文摘
toll样受体(通常)是重要的先天免疫受体识别和清除入侵的病原体。十二通常承认微生物目前已知的各种守恒的组件。其中,endosomal通常3,7/8,和9识别dsRNA, ssRNA,分别和CpG DNA。酸感性通常核酸,特别是TLR 7,一直与系统性红斑狼疮(SLE)和被认为加剧疾病病理。激活这些通常导致炎性细胞因子和I型干扰素的生产。全基因组关联研究,单核苷酸多态性分析以及实验小鼠模型提供的证据TLR信号参与系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病。由于激活这些受体通路促进自身免疫表型,抑制性药物目标这些通路构成重要的新治疗系统性自身免疫治疗策略。
1。介绍
toll样受体(通常)是先天免疫系统的模式识别受体,其为病原体识别特定的分子模式(pamp)守恒的微生物之一。目前有12个已知通常在哺乳动物中,识别常见的入侵病原体的成分包括双链和单链RNA, unmethylated CpG DNA,细菌脂多糖(LPS),脂蛋白和鞭毛蛋白(1]。在交互与配体,通常通过适配器蛋白质信号,最常见的髓样分化主要响应基因88 (MyD88),尽管TLR 3或者信号通过TIR-Domain包含适配器诱导干扰素-(TRIF)适配器2]。这些适配器招募其他分子启动信号级联最终导致促炎细胞因子和I型干扰素的生产3]。这些TLR反应是重要的功能先天和适应性免疫的怀抱(4,5]。
尽管抗菌免疫通常是重要的,他们也一直在参与自身免疫性疾病的发病机制。例如,通常2和4件物品已经被确认为I型糖尿病的发病的相关因素(6- - - - - -9),通常1 - 6类风湿性关节炎(RA)滑膜成纤维细胞表达的和被认为在RA引发关节炎症10,11]。此外,核酸绑定通常7和9已经连接到人类和小鼠模型的系统性红斑狼疮(SLE) [12- - - - - -17]。由于这些通常与自身免疫之间的联系,大量的工作被指向了解这些受体在疾病进展。两个主要的可能性出现在描述通常如何在自身免疫工作;要么由外源性抗原刺激,像病毒ssRNA,然后刺激居民免疫细胞,或tlr识别内源性自体抗原启动和传播炎症和自身免疫。
积累的证据指向通常在自身免疫打开门为潜在的治疗干预措施针对toll样受体及其信号通路的调节。因为通常通常对微生物病原体,一直有人猜测,toll样受体激动剂作为疫苗佐剂的应用来刺激更健壮的免疫反应(18,19]。另一方面,自身免疫,疾病会导致异常的活跃的信号;因此,应用抑制或拮抗,TLR疗法相当大的兴趣。几个抑制剂已经被开发并展示一些潜在的人类治疗的承诺。本文的重点是总结目前的文献记录如何调制的toll样受体通路可能作为潜在的治疗自身免疫方法,特别是系统性红斑狼疮。
2。TLR功能和信号
通常是局部的细胞表面或核内体的细胞类型,尤其是树突细胞等抗原递呈细胞(apc) (20.,21)和B细胞(22]。在正常情况下,通常帮助识别和移除材料对宿主可能有害;这些通常的细菌,病毒,真菌,原生动物起源(1,23]。因为通常识别常见分子图案而不是特定的肽序列,他们保持广泛的微生物的识别能力。相对的确定性,我们知道,最通常的认识,最终的结果是炎症,但这是如何发生的?通常诱发炎症的级联环境变化取决于特定的TLR,刺激了。因为我们更关心的是系统性红斑狼疮,我们将注意力集中在信号发生在激活核酸结合通常3,7/8,9。
通常存在二聚体或与能力参与形成各自的配体。配体结合被认为引起构象变化导致交互或关闭并列的两个胞质人数/ il - 1受体(行动)域,从而提供一个接口适配器蛋白质绑定和后续的信号转导24]。通过几组,所述MyD88是最常见的这些适配器和已被证明是参与信号通过所有通常除了TLR 3 (24- - - - - -27]。这个适配器蛋白质提供了进一步的脚手架与IL-1R-associated激酶(伊拉克的)1和4通过磷酸化信号传播到下游效应器。一旦招募到适配器蛋白质,IRAK4被激活。通过磷酸化IRAK4反过来激活IRAK1 [28]。这些激酶激活招募肿瘤坏死因子receptor-associated因素(TRAF) 6,这是一个激活NF所需E3泛素连接酶我从其抑制剂,通过释放它B (29日]。此外,干扰素调节因子(irf) 5和7也招募MyD88 /伊拉克共和国/ TRAF6复杂,在那里他们可以成为磷酸化,激活(30.]。最终,转录因子NF的激活5和7 B和irf结果在向核易位启动基因转录和生产的促炎细胞因子和I型干扰素(图1)[3,31日- - - - - -35]。
TLR 3信号是不同于先前描述的TLR 7和9信号通路。而不是利用MyD88作为适配器蛋白质,TLR 3使用TRIF [2]。与MyD88, TRIF还招募额外的下游信号蛋白所必需的,包括TRAF-family-member-associated NFB-activator-binding激酶1 (TBK1)、TRAF6 receptor-interacting蛋白1 (RIP1) [24]。TRIF交互激活IRF3 TBK1是必要的,这是一个转录因子参与干扰素的生产(37]。TLR 3也可以激活NFB的交互TRIF TRAF6或RIP1,允许迁移到细胞核的转录因子诱导靶基因转录(24,28]。
所涉及的多个蛋白质TLR信号产生很多机会抑制这一过程。内源性抑制剂已确定停止,或者至少削弱信号级联,抑制炎性细胞因子和I型干扰素的TLR-mediated生产。能够调节TLR信号有助于维持稳态的平衡重要的抗菌免疫,同时防止组织附带损害。抑制蛋白重要的目标受体本身在这个过程中,适配器分子,和关键激酶以及转录因子减少炎症细胞因子和I型干扰素的TLR-mediated生产。Triad3A充当E3泛素连接酶促进TLR的退化4和9。这些通常被证明的退化影响NFB活动与LPS刺激和CpG DNA而siRNA击倒Triad3A增强的有限合伙人和CpG DNA介导NFB活动(38]表明Triad3A的突出作用调制TLR响应。尽管Triad3A似乎特别行动TLR - 4和9,其他抑制剂对TLR信号提供一个更多的全球影响。如前所述,MyD88适配器蛋白的下游通常除了TLR 3。在刺激与有限合伙人或TNF splice-variant MyD88, MyD88s,可以诱导防止激活NFB (39]。这个简短的形式MyD88招募IRAK4失败,损害的能力使磷酸化IRAK1,因此防止NF的激活B (39),尽管保持激活转录因子的能力AP-1 [40]。此外,最近,一个等人发现,磷酸酶,SHP-1,选择性地损害NF的激活B和后续生产的促炎细胞因子,同时抑制IRAK1导致增加干扰素-(41]。其他几个因素抑制角色针对伊拉克的激酶。小林等人表明IRAK-M,缺乏其同行的激酶活性IRAK1 IRAK4,抑制促炎细胞因子的产生,并提出了一个模型,IRAK-M阻止的离解IRAK1 IRAK4 /抑制下游NF MyD88复杂B激活(42]。同样,拼接变体IRAK1c行为以类似的方式与MyD88交互和IRAK4。像IRAK-M IRAK1c不能由IRAK4磷酸化,从而抑制了分离的复杂,防止NF的激活B (43]。另外两个伊拉克的激酶抑制剂已确定下游:肿瘤坏死因子-全身蛋白质3 (TNFAIP3或表达A20)和IRF4。A20 ubiquitin-editing酶,deubiquitinates TRAF6抑制NF的释放我从B,从而抑制后续NFB-mediated基因转录(3,44]。IRF4抑制TLR信号通过争夺相同的结合位点与IRF5 MyD88 [45]。IRF5从事MyD88 TLR刺激下游为了促进促炎细胞因子的生产。IRF4与IRF5竞争结合,抑制激活IRF5从而损害IRF5-mediated细胞因子的生产。
3所示。通常在自身免疫
我们知道通常参与保护性免疫入侵微生物,但带来的后果是什么misregulated TLR activation-meaning TLR通路的情况下打开太容易或激活self-stimulus吗?几组的工作表明,在这种情况下,自身免疫。由此产生的表型特征是自身抗体的生产和组织破坏。通常被认定为煽动者在I型糖尿病,风湿性关节炎,系统性红斑狼疮。
核酸绑定通常尤其涉及系统性红斑狼疮,极为复杂和变量的障碍。系统性红斑狼疮是一种系统性自身免疫性疾病最常见的特征是由抗核抗体(ANAs)。这种疾病被认为是影响全球至少500万人。现代,系统性红斑狼疮仍缺乏有效的治疗方法,目前主要的治疗方法是激素,抗疟、抗炎药物。没有一个得到红斑狼疮治疗超过40年。问题这是缺乏识别“公分母”,可以说,狼疮患者,其中涉及的复杂性疾病。然而,相对较新的想法,toll样受体途径在红斑狼疮发病机理中起着至关重要的作用显示了潜在的药物靶点的承诺。
核酸绑定TLR 7的作用已变得很明显在人类疾病的动物模型和病人。这种受体促进自身抗体和负责慢性炎症细胞因子(14,46,47]。一个特别重要的动物模型的这些观察BXSB小鼠。这个模型是源自介于C57BL / 6和某人/ Le近交品种,导致雄性小鼠表达一个加速,lupus-like自身免疫性疾病表型特点是生产轶事和循环免疫复合物引起严重的肾炎(48,49]。后续的一些研究已经表明,这些老鼠的男性偏见的原因是由于一个x到Y染色体易位的基因簇称为Y自身免疫性加速器(Yaa),这种加速自身免疫的主要贡献者是TLR 7超表达(16,17]。足球俱乐部RIIB- / -老鼠有一个与自身抗体针对染色质lupus-like表型特征。然而,足球俱乐部RIIB- / -老鼠也表达了Yaa展出的转变自身抗体的特异性antichromatin antinucleolar安娜模式,符合一个观察从染色质转向rna结合特异性(50]。这项工作进一步表明通常的作用,特别是TLR 7,发展的一个特定的自体免疫表型。其他组织也称核酸结合TLR参与自身抗体的生产。特别是在一个案例中,河野和同事熔化的TLR 3、7和9信号B6 -Faslpr和BXSB小鼠模型,表明这些老鼠表达减少自体抗体生产(51]。
额外的工作已经表明,有缺陷的凋亡细胞间隙系统性红斑狼疮患者中是很常见的,这将导致发展抗核抗体(52- - - - - -54]。我们实验室假设低效清除凋亡碎片引发核结合toll样受体,b细胞反应和随后的安娜,因为生产。注入同源的晚期凋亡胸腺细胞为野生型B6小鼠导致anti-dsDNA和生产而注入MyD88 antihistone抗体- / -老鼠没有影响,这表明anti-dsDNA TLR刺激是重要发展晚期凋亡细胞的抗体的情况下过度。进一步的研究使用TLR 7, TLR 9-deficient接受者的凋亡胸腺细胞表明TLR 9没有轴承的发展anti-dsDNA和antihistone抗体在这个模型中,但TLR 7 (55]。此外,证据表明TLR 7提升免疫复合物的沉积在这些小鼠的肾肾小球,可能通过影响antichromatin抗体同形像。这些研究表明,一个重要的角色发展的TLR 7 autoreactive抗体和促销主要肾发病的早期事件。
dna TLR 9也被大量研究与小鼠狼疮。TLR 9缺乏一些红斑狼疮模型包括推广lpr / lpr老鼠可以不定地导致减少或改变antichromatin抗体;然而,TLR 9缺乏矛盾导致疾病恶化在多个模型13,14,56- - - - - -58]。相比之下,TLR3不足未能修改疾病推广lpr / lpr老鼠(14]。
考虑内生self-stimuli,小鼠研究显示中央致病作用的TLR 7狼疮发病机制和一个复杂的整体保护作用TLR 9。虽然从内部触发TLR 3没有出现开车狼疮小鼠模型的研究到目前为止,这个特殊的TLR可能扮演了一个重要的角色在促进红斑狼疮等环境刺激某些病毒感染(59]。
最重要的是,除了使用小鼠模型的研究,通常与人类之间的联系狼疮也被确认。其中最引人注目的连接是高架干扰素-的存在以及I型干扰素基因签名在狼疮患者60,61年]。干扰素-是疾病进展的关键球员和严重程度,甚至可以诱导自体抗体的生产管理nonautoimmune病人(62年]。另一个有趣的发现是缓解的系统性红斑狼疮患者,这是由于反应迟钝TLR 7和9刺激发展的共同变量后免疫缺陷疾病——(CVID)像(63年]。几组已经确定9 TLR基因的单核苷酸多态性,但已经发现,没有这些多态性与系统性红斑狼疮(之间的相关性64年- - - - - -67年]。尽管没有相关性与特定的单核苷酸多态性,其他组显示有一个upregulation TLR 9表达的狼疮患者B细胞的贷款凭证TLR 9能参与自身抗体生产(68年- - - - - -70年]。这一发现导致了信号的蛋白质可能在疾病的断层。最近的基因分析技术进步允许大量基因的识别(超过25)与人类狼疮有关。至少有三个lupus-associated基因参与TLR信号,包括IRF5,IRAK1,和TNFAIP3(71年- - - - - -74年]。这些基因在狼疮患者进一步的暗示表明一个角色通常的疾病表型。是否增强刺激TLR基因因素改变信号级联故障,证据的积累意味着TLR通路,事实上,在系统性红斑狼疮的致病过程中发挥作用,保持优秀的候选人缓解疾病的治疗靶点。
尽管大多数toll样受体在系统性红斑狼疮相关的研究主要集中在核酸结合,通常还有其他通常在自身免疫性疾病的潜在作用。Komatsuda等人看着mRNA表达的几个通常从系统性红斑狼疮患者外周血单核细胞(PBMCs)。这些研究表明在mRNA的TLR2略有增加,7和9的狼疮患者比健康对照组(75年]。另外,人都有一个重要的角色的TLR2和4 B6的自身抗体的产生lpr / lpr自身免疫小鼠模型(76年]。在这些研究中,TLR2和TLR4-deficient B6lpr / lpr老鼠表达自身抗体的滴度低,不包括那些针对核小体蛋白质。这表明其他通常可以在自身免疫靶向治疗候选人。
4所示。通常作为治疗靶点
重要的证据支持的参与通常在多种疾病过程中,包括I型糖尿病、类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮。断言通常在疾病发病机制中发挥作用,特别是与狼疮,表明潜在的治疗干预,针对这些分子或信号通路。因为有几种蛋白质参与TLR信号,有许多药物可能用于潜在目标。一些可能性包括,但不限于,TLR拮抗剂、抑制剂的下游信号事件,自然抑制活化分子,或产生的效应分子的封锁。这里我们将讨论报告,强调这些不同类型的药物的潜在用途。
TLR拮抗剂对核酸结合的发展通常已经被证明是一个乏味的过程由于真核和noneukaryotic核酸之间的相似性。尽管如此困难,Barrat和他的同事们开发了免疫调节DNA序列(IRS)可以绑定TLR 9但抑制其活化和下游的影响。他们表明,这些抑制ODNs可以减轻炎症在多个场景。在一个实例中,老鼠注射免疫刺激性序列(iss)和D-galactosamine发展严重的炎症,几天内死亡。然而,当coinjected国税局,炎症是减少和鼠标生存延长(77年]。类似的实验与TLR 7演示了同样的效果。除了这些研究中,同一组开发了一种双TLR 7/9抑制剂。这oligodeoxynucleotide (ODN)足以抑制TLR 7和9信号和防止炎症。这些国税局序列也表明抑制干扰素的生产由人类血浆树突细胞(pDC),表明这些抑制剂在人类细胞的有效性78年]。因为抑制TLR的有效性函数,Barrat等人研究的能力ODNs治疗lupus-prone小鼠模型。几项研究干扰素-之前建立一个潜在的作用在自身免疫的发展(NZB×NZW) F1小鼠(79年,80年]。自干扰素-似乎发挥核心作用在人类系统性红斑狼疮(81年),这一毒株被选为理想模型,国税局的应用。国税局每周注射两次(NZB×NZW) F1小鼠导致减少轶事,在九个月减少肾小球肾炎,治疗小鼠中增加存活率比未经处理的控制(82年]。
除了研究Barrat,其他两组其他抑制ODNs瞄准TLR信号用于自身免疫。ODNs由东等人被注入(NZB×NZW) F1老鼠随后分析肾脏功能和自身抗体生产狼疮的特征。结果显示一个类似能力的抑制ODNs减少肾小球肾炎和减少自身抗体针对DNA (83年]。帕瓦尔等人使用国税局序列推广TLR 7和9抑制剂lpr / lpr老鼠和显示减少炎性细胞因子水平和自身抗体滴度,以及减少导致的组织损伤(84年]。这些实验在治疗使用抑制ODNs lupus-prone动物模型表明强烈的人类的潜在治疗红斑狼疮等自身免疫性疾病的目标通常。
其他潜在的治疗目标包括下游信号蛋白参与TLR信号级联。有很多的潜在目标干预包括MyD88 TRAF6, IRAK1和4。MyD88是通用适配器蛋白质在大多数TLR信号(85年]。因为TLR 7和9利用这种蛋白质,它是一个很好的目标减少发生在红斑狼疮的信号。两个独立的团体已经表明,抑制MyD88会损害下游激酶的磷酸化/激活(86年)和NFB活动(87年]。Bartfai和他的同事们开发了一种化学模拟三个氨基酸序列的保守BB-loop MyD88行动领域。模拟结果显示抑制MyD88和IL-1RI交互地图的烧蚀的磷酸化激酶(86年]。Loiarro等人描述类似的模仿;然而,他们雇佣一个肽序列,而不是化学模拟。抑制剂表现出类似的抑制MyD88信号表明NF受损B活动(87年]。他们还继续表明,这些肽不仅抑制MyD88二聚,但也抑制IRAK1, IRAK4的招聘88年]。MyD88的事实是一个中央中介TLR 7和9信号,这些抑制剂MyD88二聚和招聘基本激酶可能被证明是一种有效的治疗选择在狼疮废除引发的异常的TLR信号I型干扰素水平升高和持续的炎症。
另一个潜在的目标,最大限度地减少损害IRAK4 TLR信号。短暂,IRAK4激酶与MyD88 TRAF6和与下游转录因子的激活TLR信号。基于IRAK4-deficient动物模型,这种激酶已被证明是不可或缺的TLR信号(89年,90年]。因为这个想法IRAK4 TLR-dependent方式是生产所必需的效应器,进行靶向治疗。然而,IRAK4抑制剂开发迄今尚未分析效果在动物模型(91年- - - - - -94年]。
最后积极研究治疗方法我们将讨论目标的最终产品效应器TLR信号与信号级联本身。现在一个重要的目标是接受系统性红斑狼疮的特点是干扰素-。这种细胞因子水平升高在狼疮患者中发现和高水平与疾病的恶化措施活动(81年]。由于明显的致病性干扰素-的性质,开发了抑制单克隆抗体对细胞因子作为治疗系统性红斑狼疮(95年]。一个这样的药物目前在二期临床试验,表明承诺到目前为止在减轻红斑狼疮的症状96年]。在TLR TLR-related治疗红斑狼疮的目标,这种抗体针对干扰素-似乎是迄今为止最杰出的。
目前,积极研究这一主题关注消极的调节分子,激活TLR-dependent信号,但激活的一些自然抑制蛋白质,如Triad3A MyD88s, SHP-1, IRAK-M, IRAK1c, IRF4, A20 ?这些天然抑制剂的信号级联可以针对论争的药物。谢等人报道,IRAK-M-deficient小鼠注射肿瘤细胞增加CD4发展+t细胞分化和upregulation costimulatory分子和其他激活B细胞标记,与野生型相比控制,指示IRAK-M[的抑制作用97年]。尽管IRAK-M缺乏似乎积极作用癌症模型,逆可能对自身免疫性的情况。刺激生产或活动IRAK-M可以提供另一种治疗系统性红斑狼疮。同样,促进生产或活动的其他内生TLR信号传导抑制剂,Triad3A, MyD88s, SHP-1, IRAK1c, IRF4,或表达A20,可以提供额外的选择有效治疗系统性自身免疫。利用这些内源性蛋白能提供一条新途径来减少TLR-mediated炎症患者的自身免疫性疾病,与这些目标允许不同的路线降低炎性细胞因子的生产和随后的组织损伤的风险。
尽管本文提供的方法是在核酸结合的背景下,通常,拟议的TLR信号抑制策略能更多的全球行动。因为大多数通常可以通过适配器MyD88蛋白信号,通过所有这些潜在的治疗靶点可能防止信号通常除了TLR 3。前面讨论的特定的TLR 7和TLR 9抑制剂将是理想的治疗方法,以避免总抑制微生物的第一道防线;然而,随着证据揭示潜在的角色对于其他toll样受体,即TLR 2和4,在系统性红斑狼疮,更广泛的抑制可能是值得研究的一个重要方面。
5。结论
虽然通常是非常重要的病原体识别和正常的免疫功能,包括先天和适应性免疫系统的怀抱,他们也被归结诱发自身免疫的角色。各种研究从lupus-prone小鼠模型,在人类的狼疮患者,全基因组关联研究在体外研究病人细胞的核酸结合通常表示一个重要的角色的发展和严重性红斑狼疮等自身免疫性疾病。从这些研究中,我们已经了解了通常参与lupus-prone小鼠模型,该协会的多态性IRF5 IRAK1,和TNFAIP3与人类疾病,通常的upregulation系统性红斑狼疮患者。由于积累的这些数据表明狼疮TLR信号的有害作用,正在努力确定可靠的治疗方法的基础上,针对通常和他们的信号。通常抑制及其信号通路已被证明是有效的在lupus-prone小鼠模型并成功地抑制干扰素-生产由人类pDC在体外。虽然没有研究直接TLR拮抗剂在人类患者,干扰素-抑制剂,主要下游效应器TLR信号和重要的系统性红斑狼疮疾病中介,已经开发和正在进行的临床试验。单克隆抗体的治疗方法已成功用于风湿性疾病的设置有一段时间了,有可能组成一个新的武器红斑狼疮治疗的领域。虽然没有治疗红斑狼疮的新药批准多年,目前调查的目标通常和他们的下游效应器显示一些承诺和保证了较高的期望。