TLR3、TLR5和TLR9是Toll样受体(Toll-like receptors, TLRs)家族的三个重要成员,它们在先天免疫系统中扮演着识别病原体相关分子模式(Pathogen-Associated Molecular Patterns, PAMPs)并触发免疫反应的关键角色。
一、TLR3与双链RNA(dsRNA)识别
在感染细胞内病毒产生双链RNA(dsRNA),后者可激活抗病毒防御。因为宿主细胞不产生dsRNA,因此dsRNA也被认为是一种PAMP。TLR3-缺陷小鼠显示对病毒RNA模拟物的反应性下降,提示TLR3参与识别dsRNA。
二、TLR5与鞭毛蛋白识别
大多数杆菌,包括沙门菌含有一种可溶性因子,即鞭毛蛋白,它是鞭毛的单聚体亚单位。鞭毛蛋白能刺激肠上皮细胞内IkB降解、NF-kB激活、IL-8和诱导性NO合酶表达。因此,鞭毛蛋白也被认为是另一种PAMP。TLR5体外表达能赋予CHO细胞对鞭毛蛋白反应,提示鞭毛蛋白通过TLR5发挥其活性作用。
三、TLR9与细菌CpG DNA识别
Tokunaga等1984年首次报道,除细胞壁成分外,细菌DNA也能发挥PAMPs作用。他们发现卡介苗的提取物具有免疫刺激活性,这种免疫活性与DNA作用有关,后来进一步证实,DNA这种活性需要非甲基化脱氧胞嘧啶核苷酸-磷酸盐-脱氧鸟苷酸(deoxycytidylate-phosphate-deoxyguanylate,CpG)结构域,这种结构域很难在脊椎动物的DNA中找到。非甲基化CpG是细菌DNA的特征性序列,又被称为CpG免疫刺激序列。对人和鼠淋巴细胞和抗原提呈细胞均产生免疫刺激活性,引起TH1产生细胞因子和上调共刺激分子(costimulatory molecules)。业已研究证实,TLR9缺陷小鼠失去对细菌CpG刺激反应,但对LPS、肽聚糖及脂蛋白等刺激的反应与野生型小鼠相同。TLR9选择性表达在浆细胞样(plasmacytoid)树突细胞(DCs),不表达在单核细胞源性DCs,CpG DNA只引起前者细胞产生细胞因子,说明CpG DNA 的反应是依赖于TLR9表达,TLR9是识别细菌CpG DNA的主要受体。TLR介导细菌CpG对巨噬细胞的激活作用亦通过NF-kB途径。
综上所述,TLRs配体的多样性主要与不同TLR分子胞外段(包括胞外段辅助蛋白)的组合方式及PAMP分子结构相关。根据人类基因组测序工作的资料预测,可能会存在25~30种人TLR分子和6种MD辅助蛋白,深化TLRs研究,将更有助于揭示对种类繁多的PAMP分子识别的分子机制。