医学模式识别受体专题课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,模式识别受体,炎症是由各种因素引起的，如微生物感染、组织损伤和心肌梗死等。炎症五个,典型,症状：红，肿，热，疼和组织功能的损失。,炎,症反应是由炎性细胞因子如肿瘤坏死因子（,TNF,），白细胞介素（,IL,）,1,，和,IL-6,等引发,。调节炎症组织的细胞死亡，血管内皮通透性的,改变,，,募集,血细胞,到,炎症组织，诱导急性蛋白的生产。,模式识别受体,是主要由免疫系统细胞表达的、识别微生物特定分子结构即病原相关分子模式的免疫受体。,病原相关分子模式,一类或一群特定的微生物病原体（及其产物）共有的某些非特异性、高度保守的分子结构，可被固有免疫细胞所识别。如：,LPS,、,LTA,、细菌,DNA,、病毒,RNA/DNA,。,Pattern recognition receptors,病原相关分子模式以及模式识别受体的,定义,模式识别受体的,结构,及,定位,模式识别受体的,分类,及其,配体,模式识别受体的,信号转导通路,模式识别受体的激活与急慢性炎症之间的关系,模式识别受体的未来,TLR,受体与它们的配体,TLRs,也可以识别内源性配体，如,HMGB1,，死的,RNA,，热休克蛋白等。,TLRs,的结构,胞外区：,LRRs,区,(,富含亮氨酸重复序列区）,胞内区：,TIR,区（蛋白相互作用区,),细胞内模式识别受体,-Toll,样受体,(TLR3/7/8/9),（,3,，,7,9,在内质网膜上）,-NOD,样受体,-RIG-1,样受体,细胞表面模式识别受体,Toll,样受体,(TLR 1/2/4/5/6/10),TLR2,TLR2 TLR2,主要识别细菌和支原体的脂蛋白。,TLR2,识别他的配体通过形成含有,TLR1,和,TLR6,的异质二聚体。,1/2,和,6/2,复合体识别不同的配体。在巨噬细胞和树突状细胞中刺激,TLR2,配体，如甘油三酯和脂蛋白，能诱导各种促炎细胞因子的产生（,I,型干扰素除外）。,TLR2,在病毒感染的单核细胞中能诱导,I,型干扰素的产生，表明,TLR2,对不同配体的细胞反应的不同取决于细胞类型。,配体：脂蛋白,配体来源：革兰阳性菌，病毒，真菌,定位：细胞表面,TLR10,TLR10,与,TLR1,和,TLR6,相关，原因是它们的序列相似。,TLR10,的配体和配体来源尚不明确。,TLR4,TLR4,识别高度保守病原相关分子模式，启动一系列免疫反应，如抵抗病原体感染，增加分泌炎性细胞因子等，引发了一系列针对病原体的特异性免疫反应。现在证明的,TLR4,配体主要有：革兰氏阴性菌分泌的脂多糖。,TLR4,介导免疫应答的信号转导途径可以分为两种，一种是通过,MyD88,依赖性的，另一种不依赖于,MyD88,。,TLR5,识别细菌,鞭毛蛋白,。作为对鞭毛蛋白的反应，,LPDCs,（肠道树突状细胞）诱导,B,细胞分化为,IgA,的浆细胞和触发,T,细胞分化为,Th17,和,Th1,细胞。,TLR 11,表达于小鼠，不在人体表达，与人的,TLR5,有很高的同源性。,配体：鞭毛蛋白,配体来源：细菌,定位：细胞表面,TLR5 and TLR11,TLR3,TLR3 Toll,样受体,3(TLR3),作为病毒双链,RNA,识别受体在机体抗病毒天然免疫中发挥十分重要的作用，激活后诱导炎性因子和细胞因子的表达。,TLR3,识别配体后通过含,TIR,结构域的转接蛋白,(TRIF),途径活化转录因子,NF-,B,和干扰素调节因子,3(IRF3),诱导炎症细胞释放炎症因子并介导炎症反应,同时诱导,I,型干扰素的释放,介导免疫反应。,配体：双链,RNA,人工合成的,dsRNA,类似物,PolyI:C,配体来源：病毒,定位：内质网,TLR7/8,老鼠的,TLR7,以及人的,TLR7/TLR8,识别病毒的单链,RNA,（,ssRNA,）,TLR9,TLR9,则主要介导病毒或细菌的未甲基化,CpG,的,DNA,。人,pDCs(,浆细胞样树突状细胞）中大量表达,TLR7/9,。浆细胞样树突状细胞是树突状细胞的一个重要亚群，因其在病毒刺激下能够产生大量的,IFN-,，,发挥直接的抗病毒活性，,pDC,在连接固有免疫应答和获得性免疫应答中发挥着重要的作用。,pDC,表达,Toll,样受体和,9,，并且通过,TLR7,和,TLR9,对病毒核酸进行识别，激活下游信号转导通路，进而引起,pDC,表型及功能的改变，发挥其免疫活性，产生大量的,1,型干扰素。,pDC,中的,TLR7/9,信号转导通路的变化将直接影响,pDC,的功能。,配体：非甲基化的,DNA,配体来源：细菌和病毒,定位,;,内质网,TLR,信号转导途径,MyD88,依赖型信号转导通路,TRIF,依赖型信号转导通路,MyD88,依赖性信号转导途径的基本过程是：配体与其他辅助因子作用下形成配体与辅助因子复合体，与细胞膜上的受体,TLR4,结合，从而使,TLR4,胞内段招募特异接头蛋白,MyD88,在信号介导分子肿瘤坏死因子相关因子,6(TRAF6),的作用下激活,IKKs,复合体，使,NF-,B,复合体磷酸化释放,NF-,B,入核，诱导下游一系列特异基因的表达,MyD88,依赖型信号转导通路,组成：,配体,:LPS,Lipoprotein,受体,:TLR,接头蛋白：,MyD88,（,TLR3,除外）,蛋白激酶：,IRAK,转录因子：,NF-B,MyD88,包括,DD,（,N,端死亡结构域）和,C,端,TIR,两个结构域,IRAK4,激活,IRAK,家族其他成员，,IRAK1,，,IRAK2,TLR,家族成员,(TLR3,除外,),诱导的炎症反应都经过一条经典的信号通路，该通路起始于,TLRs,的一段胞内保守序列,Toll/IL-1,受体同源区,(Toll/IL-1receptorhomologousregion,，,TIR),TIR,可激活胞内的信号介质,白介素,1,受体相关蛋白激酶,(IL-1Rassociatedkinase,，,IRAK),肿瘤坏死因子受体相关因子,6(TNFR-associatedfactor6,TRAF-6),、促分裂原活化蛋白激酶,(mitogenactivatedproteinkinase,，,MAPK),，进而激活核因子,NF-KB,，诱导炎症因子的表达,TLRs,信号通路上的许多接头蛋白都具有,TIR,结构域,TRIF,依赖型信号传导通路,TLR4,介导免疫应答的信号转导途径可以分为两种，一种是通过,MyD88,依赖性的，另一种不依赖于,MyD88,而是,TRIF,（激活需要,TRAM,）,配体,:LPS,Lipoprotein,受体,:TLR,接头蛋白：,TRIF,蛋白激酶：,TBK,转录因子：,NF-B,MyD88,信号转导通路主要存在于,TLR3,和,TLR4,通路中，,TLR3,可以直接连接,TRIF,，,TLR4,则通过,TRAM,作为桥梁连接,TRIF,。,RLRs,与病毒识别,RLR,受体分类,视黄酸诱导基因蛋白,I,（,retinoicacid-induciblegeneI,，,RIG-I,）,黑色素瘤分化相关基因,5,（,MDA5,）,遗传学和生理实验室蛋白,2,（,LGP2,）,RLR,受体结构,:,两个,N,端,CARD,结构域（,capase,活化和招募结构域）（,LGP2,没有此结构域）,中央结构域,C,端,RD,结构域,(,抑制结构域）。,C,端结构域参与双链,RNA,的结合。,LGP2,和,RIG-I,的,C-,末端结构域有一个,RNA,结合环。,MDA5,的,C-,末端结构域也有一个大的基本面，但是比较平滑，因此,MDA5,的,RNA,结合活性比,RIG-I,和,MDA5,低。,RLR,受体定位：细胞质中,配体：病毒识别双链,RNA,RIG-I,可以被,RIG-I,识别的病毒主要有副黏病毒科，如新城疫病毒、仙台病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒。,MDA5,主要识别小,RNA,病毒科如,EMCV,；以及冠状病毒，如鼠肝炎病毒。,RIG-I,和,MDA5,还都可以识别登革热病毒、新尼罗河病毒以及呼肠孤病毒。,RIG-I,识别,小于,1kb,的双链,RNA,以及,5,端带有三磷酸基团的,RNA,（包括单链和双链,RNA,）。含有,5,端三磷酸的双链,RNA,被,RIG-I,识别后可以显著促进,I,型干扰素的产生。,化学合成的单链,RNA,不能被,RIG-I,识别，所以,RIG-I,的激活需要双链,RNA.,5,端三磷酸尾巴并不是,RIG-I,识别的必要条件。,MDA5,主要识别大于,2kb,的双链,RNA,比如,poly(I:C),。,/,模式识别受体中的,RIG-I,样受体是细胞质中一类,RNA,解旋酶，它们可以结合病原相关分子模式识别非自身的病毒,RNA,。被感染的细胞中，这种相互作用可以通过触发,RLRs,以及下游信号分子的活化，最终导致,I,型干扰素的产生和炎性因子的产生，细胞做出抗病毒免疫应答。,RLRs,的信号转导,RIG-I,可以被,E3,泛素化酶调节，,TRIM25,（,tripartitemotifcontaining25,）作为一个泛素连接酶可以与,RIG-I,结合，对其,CARD,结构域的,K172,赖氨酸残基进行,K63,连接的泛素化修饰，促进,RIG-I,与,MAVS,的结合和信号通路的活化。,LGP2,在,MDA5,和,RIG-I,的病毒识别过程中起着正向调控作用,细胞质,DNA,的识别,细胞质,DNA,的识别对,DNA,病毒感染后,1,型干扰素的产生非常重要。外源的和内源的,DNA,可以通过胞内的,DNA,感受器来启动免疫应答。,聚合酶,3,对,IFN-,的产生非常重要。,双链,DNA,胞质中的,DNA,首先在,RNA,聚合酶,3,的作用下,通过,RIGI,途径来启动免疫应答。,RNA,聚合酶还可以介导启动子非依赖的,Poly(dA,：,dT),的转录。研究表明,RNA,聚合酶,3,是胞质,dsDNA,识别受体,HMGB,具有与,DNA,结合的能力，,DAI,能够感知胞质,DNA,并能够调节,I,型干扰素的应答,宿主抗,DNA,病毒信号通路中，,STING,引起下游,TBK1,激活,DNA,受体识别,DNA,后，将信号传递到内质网上一个节点分子,STING,NLR/CLR,NOD2,蛋白由,3,个不同的功能结构域组成,:N,端,2,个胱天蛋白酶募集区域（,CARD,）能够募集下游效应信号分子，中央的核苷酸结合区（,NOD,）和,C,端富含亮氨酸的重复序列。,NOD2,定位于胞浆，通过,C,端,LRR,域识别,MDP,配体参与胞内菌的识别并诱导炎症反应,NOD2,信号通路,NOD2,信号通路的正调控：,NOD2,信号途径的下游效应分子,NF-,B,对其具有正调控作用,NOD2,信号通路的负调控：,NOD2,的下游效应分子，可负向调控,NOD2,依赖的,IL,的分泌,模式识别受体信号转导调控,正常生理状态下，机体存在着多种,PR,Rs,的调控机制，以维持免疫反应的平衡；机体既能适度活化,TLR,信号通路清除病原体，又防止,TLR,信号过度活化，以免发生过强的免疫反应，造成内毒素休克和自身免疫性疾病,(,系统性红斑狼疮）等。免疫细胞存在多层次的针对不同靶点的负向调控因子，可对,TLR,信号转导的的开启和传导起到调控作用。（,TLR7,和,TLR9,参与自身免疫反应）,自体核酸与,HMGB1,、,RNP,、抗菌肽和抗体的核酸,-,蛋白质复合物促进,TLR7,和,TLR9,诱导,I,型干扰素的产生。通过这些受体的免疫复合物的识别导致自身反应性,B,细胞的激活以及,I,型干扰素的生产，从而加剧了自身免疫性疾病的原因。综合这些数据表明，核酸与,TLRs,作用引起的反应是由内源性蛋白引起。,PRRs,的正反馈机制参与,I,型干扰素和细胞因子的产生，与自身免疫性疾病的发作有关。,模式识别受体的激活与急慢性炎症之间的关系,PPRs,参与各种炎症反应和自身免疫疾病。,TLR,信号通路激活后导致急性炎症发生。,NOD2,在肠道免疫中具有重要作用，其基因突变会引起克隆氏病,这些突变会干扰,NOD2,识别配体的能力。（自噬相关基因,ATG16L1,基因突变也牵连的敏感性,克罗恩病,。）,A20,蛋白负调控,TLR2,和,NOD1/NOD2,下游,NF-B,的活性，缺少,A20,蛋白，小鼠会发生多种器官免疫紊乱导致死亡。,TLR,的另一种负调控因子是,TANK,，在,TLR,信号通路中起着非常重要的作用。,TLR,在缺血再灌注心肌损伤的发病机制中发挥重要作用。小鼠缺乏,TLR2,、,TLR4,、,MyD88,显示在心脏和脑缺血再灌注损伤中梗死区减少。,TLR2,和,TLR4,是动脉粥样硬化病变的小鼠高脂血症产生的必要条件。,TLR,受体还与非微生物所引起的炎症性疾病有关。,模式识别受体的展望,细胞的单个模式识别受体的反应机制很复杂，而对,PRRs,参与的整个免疫反应的研究还处于起始阶段。未来的研究方向之一是确定的动态免疫细胞激活过程，融合成像、系统生物学、免疫学将揭开,PRR,的动力学介导的炎症反应及其在自身免疫性疾病中的作用。,