛蛋白和TLR5蛋白的相互作用反映了肠道菌群和免疫系统在分子层面的相互作用和共同进化,是宿主区分病原菌和益生菌的分子机制之一。     

Toll样受体识别机制及其生物学意义

Toll样受体介导的信号转导通路在对抗外来病原体的天然免疫应答中起重要作用。Toll样受体是一个天然模板识别受体家族,能识别固有性模板(微生物和哺乳动物所共有的病原相联的分子模板PAMPs)。Toll样受体通过巨噬细胞和其他免疫细胞来识别,其中TLR4识别内毒素、TLR2识别肽聚糖、TLR9识别细菌DNA、TLR5识别鞭毛蛋白、TLR3识别双链RNA等。本探讨了多种Toll受体家族成员在动物体内识别机理及功能,概述了其应用研究进展。     

Toll样受体家族与天然免疫

Toll受体是近年来发现的跨膜信号传递受体蛋白,它在哺乳动物,昆虫及植物的信号转导通路中有类似的作用。TLR可选择性识别病原微生物而启动天然免疫,因此,它在宿主的天然免疫中具有重要作用。本文主要对TLR家族的研究进展及其在天然免疫中的作用加以综述。     

Toll信号通路在中枢神经系统损伤中的作用

Toll样受体(Toll-like receptors,TLR)是先天性免疫反应识别病原体的一个重要分子,在免疫系统中发挥关键作用.其家族各种成员的主要功能是识别入侵病原体表面的各种不同分子模式,随后启动免疫反应,达到保护机体作用.在大脑中,小胶质细胞可以作为抗原提呈细胞,参与脑内免疫反应,也可以通过分泌各种促炎症因子启动或促进免疫反应,而TLR家族在中枢神经免疫系统的作用仍存在争议,它既可以通过促进神经免疫反应枢纽因子的表达来增强免疫,也可因免疫过度而损伤神经细胞.总之,Toll信号通路对中枢神经系统疾病有一定的调控作用.     

CD14/TLR1-TLR2/p38MAPK信号通路在莱姆病发病机制中的作用

莱姆病的致病源是伯氏疏螺旋体,机体感染伯氏疏螺旋体后主要表现为神经系统病变、皮肤病变和关节损伤。炎症作为机体受到感染后的一种重要反应,对疾病的发生发展有着重要意义。CD14/TLR1-TLR2/p38 MAPK信号通路通过CD14对伯氏疏螺旋体表面脂蛋白的识别,引起TLR1-TLR2、p38 MAPK等下游信号的激活,同时,机体分泌促炎因子,引起炎症反应。本文就CD14/TLR1-TLR2/p38 MAPK信号通路引起的炎症反应在莱姆病发病机制中的研究进行综述。     

重组腺相关病毒载体诱导的天然免疫反应及机制

重组腺相关病毒(rAAV)已成为基因治疗领域应用最广泛的载体之一。临床前研究显示其具有很高的安全性,但人体免疫毒性仍是制约其临床疗效的关键,因此有关rAAV免疫机制的研究成为近期热点。尽管天然免疫在获得性免疫反应中发挥重要作用,但与rAAV有关的天然免疫研究过去一直未被重视。直到最近,才确认有至少3种人体细胞(树突状细胞、巨噬细胞和内皮细胞)参与了rAAV的天然免疫,作用机制为可识别载体基因组的TLR9或病毒衣壳TLR2所介导,NF-κB或干扰素调节因子(IRFs)信号通路被激活,导致各种炎性因子及I型干扰素的大量表达。自身互补型rAAV诱导的TLR9依赖性天然免疫较单链rAAV更为强烈。本文重点对近期发现的激活天然免疫反应的宿主与rAAV的相互作用、涉及的信号通路、天然免疫对获得性免疫以及转基因表达的影响进行综述。     

Toll-NF-kB信号途径及其介导的功能

Toll样受体（Toll-like receptor,TLR）家族是宿主细胞识别各种微生物致病成份的主要受体,NF-kB位于TLR下游信号通路的枢纽位置,当细胞受到生物应激刺激后激活NF-kB,活化的NF-kB进入细胞核调节炎性细胞因子的表达,启动针对病原微生物的固有免疫和获得性免疫。因此,对Toll-NF-kB信号途径的研究将有助于对免疫反应、炎症病理的理解。     

可溶性Toll样受体2研究进展

Toll样受体2(Toll-like receptor 2,TLR2)是由胞内段、跨膜段和胞外段组成的单次跨膜受体,也是固有免疫中重要的模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)。可溶性Toll样受体2(soluble Tolllike receptor 2,s TLR2)是TLR2胞外段脱落生成的可溶性蛋白。s TLR2作为TLR2的特异性调节分子,充当诱饵受体与配体结合,抑制TLR2信号,进而减轻炎症,减少过度免疫造成的损伤。近年来,s TLR2在越来越广泛的体液中被检测出来,且在很多疾病中出现明显异常的表达,成为这些疾病潜在的诊断指标或治疗工具。本文简要综述了s TLR2的生成、结构、功能及其与疾病的关系等。     

低分子量透明质酸片段通过toll样受体4信号途径激活枯否细胞

高分子量透明质酸（high-molecular-weight hyaluronic acid,HMW-HA）是重要的肝脏基质,分子量高达2×10^6Da以上,可被活性氧分子（reactive oxygen species,ROS）等降解成低分子量透明质酸片段（hyaluronic acid fragments,HA fragments）,后者能被toll样受体4（toll-like receptor4,TLR4）识别并激活免疫细胞诱发炎症反应。基于枯否细胞表达TLR4,推测HA fragments通过激活枯否细胞TLR4信号系统而启动肝脏缺血再灌注损伤。从TLR4基因突变型（C3H／HeJ,TLR4^Mut/Mut）及野生型（C3H／HeN,TLR4^＋/＋）小鼠分离肝脏枯否细胞常规培养,用酶降解及色谱柱分离方法制备HA fragments,观察HMW-HA及HA fragments激活枯否细胞的差异,检测培养上清肿瘤坏死因子-α或白介素-1β水平变化;枯否细胞p38MAPK信号通路的活化;用特异性p38MAPK阻断剂—SB-203580,阻断p38MAPK活化后,观察培养上清中肿瘤坏死因子-α或白介素-1β水平变化。结果显示HA fragments可以促进TLR4^＋/＋枯否细胞分泌促炎因子,不能诱导TLR4^Mut/Mut枯否细胞分泌促炎因子。而HMW-HA既不能促进TLR4^＋/＋枯否细胞也不能促进TLR4^Mut/Mut枯否细胞分泌促炎因子。采用多黏菌素中和脂多糖后,HA fragments促进TLR4^＋/＋枯否细胞分泌促炎因子的能力不变,这一过程伴随p38MAPK信号通路的活化。当运用p38MAPK信号通路的特异性阻断剂SB-203580,抑制p38MAPK活性时,HA fragments促进TLR4^＋/＋枯否细胞分泌促炎因子的能力显著下降。因此与基质组成成分HMW-HA不同,HA fragments可以通过TLR4激活枯否细胞,促进其分泌促炎因子诱发炎症反应,这一过程依赖于p38MAPK的激活。     

TLR9的生物学特性及其在心血管疾病中的研究进展

Toll样受体(toll-like receptors,TLRs)是一类保守的介导固有免疫的跨膜信号传递受体家族,是一种I型跨膜蛋白受体,是模式识别受体(pattern recognition receptor,PRR)中的一员,在识别和抵御各种病原微生物及其产物的过程中发挥重要作用。病原微生物呈现多种真核细胞不具备的特殊的保守结构,称为病原相关分子模式(pathogen associated molecular patterns,PAMPs),这种结构可被PRR所识别,并通过下游的接头蛋白引发转录因子的激活和炎症因子的产生。不同的TLR分子具有各自特异的PAMPs识别谱,其中Toll样受体9(TLR9)是识别细菌来源的非甲基化CpG DNA等PAMPs的受体。TLRs在固有免疫和适应性免疫中发挥着重要作用,并参与多种心血管疾病的发病过程。本文就TLR9的生物学特性及其在心血管疾病中的研究进展进行综述。     

Toll-NF-κB信号途径及其介导的功能

Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)家族是宿主细胞识别各种微生物致病成份的主要受体,NF-κB位于TLR下游信号通路的枢纽位置,当细胞受到生物应激刺激后激活NF-κB,活化的NF-κB进入细胞核调节炎性细胞因子的表达,启动针对病原微生物的固有免疫和获得性免疫。因此,对Toll-NF-κB信号途径的研究将有助于对免疫反应、炎症病理的理解。     

植物AP2/ERF转录因子家族的研究进展

作为植物最大转录因子家族之一,AP2/ERF转录因子广泛存在于植物中,并因其在基因育种等方面具有重要作用而倍受关注。AP2/ERF转录因子家族成员至少含有一段60个左右氨基酸构成的AP2保守结构域,根据结构域的数量和识别序列的不同可以将其分为AP2、ERF、DREB、RAV和Soloist 5个亚家族,且在拟南芥、水稻、玉米和番茄等植物中,AP2/ERF转录因子及其各个亚家族成员的数量各不相同。研究发现,AP2/ERF转录因子可通过响应乙烯、细胞分裂素和生长素的调节从而直接或间接参与种子发育过程、花和果实等器官的形态建成等植物发育的多个进程;除了初生代谢,AP2/ERF转录因子还在植物次生代谢尤其是在调控药用植物主要药用活性成分(如青蒿素、紫杉醇和木质素)合成方面效果显著。同时,有报道称拟南芥AP2/ERF基因具有正向调节抗灰霉病的功能,一些AP2/ERF基因也被报道在植物应对高盐、干旱、缺氧、低温等非生物胁迫方面具重要功能;另外,AP2/ERF类转录因子还参与了乙烯等介导的非生物信号传导。介绍AP2/ERF转录因子的结构分类特征、在不同植物中的数量分布,并阐述其在植物发育、次生代谢、生物与非生物胁迫和信号传导等方面的研究进展,以期为培育出兼具高产、抗病的实用型转基因作物提供理论依据。     

KRAB型锌指蛋白(KZNF)的研究进展

KRAB型锌指蛋白是哺乳动物中最大的转录调控因子家族, 它的多数成员在基因组上成簇分布。其结构特征是N端含有KRAB结构域, C端含有多个C2H2型锌指结构。KRAB结构域为一蛋白质-蛋白质相互作用区, 可以与多种协同转录抑制因子和转录因子结合, 使KRAB型锌指蛋白作为转录因子和/或转录调控因子发挥依赖于DNA结合的转录抑制功能, 在胚胎发育、细胞分化、细胞转化及细胞周期的调控中发挥重要功能。     

MiRNA在TLR信号通路中的负性调控作用

TLR信号是生物体重要的病原体模式识别信号,在免疫识别和炎症反应中具有重要作用,其信号异常会导致许多免疫和炎症相关疾病的发生,因此探讨和明确TLR信号通路的调控机制具有非常重要的意义。近年来研究发现,作为重要的基因表达调控的小分子RNA,微RNA(microRNA,miRNA)能与TLR信号通路中众多靶基因mRNA的3’UTR区结合,从而抑制翻译过程或降解mRNA来发挥负性调控作用。本文就miRNA对TLR信号通路中的一些受体、信号分子、调节因子和细胞因子的负性调控作用方面进行阐述。     

植物乙烯信号转导研究进展

过去10年,对模式植物拟南芥的分子遗传学研究建立了植物乙烯信号转导线性模型.乙烯结合到受体上,经一条MAPK级联反应和转录级联途径将信号转导而产生乙烯反应.拟南芥乙烯受体家族由5个成员构成,ETR1、ERS1、ETR2、ERS2和EIN4.乙烯受体包括三个结构域:乙烯结合结构域、组氨酸激酶结构域和反应调控结构域.乙烯受体定位于内质网,与CTR1协同负调控乙烯反应.ENI2、EIN3/EIL、ERF1依次位于CTR1下游,正调控乙烯反应.EIN3属于转录激活因子调控蛋白家族,受转录后调控.乙烯稳定EIN3结构,EBF1/EBF2促进EIN3分解.ERF1是转录调控因子家族成员之一,是EIN3/EIL的直接作用目标.     

NLRP3炎症小体在真菌感染中的作用机制研究进展

炎症小体(Inflammasome)是细胞内识别危险信号的多蛋白复合体,是固有免疫的重要组成部分,NOD样受体家族含热蛋白结构域蛋白3炎症小体(NLRP3)是目前研究最多的一种炎症小体。真菌感染中,NLRP3炎症小体通路募集半胱天冬蛋白酶的前体半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶1(pro-caspase-1)自身剪切活化,活化后的半胱天冬蛋白酶(Caspase-1),通过对促炎因子IL-1β(interleukin-1β, IL-1β)和IL-18(interleukin-18, IL-18)的激活,引起宿主的炎症反应,在宿主免疫应答中发挥了重要作用。     

TRAF7的研究进展

TRAFs家族是一类多功能蛋白,最初是作为TNFR介导的信号通路中的转导分子而被发现的。TRAFs作为信号接头蛋白和调节分子,参与了TNFR、TLRs、NLRs和RLRs等多种受体介导的信号通路。TRAF7是最新发现的TRAF家族成员,因其保守的RING结构域,而具有E3泛素连接酶活性。此外,TRAF7还以其独特机制参与了MAP激酶、TNFR及TLR2介导的信号通路的转导,以及细胞应激、分化和凋亡等重要生理过程的调控,与乳腺癌、脑膜瘤等多种疾病的发生密切相关。结合最新研究进展对TRAF7的结构、功能及其参与的生物学过程进行综述。     

Toll样受体在烟曲霉侵染宿主细胞过程中作用的研究进展

烟曲霉侵染宿主细胞时伴有明显的细胞肌动蛋白骨架重排,而重要模式识别受体PRRs(pattern recognition receptors)之一,Toll样受体(Toll-like receptors,TLR)参与调节病原细菌诱导的宿主细胞肌动蛋白骨架重排,其中TLR2和TLR4两亚型可以识别烟曲霉的病原相关分子模式PAMP(pathogen-assosiated molecular patterns),并诱发炎症因子表达等一系列效应信号,在宿主细胞抗烟曲霉天然免疫中发挥重要作用,但在烟曲霉内化侵入过程中TLR能否特异性介导细胞肌动蛋白骨架重排尚不清楚。因此,研究揭示TLR激活在烟曲霉侵入宿主细胞的调控作用,对寻找可能的抗真菌药物作用靶点具有重要意义。     

TLR4信号通路介导病毒性急性肺损伤与ARDS的研究进展

Toll样受体(Toll-like receptors,TLR)是参与非特异性免疫的Ⅰ型跨膜蛋白分子,可识别病原相关分子模式(Pathogen-associated molecular patterns,PAMP)并在病原体侵入体内的早期阶段激活机体的免疫应答,在响应宿主细胞对微生物病原体的识别中起重要作用,是机体抵抗感染疾病的重要屏障.以流感病毒和冠状病毒为代表的呼吸道病毒感染在临床具有极高的发病率和死亡率.此类病毒感染细胞后可通过模式识别受体和病原体相关分子模式相互作用激活宿主的先天免疫系统,诱发宿主产生过激的炎症反应从而引发"细胞因子风暴",最终导致急性肺损伤与急性呼吸窘迫综合症而致人死亡.因此,本文就Toll样受体家族中的Toll样受体4介导的信号通路为对象,就其介导的信号通路在流感病毒与冠状病毒复制及其在导致病毒性急性肺损伤与ARDS形成中的作用及靶向抑制该通路治疗病毒性肺炎的研究进展作一综述,以供同行参考.