Information

Vejafgiftslignende receptorer vs vejafgiftsreceptorer

Vejafgiftslignende receptorer vs vejafgiftsreceptorer



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Hvad er de største forskelle mellem dem, bortset fra et væsen i mennesker og et andet i Drosophilla?


I Drosophila, Toll-receptorer bruges under embryonal udvikling samt medfødt immunitet. Se Drosophila Toll Signaling Pathway af Valance, et. al.

Toll-lignende receptorer er mønstergenkendelsesreceptorer, der findes i andre organismer end Drosophila der genkender almindelige motiver fundet på patogener.

Toll-receptorer blev først opdaget i Drosophila, og orthologe receptorer blev derefter fundet i mange andre organismer, ikke kun mennesker. Begge vil transducere signalering og vil føre til transskription af gener.


Udviklingen af ​​det vejafgiftslignende receptorsystem

Carlos G.P. Voogdt, Jos P.M. van Putten, i The Evolution of the Immune System, 2016

2.2 Transmembrandomæne

TLR'er er indlejret i membranen via en enkelt-membranspændende region på ca. 20 aminosyrer. TLR-familiemedlemmerne, der genkender lipid- eller proteinligander, er generelt placeret på celleoverfladen, hvorimod TLR'er, der binder nukleinsyremotiver, er placeret i endosomer. Nogle TLR'er vises i en opløselig form. De opløselige TLR'er stammer fra enzymatisk spaltning af fuldlængde-receptoren (TLR2), 14 alternative splejsninger af TLR-genet (TLR4), 15 eller fra et separat gen (TLR5). 16 Både opløseligt TLR2 og TLR4 reducerer responsen af ​​deres membranbundne form og kan således fungere som lokkereceptorer, der forhindrer en overdreven respons på deres TLR-ligander. Opløselig TLR5 øger imidlertid reaktiviteten af ​​membranbundet TLR5 og kan derfor hjælpe med mikrobiel detektion. Opløselige TLR'er giver således en yderligere form for strukturel TLR-diversitet.


11.4D: Betalingslignende receptorer

Toll-lignende receptorer (TLR'er) er en klasse af proteiner, der spiller en nøglerolle i det medfødte immunsystem såvel som fordøjelsessystemet. De er enkelte, membranspændende, ikke-katalytiske receptorer, der genkender strukturelt konserverede molekyler afledt af mikrober. Når først disse mikrober har overtrådt fysiske barrierer såsom hudens eller tarmkanalens slimhinde, genkendes de af TLR'er, som aktiverer immuncelleresponser.

Figur: TLR3: Den buede leucinrige gentagelsesregion af Toll-lignende receptorer, repræsenteret her af TLR3

TLR'er er en type mønstergenkendelsesreceptor (PRR) og genkender molekyler, der i vid udstrækning deles af patogener, men som kan skelnes fra værtsmolekyler, samlet omtalt som patogenassocierede molekylære mønstre (PAMP'er). TLR'er danner sammen med Interleukin-1-receptorerne en receptor-superfamilie, kendt som &ldquoInterleukin-1 Receptor/Toll-Like Receptor Superfamily&rdquo, alle medlemmer af denne familie har et såkaldt TIR (Toll-IL-1 receptor) domæne til fælles.

På grund af specificiteten af ​​Toll-lignende receptorer (og andre medfødte immunreceptorer) kan de ikke let ændres i løbet af evolutionen, disse receptorer genkender molekyler, der konstant er forbundet med trusler (dvs. patogen eller cellestress) og er meget specifikke for disse trusler (dvs. kan ikke forveksles med selvmolekyler). Patogen-associerede molekyler, der opfylder dette krav, er normalt kritiske for patogenets funktion og kan ikke elimineres eller ændres gennem mutation, de siges at være evolutionært konserverede. Velbevarede egenskaber i patogener omfatter bakterielle celleoverflade lipopolysaccharider (LPS), lipoproteiner, lipopeptider og lipoarabinomannan proteiner såsom flagellin fra bakteriel flagella dobbeltstrenget RNA fra vira eller de umethylerede CpG øer af bakterielt og viralt DNA og visse andre RNA og DNA. For de fleste af TLR'erne er ligandgenkendelsesspecificitet nu blevet etableret ved gen-målretning (også kendt som &ldquogene knockout&rdquo): en teknik, hvorved individuelle gener kan slettes selektivt i mus. Se tabellen nedenfor for en oversigt over kendte TLR-ligander.

TLR'er menes at fungere som dimerer. Selvom de fleste TLR'er ser ud til at fungere som homodimerer, danner TLR2 heterodimerer med TLR1 eller TLR6, hvor hver dimer har en forskellig ligandspecificitet. TLR'er kan også afhænge af andre co-receptorer for fuld ligandfølsomhed, såsom i tilfælde af TLR4's genkendelse af LPS, som kræver MD-2. CD14 og LPS-bindende protein (LBP) er kendt for at lette præsentationen af ​​LPS til MD-2.

Figur: Signalvej: Signaleringsvej for Toll-lignende receptorer. Stiplede grå linjer repræsenterer ukendte associationer.

Adapterproteinerne og kinaserne, der medierer TLR-signalering, er også blevet målrettet. Derudover er tilfældig kimlinjemutagenese med ENU blevet brugt til at dechifrere TLR-signalvejene. Når de aktiveres, rekrutterer TLR'er adaptermolekyler i cytoplasmaet af celler for at udbrede et signal. Fire adaptermolekyler er kendt for at være involveret i signalering. Disse proteiner er kendt som MyD88, Tirap (også kaldet Mal), Trif og Tram.

TLR-signalering er opdelt i to adskilte signalveje, den MyD88-afhængige og TRIF-afhængige vej. Det MyD88-afhængige respons opstår ved dimerisering af TLR-receptoren og bruges af alle TLR undtagen TLR3. Dens primære effekt er aktivering af NF&kappaB. Ligandbinding og konformationsændring, der forekommer i receptoren, rekrutterer adapterproteinet MyD88, et medlem af TIR-familien. MyD88 rekrutterer derefter IRAK 4, IRAK1 og IRAK2. IRAK-kinaser phosphorylerer og aktiverer derefter proteinet TRAF6, som igen polyubiquinerer proteinet TAK1, såvel som sig selv for at lette bindingen til IKK&beta. Ved binding fosforylerer TAK1 IKK&beta, som derefter phosphorylerer I&kappaB, hvilket forårsager dets nedbrydning og tillader NF&kappaB at diffundere ind i cellekernen og aktivere transkription.

Både TRL3 og TRL4 bruger den TRIF-afhængige pathway, som udløses af henholdsvis dsRNA og LPS. For TRL3 fører dsRNA til aktivering af receptoren, der rekrutterer adapteren TRIF. TRIF aktiverer kinaserne TBK1 og RIP1, som skaber en gren i signalvejen. TRIF/TBK1-signalkomplekset phosphorylerer IRF3, hvilket tillader dets translokation til kernen og produktion af Type I-interferoner. I mellemtiden forårsager aktivering af RIP1 polyubiquineringen og aktiveringen af ​​TAK1- og NF&kappaB-transkription på samme måde som den MyD88-afhængige vej.

TLR-signalering fører i sidste ende til induktion eller undertrykkelse af gener, der orkestrerer det inflammatoriske respons. I alt aktiveres tusindvis af gener af TLR-signalering, og tilsammen udgør TLR'erne en af ​​de mest pleiotrope, men alligevel stramt regulerede gateways til genmodulering.

Toll-lignende receptorer binder og bliver aktiveret af forskellige ligander, som igen er placeret på forskellige typer organismer eller strukturer. De har også forskellige adaptere til at reagere på aktivering og er nogle gange placeret på celleoverfladen og nogle gange til interne celle rum.


Mønstergenkendelsesreceptor (PRR'er): Introduktion

For at opdage patogener som bakterier og vira er immunsystemet udstyret med receptorer kaldet mønstergenkendelsesreceptorer (PRR'er), der er specialiserede i deres anerkendelse. Disse receptorer er et nøgleelement i det medfødte immunsystem. De udtrykkes hovedsageligt af antigenpræsenterende celler såsom dendritiske celler og makrofager, men de findes også i andre immunceller og ikke-immune celler.

PRR'erne er opdelt i fire familier:

  • Toll-lignende receptorer (TLR)
  • Nukleotidbindende oligomeriseringsdomæne-lignende receptorer (NLR)
  • C-type lectinreceptorer (CLR)
  • RIG-1-lignende receptorer (RLR)

Disse receptorer er strategisk lokaliseret i cellen. Der er til stede på celleoverfladen for at genkende ekstracellulære patogener såsom bakterier eller svampe, i endosomerne, hvor de fornemmer intracellulære angribere såsom vira og endelig i cytoplasmaet.

Disse receptorer genkender bevarede molekylære strukturer af patogener. Disse motiver kaldes patogen- eller mikrobeassocierede molekylære mønstre (PAMP'er eller MAMP'er) er sædvanligvis specifikke for mikroorganismen og essentielle for dens levedygtighed. PAMP'er, der hidtil er blevet identificeret, er proteiner (f.eks. bakteriel flagellin), nukleinsyrer (f.eks. viralt ssRNA) eller glycaner (f.eks. bakteriel lipopolysaccharid (LPS)).

De fire PRR-familier adskiller sig sædvanligvis i deres ligandgenkendelse, signaltransduktion og subcellulære lokalisering (Figur). Ved aktivering inducerer de forskellige cellulære responser, herunder transkription af flere gener, som i sidste ende vil resultere i eliminering af patogenet. De samarbejder også ofte med hinanden for at sikre, at responsen er optimal. Udover deres rolle i medfødt immunitet, er nogle af disse receptorer (f.eks. NLR) også involveret i at fornemme "fare"-signaler som følge af forstyrrelser af normale cellulære processer.


Funktioner

Immunsystemet er i stand til at genkende og forårsage effektorrespons mod patogene molekyler på grund af tilstedeværelsen af ​​TLR'er.

TLR'er udtrykkes på membranerne af leukocytter, makrofager, NK-celler og også ikke-immune celler.

TLR'er inducerer ekspressionen af ​​costimulerende molekyler, der er nødvendige for aktiveringen af ​​T-celler.

TLR'er kaldes også som 'brodannende molekyler', da de er til stede på både den adaptive immunitet og medfødte immunitet.

TLR-ekspression på specialiserede APC'er er vigtig i initieringen af ​​de adaptive immunresponser, som fører til frigivelse af inflammatoriske cytokiner og costimulatoriske molekyler.

De hjælper med produktionen af ​​cytokin, dets spredning og overlevelse

De hjælper med apoptose af den inficerede celle

TLR'er genkender den virale nukleinsyre og inducerer derefter interferonproduktion i inficerede celler, som er essentielle for forsvar mod vira.


Abstrakt

Toll/Toll-lignende receptorer (TLR'er) er nøgleregulatorer af det medfødte immunsystem hos både hvirvelløse dyr og hvirveldyr. Mens pattedyr-TLR'er direkte genkender patogen-associerede molekylære mønstre, menes insekttoll-vejen primært at være aktiveret ved at binde Spätzle-cytokiner, der behandles fra inaktive prækursorer som reaktion på mikrobiel infektion. Fylogenetiske og strukturelle data genereret i denne undersøgelse understøttede tidligere resultater, der viser, at Toll9-medlemmer adskiller sig fra andre insekttolls ved at klynge sammen med pattedyrs TLR4-gruppen, som genkender lipopolysaccharid (LPS) gennem interaktion med myeloid differentiering-2 (MD-2)-lignende proteiner. Funktionelle forsøg viste, at BmToll9 fra silkemutten Bombyx mori genkendte også LPS gennem interaktion med to MD-2-lignende proteiner, tidligere navngivet BmEsr16 og BmPP, som vi refererer til i denne undersøgelse som henholdsvis BmMD-2A og BmMD-2B. En kimær BmToll9-TLR4 receptor bestående af BmToll9 ektodomænet og muse TLR4 transmembran og Toll/interleukin-1 (TIR) ​​domæner aktiverede også LPS-induceret frigivelse af inflammatoriske faktorer i murine celler, men kun i nærvær af BmMD-2A eller BmMD-2B . Samlet set indikerer vores resultater, at BmToll9 er en mønstergenkendelsesreceptor for LPS, der deler bevarede træk med pattedyrs TLR4-MD-2-LPS-vejen.


Mønstergenkendelsesreceptorer har to afgørende roller i det medfødte immunsystem: de registrerer tilstedeværelsen af ​​bakterier, vira og andre patogener, og de sender signaler til at kickstarte de passende forsvarsmekanismer mod disse mikrobielle angribere. I løbet af de sidste 15 år er afgiftslignende receptorer dukket op som en vigtig familie af mønstergenkendelsesreceptorer (Medzhitov, 2001). I alt 13 toll-lignende receptorer er blevet opdaget (herunder 10, der er funktionelle hos mennesker), hvor hver enkelt genkender de forskellige molekylære signaturer produceret af en specifik type angriber. Bakterier og svampe påvises for eksempel via komponenterne i deres cellevægge, mens vira identificeres via deres nukleinsyrer.

De afgiftslignende receptorer, der detekterer forskellige typer af patogener, er også placeret i forskellige dele af cellen og anvender forskellige signalveje til at aktivere de relevante antimikrobielle forsvarsmekanismer. hvorimod dem, der detekterer vira - såsom TLR7 og TLR9 - findes i rum kaldet endosomer. Hovedårsagen til dette er behovet for at skelne mellem angribernes molekylære signaturer og de molekyler, der findes naturligt i cellen. De forskellige polysaccharider, der udgør cellevæggene i bakterier og svampe, er ret forskellige fra alle molekyler, der er lavet af eukaryote celler, men virale nukleinsyrer ligner meget dem, der findes i celler. En strategi, der anvendes af de toll-lignende receptorer, der detekterer vira, er at forblive inaktive, indtil de spaltes af proteaser i endosomerne (Ewald et al., 2008 Park et al., 2008).

Tidligere undersøgelser har vist, at disse receptorer er afhængige af et protein kaldet UNC93B1 for at få dem fra det endoplasmatiske retikulum (hvor både receptoren og proteinet produceres) til endosomet og for at gøre dem funktionelle. Det har dog ikke været klart, om komplekset dannet af receptoren og UNC93B1 bevæger sig via Golgi-apparatet og plasmamembranen på vej til endosomet (dette kaldes den generelle sekretoriske vej Ewald et al., 2008), eller om komplekset følger en mere direkte (men mindre konventionel) vej fra det endoplasmatiske retikulum direkte til endosomet (Kim et al., 2008). Nu, i eLifeGregory Barton og kolleger ved University of California i Berkeley, inklusive Bettina Lee som førsteforfatter, rapporterer, at TLR9 (receptoren, der detekterer viralt DNA) når endosomet via en vej, der er forskellig fra den, der tages af TLR7 (receptoren, der detekterer viralt RNA), selvom begge passerer gennem Golgi (Lee et al., 2013).

Tidligere spor om, at TLR7 og TLR9 håndteres forskelligt af UNC93B1, kom fra eksperimenter, som viste, at mus, der husede en mutant form af UNC93B1, bukkede under for alvorlig autoimmun sygdom på grund af forbedret TLR7-signalering og svækkede TLR9-responser (Fukui et al., 2011). Berkeley-teamet viser nu, at UNC93B1/TLR9-komplekset rejser til celleoverfladen, hvor UNC93B1 rekrutterer et adapterprotein kendt som AP-2 for at bringe TLR9 ind i et endosom (rute 1 i figur 1). I modsætning hertil binder et andet adapterprotein, AP-4, til TLR7, når det forlader Golgi for at skabe en vesikel, der rejser direkte til endosomerne uden at gå til celleoverfladen (rute 2 i figur 1). Andre endosom-baserede receptorer (TLR3, TLR11, TLR12 og TLR13) rejser også langs den samme AP-2-uafhængige vej som TLR7, men det vides ikke, om AP-4 er påkrævet til handel med disse receptorer.

Det transmembrane protein UNC93B1 (sort fjederlignende form) associerer med forskellige toll-lignende receptorer (hestesko-lignende former) i det endoplasmatiske retikulum for at hjælpe med at indlæse dem i vesikler belagt med COPII til transport til Golgi.

TLR9 (mørkeblå) følger den sekretoriske vej (rute 1) til plasmamembranen, hvor AP-2 (gul oval) binder til UNC93B1 og transporterer TLR9/UNC93B1 komplekset til endosomet. Efter at være blevet spaltet af proteaser inde i endosomet, bliver TLR9 aktiv og er i stand til at sende signaler til at inducere inflammation, som er en del af immunresponset. AP-3 (mørk pink) kan derefter lede TLR9 til en anden type endosom, hvorfra den kan aktivere produktionen af ​​proteiner kaldet interferoner (IFN'er), som er en del af det antivirale immunrespons. TLR7 (rød) følger en anden vej (rute 2), der ikke involverer at gå til plasmamembranen, men resulterer i induktion af inflammation og produktion af interferoner. Denne vej starter med AP-4 (orange oval) binding til receptoren i Golgi og transporterer den til et endosom. Fire andre afgiftslignende receptorer - TLR3, TLR11, TLR12 og TLR13 - følger sandsynligvis også denne vej. AP: clathrin-adapterprotein COPII: kappeproteinkompleks II NF-KB: nuklear faktor-kappaB.

Når først de er inde i et endosom, spaltes TLR9 og TLR7 af proteaser. Dette giver dem mulighed for at detektere henholdsvis viralt DNA og RNA og sende signaler, der udløser inflammation, som er en vigtig del af immunresponset (Ewald et al., 2008 Park et al., 2008) og at producere interferoner, som bl.a. andre opgaver, forhindrer virus i at replikere. (Adapterproteinet AP-3 er påkrævet til produktionen af ​​interferon Sasai et al., 2010).

Det nuværende arbejde føjer til det voksende bevis på, at der er evolutionært pres for at holde udtryk og funktion af TLR7 på et lavt niveau. For det første viste Berkeley-teamet, at translation af TLR7-mRNA til protein er ineffektiv, muligvis på grund af, at TLR7-kodonbrug er meget suboptimal, og dette resulterer i niveauer af TLR7, der ofte er for lave til at blive påvist ved Western blot (Lee et al., 2013). Ydermere tyder Berkeley-arbejdet på, at sending af TLR7 til plasmamembranen kan udgøre en uacceptabel risiko for immunsystemet ved at udsætte receptoren for ekstracellulært RNA (som ikke blev produceret af virussen). Selvom TLR7 har en indbygget sikkerhedsmekanisme - den skal aktiveres af en protease, en proces, der normalt forekommer i endosomet - kan ekstracellulære proteaser også aktivere TLR7 under visse forhold.

Hvorfor skal TLR7 holdes under så streng regulering? Svaret ligger sandsynligvis i det faktum, at ukontrolleret TLR7-signalering kan forårsage autoimmune sygdomme. Genduplikation i TLR7 er tilstrækkeligt i sig selv til at generere en autoimmun sygdom, der ligner lupus (Pisitkun et al., 2006). Desuden beskytter tab af TLR7 mus mod lupus, mens tab af TLR9 forværrer sygdommen (Christensen et al., 2006). I princippet skulle signalerne sendt af TLR7 og TLR9 være meget ens, så hvorfor er nogle autoimmune sygdomme forbundet med TLR7, men ikke TLR9? Lee, Barton og kolleger kaster nyt lys over dette ved at vise, at TLR7 og TLR9 associerer med UNC93B1 på en gensidigt ekskluderende måde, hvilket tyder på, at hvert UNC93B1-molekyle interagerer med en enkelt receptor. Dette antyder den spændende mulighed for, at TLR7 og TLR9 endosomale rum kan være ret forskellige med hensyn til deres sammensætning og deres tilgængelighed til forskellige virale og endogene ligander.

Meget af forskningen i toll-lignende receptorer til dato er blevet udført på cellelinjer og celler taget fra knoglemarv og dyrket in vitro. Det næste trin er at studere disse processer i primære immunceller, især de celletyper, der er impliceret i lupus (såsom B-celler og forskellige typer dendritiske celler). De mekanismer, hvormed disse celler opdager virale nukleisyrer og sender signaler, er sandsynligvis anderledes end de mekanismer, vi allerede kender til, så der er stadig masser at gøre.


Vejafgiftslignende receptorsignaleringsvej

Toll-lignende receptorer (TLR'er) er en klasse af proteiner, der spiller en nøglerolle i medfødt immunitet. De er enkeltdomæne trans-membranreceptorer, der tilhører mønstergenkendelsesreceptorer (PRR'er), som normalt udtrykkes i sentinelceller såsom makrofager, dendritiske celler og mange andre ikke-immune celler såsom fibroblaster og epitelceller. De genkender strukturelt konserverede molekyler afledt af mikrober, som kaldes patogen-associerede molekylære mønstre (PAMP'er) eller selv-afledte molekyler afledt af beskadigede celler, omtalt som skadesassocierede molekyler mønstre (DAMP'er). PAMP'er omfatter forskellige bakterielle cellevægskomponenter såsom lipopolysaccharid (LPS), peptidoglycan (PGN) og lipopeptider, såvel som flagellin, bakterielt DNA og viralt dobbeltstrenget RNA. DAMP'er inkluderer intracellulære proteiner såsom varmechokproteiner såvel som proteinfragmenter fra den ekstracellulære matrix. PRR'er aktiverer nedstrøms signalveje, der fører til induktion af medfødte immunresponser ved at producere inflammatoriske cytokiner, type I interferon (IFN) og andre mediatorer. Disse processer udløser ikke kun øjeblikkelige værtsdefensive responser såsom inflammation, men primer og orkestrerer også antigenspecifikke adaptive immunresponser. Disse responser er essentielle for clearance af inficerende mikrober såvel som afgørende for den deraf følgende instruktion af antigenspecifikke adaptive immunresponser.

Figur 2. Det skematiske diagram af TLRs molekylære struktur.

Toll-lignende receptorfamilie

TLR-familien omfatter 10 medlemmer (TLR1-TLR10) hos mennesker og 12 (TLR1-TLR9, TLR11-TLR13) hos mus. TLR'er lokaliseres til celleoverfladen eller til intracellulære rum såsom ER, endosom og lysosom. Celleoverflade-TLR'er inkluderer TLR1, TLR2, TLR4, TLR5, TLR6 og TLR10, hvorimod intracellulære TLR'er er lokaliseret i endosomet og inkluderer TLR3, TLR7, TLR8, TLR9, TLR11, TLR12 og TLR13 (figur 1). Celleoverflade-TLR'er genkender hovedsageligt mikrobielle membrankomponenter såsom lipider, lipoproteiner og proteiner. Intracellulære TLR'er genkender nukleinsyrer afledt af bakterier og vira og genkender også selvnukleinsyrer i sygdomstilstande såsom autoimmunitet.

Funktionen af ​​Toll-lignende receptor er normalt baseret på en dimeriseringsproces af to TLR-molekyler, men ikke altid. For eksempel vil TLR-1 og TLR-2 binde sig til hinanden for at danne en lysdæmper, når de genkender PAMPs-molekyler, hovedsageligt inklusive lipoproteiner, peptidoglycaner, lipotekosyrer (LTA, Gram-), zymosan, mannan og tGPI-mucin. TLR-2 kan også danne en lysdæmper med TLR-6, ​​når de genkender de samme PAMP'er som nævnt ovenfor. TLR-4 kan genkende lipopolysaccharid (LPS, Gram+) og danne en homodimer med et andet TLR-4-molekyle. TLR-5 kan genkende bakteriel flagellin, men de danner ikke en lysdæmper. TLR-11 er funktionel i mus og genkender hovedsageligt uropatogene bakterier. TLR-3, 7, 8, 9, 13 udtrykkes på endosomoverfladen i cytoplasmaet. TLR3 genkender viralt dobbeltstrenget RNA (dsRNA), små interfererende RNA'er og selv-RNA'er afledt af beskadigede celler. TLR-7 udtrykkes overvejende i plasmacytoide DC'er (pDC'er) og genkender enkeltstrenget (ss) RNA fra vira. Det genkender også RNA fra streptokokker B-bakterier i konventionelle DC'er (cDC'er). TLR8 reagerer på viralt og bakterielt RNA. TLR-9 genkender bakterielt og viralt DNA, der er rigt på ikke-methylerede CpG-DNA-motiver. TLR13 genkender bakterielt 23S rRNA og ukendte komponenter af vesikulær stomatitisvirus.

Selvom der er så mange typer af TLR-molekyler, som genkender en bred vifte af ligander, deler alle disse TLR'er en fælles strukturel ramme i deres ekstracellulære, ligandbindende domæner. Disse domæner vedtager alle hesteskoformede strukturer bygget af leucinrige gentagelsesmotiver. Typisk ved ligandbinding danner to ekstracellulære domæner en ''m''-formet dimer, der ligger mellem ligandmolekylet, hvilket bringer de transmembrane og cytoplasmatiske domæner tæt på hinanden og udløser en nedstrøms signaleringskaskade (figur 2).

Toll-lignende receptor signalvej

1. Toll-lignende receptor signalering kaskade

Toll-lignende receptorer tillader sentinelceller såsom makrofager at detektere mikrober gennem PAMP'er såsom LPS. LPS er en komponent i bakteriel cellevæg. Mekanismen for lipopolysaccharid-genkendelse af Toll-lignende receptorer er kompleks og kræver adskillige accessoriske proteiner. Et serumprotein, LPS-bindende protein, binder LPS-monomerer og overfører det til et protein kaldet CD14. CD14 kan være opløseligt eller binde til celleoverfladen gennem et glycosylphosphatidylinositol-anker. CD 14 afgiver og indlæser LPS til det ekstracellulære domæne af Toll-lignende receptorer. TLR'er er i stand til at detektere LPS ved hjælp af et accessorisk protein kaldet MD-2. Derefter induceres homodimerisering af TLR'er, når LPS binder til komplekset af TLR-CD14-MD2. Konformationsændringen af ​​de ekstracellulære domæner initierer dimerisering af cytoplasmatisk Toll IL-1 receptor (TIR) ​​domæne. TIR-konformationsændringen giver et nyt stillads, der tillader rekruttering af adapterproteiner til at danne et post-receptor-signaleringskompleks. TIR'et indeholdende et adapterprotein myeloid differentiering primært respons protein 88 (MyD88).

MyD88 fungerer som en adapter, der forbinder TLR'er/IL-1R'er med downstream-signalmolekyler, der har DD'er. Det genkender den konformationelle ændring i TIR-domænet af TLR'erne, binder til det nye receptorkompleks og overfører signaleringen ved amino (N)-terminal dødsdomæne (DD) interaktion med IL-1R-associerede kinaser (IRAK'er). Disse resulterer i en kompleks kaskade med signaleringsopfindelser, der advarer cellen om patogeninvasion. Der er 4 IRAK'er (IRAK 1, 2, 4, M). De indeholder en N-terminal DD og et centralt serin/threonin-kinase domæne. IRAK1 og IRAK4 har iboende kinaseaktivitet, hvorimod IRAK2 og IRAK-M ikke har nogen påviselig kinaseaktivitet. IRAK4 aktiveret af MyD88, og den fortsætter med at aktivere IRAK1. IRAK1 aktiverer derefter nedstrøms TRAF6. TRAF6 er et medlem af tumor necrosis factor receptor (TNFR)-associated factor (TRAF)-familien, der medierer cytokinsignaleringsveje. Ved stimulering rekrutteres TRAF6 til receptorkomplekset og aktiveres af IRAK-1, der binder til TRAF-domænet af TRAF6. Derefter dissocierer IRAK-1/TRAF6-komplekset fra receptoren og associerer med TGF-beta-aktiveret kinase 1 (TAK1) og TAK1-bindende proteiner, TAB1 og TAB2. Komplekset af TRAF6, TAK1, TAB1 og TAB2 bevæger sig ind i cytoplasmaet, hvor det danner et stort kompleks med andre proteiner, såsom E2-ligaserne Ubc13 og Uev1A. Ubc13- og Uev1A-komplekset har vist sig at katalysere syntesen af ​​en Lys 63-bundet polyubiquitinkæde af TRAF6 og derved inducere TRAF6-medieret aktivering af TAK1 og endelig af NF-kB. Disse signalveje beskrevet ovenfor kaldes MyD88-afhængige veje, da signalet starter fra MyD88-molekylet. Der er også en anden vej kaldet MyD88-uafhængig vej, hvilken signalering ikke starter fra MyD88. I stedet starter signalet fra TRIF-protein. TRIF interagerer med TRAF6 og TRAF3.TRAF6 rekrutterer kinasen RIP-1, som igen interagerer med og aktiverer TAK1-komplekset, hvilket fører til aktivering af NF-kB og MAPK'er og induktion af inflammatoriske cytokiner. I modsætning hertil rekrutterer TRAF3 de IKK-relaterede kinaserTBK1 og IKKi sammen med NEMO til IRF3-phosphorylering og aktivering. IRF3 danner en dimer og translokerer ind i kernen fra cytoplasmaet, inducerer ekspressionen af ​​type I IFN.

TLR'er signalerer faktisk hovedsageligt gennem rekruttering af specifikke adaptermolekyler, hvilket fører til aktivering af transkriptionsfaktorerne NF-kB og IRF'er, som dikterer resultatet af medfødte immunresponser. Så denne pathway downstream-signalering er at aktivere IRFs transkriptionsfaktor, NF-kB-signalvejen og MAKP-vejen. Du kan finde flere detaljerede oplysninger om NF-kB og MAKP pathway fra:
NF-kB signalvej, P38 signalvej og MAKP signalvej.

Selvfølgelig er der en vis negativ regulering af en række molekyler gennem forskellige mekanismer for at forhindre eller afslutte de overdrevne immunresponser, der fører til skadelige konsekvenser forbundet med autoimmunitet og inflammatorisk sygdom. Aktivering af den MyD88-afhængige pathway undertrykkes af ST2825, SOCS1 og Cbl-b, og aktivering af den TRIF-afhængige pathway undertrykkes af SARM og TAG. Disse molekyler associerer med MyD88 eller TRIF for at forhindre dem i at binde til TLR'er eller nedstrøms molekyler. TRAF3-aktivering er negativt reguleret af SOCS3 og DUBA. TRAF6 er målrettet af en række hæmmende molekyler såsom A20, USP4, CYLD, TANK, TRIM38 og SHP. TAK1-aktivering hæmmes af TRIM30a og A20.

4. Forholdet til sygdomme

Da TLR er involveret i LPS-sensing, og det kan have en rolle i sepsis, er målretning af TLR'er vigtigt for behandlingen af ​​flere sygdomme. Ud over at interferere med TLR-responser til behandling af patogene infektioner, var en åbenlys klinisk anvendelse af viden opnået fra TLR-studier at bruge TLR-ligander som vaccineadjuvanser. Desuden er TLR-hæmning også blevet forsøgt i klinikken, hvis mål er at begrænse overdreven inflammation, der formentlig er drevet af overaktivering af en bestemt TLR.


KONKLUSIONER OG FREMTIDIGE RETNINGER

Resultaterne af in vitro-eksperimenter såvel som af in vivo-infektionsmodeller og fra forskellige grupper af patienter giver støtte til forestillingen om, at TLR'er er en hovedklasse af patogengenkendelsesreceptorer: de genkender PAMP'er fra de forskellige klasser af mikroorganismerne, hvilket fører til produktion af cytokiner og aktivering af de mikrobicidale mekanismer af leukocytter, de inducerer modning af DC og aktiverer dem, hvorved der dannes en bro mellem medfødt og erhvervet immunitet, og de modulerer funktionen af ​​T-regulatoriske celler. Derudover antyder indledende data om de differentielle veje induceret intracellulært af de forskellige TLR'er, såsom rekruttering af TRIF af TLR3 og TLR4, en specificitet af de signaler, der udløses af de forskellige TLR'er. Da gen-transskriptionsprofilen af ​​forskellige TLR-agonister, målt ved mikroarray-teknikker, udviser en relativt høj grad af redundans mellem forskellige TLR'er, rejser dette spørgsmålet om, hvor udvidet denne specificitet er. Endelig er et spirende undersøgelsesfelt, der ikke behandles i denne gennemgang, TLR-genkendelse af endogene ligander og disse receptorers rolle i ikke-infektiøse og autoimmune inflammatoriske processer.


Identifikation af TLR-undertype

Til subtypebestemmelse af TLR'er, der ikke er annoteret i litteraturen, analyserede vi aminosyresekvenserne af disse TLR'er for antallet af cysteinklynger i deres ektodomæne ved hjælp af LRRfinder-programmet (http://www.lrrfinder.com/lrrfinder.php). Dette program identificerer konserverede leucinrige gentagelser, leucinrige gentagne N-terminale domæner (LRRNT'er) og leucinrige gentagne C-terminale domæner (LRRCT'er) og deres aminosyrekoordinater ved hjælp af positionsspecifikke scoringsmatricer. Enkelte cysteinklynge TLR'er blev identificeret ved tilstedeværelsen af ​​kun én LRRCT. Multiple cysteinklynge TLR'er blev identificeret ved tilstedeværelsen af ​​to LRRCT'er, hvor en LRRCT afbrød den leucinrige gentagelsesregion. Konserverede LRRNT-sekvenser blev sjældent identificeret i de undersøgte TLR'er. Disse aminosyresekvenser blev derefter manuelt inspiceret for cysteinklynger i konserverede LRRCT'er.