TLR7的研究进展

李　静　戎庭军　张铭键　田野苹

TLR7的研究进展

李静戎庭军张铭键田野苹★

Toll样受体是一类最主要模式识别受体家族，由十几个成员组成。TLR7是这个家族的成员之一，以前的观点认为它主要的作用仅是识别病毒单链RNA（mRNA）介导抗病毒的天然免疫反应。随着对其研究的深入，发现TLR7不仅在抗病毒天然免疫反应方面而且在免疫缺陷病、抗肿瘤、免疫调节等领域都有不同的作用。本文就TLR7在不同领域的功能作用作一综述。

1　TLR7的组织分布及结构特点

1997年Medzhitov等［1］发现第一个与果蝇同源的人Toll样受体（TLR4），TLR7 2000年才被发现，它的基因分别定位于性别X染色体（TLR7）并含有3个外显子［2］。鼠TLR7也定位于X染色体与人高度同源，也含有3个外显子区域。人TLR7蛋白长度为1049个氨基酸，猪和鼠的蛋白长度均为1050个氨基酸，但是猪的胞外区有14 个LRR；鼠的胞外区有15个LRR［3，4］。

TLR7表达于细胞的内体-溶酶体中［5］，TLR7广泛存在于多种细胞中［4］，免疫细胞如浆细胞样树突状细胞（pDC）巨噬细胞，另外，嗜酸性粒细胞和中性粒细胞中亦有表达［6，7］。在扁桃体、脾、胎盘、骨髓、肺和淋巴结等组织中也有表达［8］。文献报道［9］在健康人和丙型肝炎病毒（HCV）感染的患者中TLR7亦表达。TLR7蛋白属于Ⅰ型跨膜蛋白。主要由胞外区、跨膜区、胞内区三部分组成。胞外区富含亮氨酸重复序列（LRR），胞内区有一个被称为Toll/IL-1受体区域（TIR），这是一个高度保守的蛋白相互作用区，与IL-1R胞内结构区有高度的同源性，也称为Toll同源结构域（TH domain），它在TLR的信号传导中发挥着重要作用［10］，胞外区主要功能是来识别相应配体。胞内区是一段高度保守序列其功能主要是与下游接头分子形成复合物，将信息传递到核内。

2　TLR7与配体及胞内信号的传导

2.1TLR7配体 TLR7不仅识别ssRNA 病毒还可识别一些合成的小分子化合物，Imiquomid（R837）是相对分子质量（Mr）为240.3的一种核苷类似物，它是研究最广泛的咪唑喹啉家族系列的化合物，主要作为TLR7/TLR8的激动剂发挥抗肿瘤的效应。Imiquomid优先的活化 TLR7，对TLR8的活化较弱［11］、Resiquimod（R848）Mr=314.4在鼠类动物中可以选择性的激活TLR7，在人类中TLR7/TLR8都可被激活。与Imiquomid相比，R848在促进细胞因子的分泌、巨噬细胞的活化、增强细胞免疫功能方面具有更大的优势［12～14］。Gardiquimod Mr =313.4是另外一种咪唑喹啉家族的衍生物，与Imiquomid相似，与人或鼠的TLR7结合诱导NF B的活化，当Gardiquimod浓度过高时（≥3μg/ml）可活化TLR8、CL097（Mr=242.3），可在较低的浓度优先活化TLR7［15～19］。还有一种TLR7的配体即loxoribine（Mr=339.3），其是一种鸟苷酸类似物的衍生物，主要介导天然免疫应答。TLR7配体主要诱导IFNa及IFN相关的细胞因子如I-TAC（CXCL11）和IP-10（CXCL10）。

2.2TLR7信号通路 TLR家族成员有共同的胞内信号传导通路［20］，但其接头蛋白不尽相同，因此信号传导通路亦不完全一致，生物效应也存在差异性。共有两条主要的信号传导通路：（1）Myd88依赖性信号通路；（2）Myd88非依赖性信号通路［21］。TLR7为依赖MyD88的信号通路。IL-1 受体相关激酶（IRAK4）肿瘤坏死因子受体相关因子6（TRAF6）、丝裂原活化的蛋白激酶（MAPKs）、核转录因子（NF-kB）和干扰素调节因子（IRFs）诱导大量炎性细胞因子或调控炎性因子的转录［22］。TLR7的信号通路需要成熟的内体溶酶体参与。

3　TLR7的生物学功能

在病原体入侵早期TLR 即能识别病原微生物，与相应的配体结合后产生信号转导的级联反应，产生效应分子，介导不同的生物学功能。

3.1TLR7介导抗病毒效应 TLR7与病毒感染细胞中的富含鸟嘌呤（G）和尿嘧啶（U）的单链RNA结合［23］，当pDC被病毒感染时，其能分泌I型干扰素（IFN-I）和一些细胞因子。I-IFN能直接干扰病毒复制或间接的增强NK细胞、B细胞和T细胞的杀伤能力，从而发挥抗病毒效应。当来源于外界的一些单链RNA（ssRNA）被TLR7识别后，经过一系列级联反应，转录因子NF-kB、IRFs 被激活引起IFN、IL1、IL6、IL12、TNF等多种炎性细胞因子分泌，从而发挥多种抗病毒效应机制［24～27］。R837和R848是TLR7特异性的配体，Hemmi等［28］研究表明这些配体可通过TLR7活化多种免疫细胞，从而发挥抗病毒作用。Martin等［29］研究结果显示呼吸道合胞病毒（RSV）刺激BALB/c小鼠后，NF-kB被活化，TLR7的表达上调，与此同时细胞因子亦被释放。RSV感染RAW264.7细胞可通过诱导TLR3及TLR7的活化，诱导激活I型干扰素的产生，从而产生抗病毒免疫反应。HCV的感染可抑制TLR7的表达，Toll样受体7的表达在慢性乙型肝炎患者的单核细胞来源的树突状细胞中亦较低。

3.2TLR7在变态反应性及免疫缺陷疾病中的功能 TLR7可识别病毒RNA，但在偶然的情况下也能被自身的RNA活化，引起自身免疫性疾病［30］。在狼疮肾小鼠模型中Toll样受体7的含量与此病的风险性直接相关［31］。系统性红斑狼疮（SLE）患者活动期TLR7 和IFN-αmRNA 表达的水平升高，两者成正相关。TLR7及IFN-α在SLE的发病的过程中可能存在一定的作用［31］，另有研究［32］表明血清TLR7在CIA模型组异常的低表达。其可能具有负调控作用可抑制RA滑膜炎发生，延缓关节病理性破坏，可有助于临床诊断，有可能成为RA治疗的潜在靶点。雾化吸入咪喹莫特可上调TLR7mRNA的表达，使IL-12表达水平升高而IL-13表达水平下降，达到防治哮喘的目的。Toll样受体7在慢性粒细胞白血病患者pDC中表达明显降低，可能是pDC 功能缺陷的主要原因，显示TLR7 可能参与慢性粒细胞白血病（CML）的发病机制有关。

3.3TLR7在抗肿瘤研究中的作用 Kanzler等［33］研究表明TLR7的激动剂能增强T细胞免疫和固有免疫诱导TLR7表达肿瘤凋亡来抗肿瘤。咪喹莫特可通过局部用药来治疗早期皮肤恶性肿瘤［34］。大量研究表明肿瘤细胞表面表达多种Toll样受体与肿瘤细胞的生长转移有关。另外，TLR7可能通过上调NF -kB的表达，从而促进食管癌（鳞癌）的形成。

3.4TLR7在免疫调节反应中的功能 天然免疫系统不仅能快速识别病原体，在某种程度上还能区分是胞内的还是胞外来源病原体Toll样受体家族识别感染介导天然免疫反应，胞外的病原体可被位于细胞表面的Toll样受体所识别从而产生一些促炎性因子如TNF-α、IL-12［30］，TLR能够识别多种非特异性、保守的微生物组分以及相应的内源性配体，不仅在天然免疫中发挥着重要作用同时在很大程度上参与特异性免疫的启动和调控，从而影响免疫应答的强度、类型、免疫记忆的形成与维持等。

3.5TLR7可以介导凋亡 有研究显示［35］，在中枢神经系统中（CNS）TLR7介导神经细胞的凋亡。

4　小结与展望

综上所述，TLR7作为TLRs家族的一个重要成员，通过识别病毒单链 RNA介导抗病毒免疫应答，在自身免疫性疾病中亦扮演着重要的角色，在一些肿瘤的发生中也有一定的作用，这些均提示TLR7可能成为今后治疗病毒感染性疾病、自身免疫性疾病和肿瘤的分子靶点。但是对TLR7研究还存在一些问题，如TLR7与TLR8高度同源，如何将两者具体的区分出来，另外TLR7在抗肿瘤、自身免疫缺陷性疾病及免疫调节当中具体的调节机制如何等，值得我们进一步去探讨。

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国家自然科学基金（81072488）

200003 第二军医大学免疫研究所（田野苹 李静）

200433 上海长海医院临床实验中心（戎庭军）

125100 沈阳军区兴城疗养院（张铭健）