Toll樣受體與白癜風(fēng)的研究進(jìn)展

吳秀娟，王曉朋，普雄明，康曉靜

近年研究發(fā)現(xiàn)，白癜風(fēng)是一種黑素細(xì)胞減少或缺失的自身免疫性皮膚病，主要包括先天免疫和適應(yīng)性免疫[1,2]，而確切的病因及詳細(xì)的發(fā)病機(jī)制尚未明確，治療相對(duì)困難。Toll樣受體（Toll-like receptors，TLRs）是一種連接先天免疫和適應(yīng)性免疫重要橋梁的I型跨膜受體，隨著TLRs與白癜風(fēng)關(guān)系研究的逐年增多，發(fā)現(xiàn)TLR2、TLR3、TLR4、TLR7、TLR9、TLR10與白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制相關(guān)。如黑素細(xì)胞表達(dá)TLR3可識(shí)別內(nèi)外源性病毒雙鏈RNA（double-stranded RNA，dsRNA）和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，參與白癜風(fēng)自身免疫反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展[3]。TLR4在黑素細(xì)胞可識(shí)別內(nèi)源性熱休克蛋白并引發(fā)自身免疫疾病[3]。TLR7的激活可觸發(fā)細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致黑素細(xì)胞損失，誘導(dǎo)白癜風(fēng)的產(chǎn)生[4]。TLR10基因多態(tài)性與男性、皮損面積＜10%、K?bner陽性、遲發(fā)型、穩(wěn)定期白癜風(fēng)易感性相關(guān)[5]。本文就TLRs的結(jié)構(gòu)與配體、信號(hào)傳導(dǎo)途徑、以及其與白癜風(fēng)的相關(guān)性作一綜述。

1 Toll樣受體、結(jié)構(gòu)及其配體

TLRs是一類高度保守的糖蛋白受體，通過識(shí)別病原微生物及內(nèi)源性配體，激活并觸發(fā)一系列復(fù)雜信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致免疫反應(yīng)的產(chǎn)生。主要由胞外區(qū)、跨膜區(qū)、胞內(nèi)區(qū)結(jié)構(gòu)域構(gòu)成。在哺乳動(dòng)物中，目前已經(jīng)確定了11個(gè)TLRs亞型[6]，與白癜風(fēng)相關(guān)的主要亞型包括TLR2、TLR3、TLR4、TLR7、TLR9；不同TLRs識(shí)別不同的配體。如TLR2主要識(shí)別脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）、肽聚糖、細(xì)菌及病毒等，并與TLR1、TLR6甚至可能與TLR10組成異源二聚體發(fā)揮功能性作用。TLR4是識(shí)別內(nèi)毒素、脂多糖、熱休克蛋白的受體；病毒單鏈RNA（single strand RNA，ssRNA）、核糖核蛋白抗原與自身抗體結(jié)合的免疫復(fù)合物是TLR7有效的激動(dòng)劑。

2 Toll樣受體的信號(hào)傳導(dǎo)途徑

TLRs主要通過髓樣分化因子88（myeloid differentiation primary-response protein 88，MyD88）依賴途徑和MyD88非依賴途徑進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)。除TLR3以外，其余TLRs均通過MyD88依賴途徑進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)。TLRs募集接頭蛋白MyD88激活白細(xì)胞介素受體激酶-4（interleukin-1 receptor-associated kinase 4，IRAK-4），激活的IRAK-4使IRAK-1磷酸化，然后與腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子-6（tumor necrosis factor receptor-associated factor -6，TRAF-6）相互作用，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子核因子κB（nuclear factor kapppaB，NF-κB）、干擾素調(diào)節(jié)因子-5（interferon regulator factor-5，IRF-5）和激活蛋白 -1（activator protein-1，AP-1）的活化。TLR3和TLR4通過MyD88非依賴途徑進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)，募集并激活干擾素（IFN）-β的包含TIR結(jié)構(gòu)域的接頭蛋白（TIR-domain containingadaptor proteininducing IFN-beta，TRIF），導(dǎo)致 IRF-3/7、NF-kB 的活化。最后，這些轉(zhuǎn)錄受體觸發(fā)炎癥反應(yīng)，如炎性細(xì)胞因子和Ⅰ型IFN的釋放。

3 TLRs與白癜風(fēng)的關(guān)系研究

白癜風(fēng)組織病理學(xué)研究顯示，白癜風(fēng)皮損表皮黑素細(xì)胞活性的選擇性失活。早期的觀察報(bào)道在白癜風(fēng)患者白斑皮損T淋巴細(xì)胞浸潤，特異性抗原細(xì)胞介導(dǎo)破壞白癜風(fēng)中黑素細(xì)胞，并且該處黑素細(xì)胞缺如，提示T淋巴細(xì)胞可能發(fā)揮重要作用。T淋巴細(xì)胞在胸腺分化后產(chǎn)生不同潛能的CD4+和CD8+淋巴細(xì)胞，其CD4+淋巴細(xì)胞在不同的細(xì)胞因子和條件微環(huán)境下可進(jìn)一步分化為具有不同潛能的CD4+T輔助（T helper，Th）細(xì)胞和CD4+調(diào)節(jié)T細(xì)胞（regulate T，Treg）。Th細(xì)胞可分為 Th1、Th2和 Th17。近來，Imanishi等[7]對(duì)TLR在Th1和Th2細(xì)胞中的表達(dá)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在缺少T淋巴細(xì)胞受體刺激條件下，TLR2激動(dòng)劑能夠直接介導(dǎo)Th1細(xì)胞的激活并促進(jìn)Th1細(xì)胞的增殖和存活。同時(shí)，TLRs參與T淋巴細(xì)胞發(fā)展和分化，TLRs通過抗原提呈細(xì)胞刺激T淋巴細(xì)胞引起免疫反應(yīng)，且不同TLRs活化引起T淋巴細(xì)胞的激活在不同的T淋巴細(xì)胞亞群的結(jié)果不同[8]。目前研究表明，皮膚外傷、精神壓力、內(nèi)源性神經(jīng)因素失衡、代謝產(chǎn)物和激素水平可以協(xié)同或是獨(dú)立誘導(dǎo)黑素細(xì)胞的消失[9]；在誘導(dǎo)白癜風(fēng)的階段，這些因素可以引起黑素細(xì)胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)，分泌熱休克蛋白70和黑素細(xì)胞抗原[10]。在免疫激活階段，這些危險(xiǎn)信號(hào)增強(qiáng)樹突狀細(xì)胞的抗原提呈功能，隨后激活細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，對(duì)抗自身黑素細(xì)胞抗原，破壞黑素細(xì)胞[11]。即黑素細(xì)胞不僅在白癜風(fēng)中產(chǎn)生自身抗體導(dǎo)致皮膚產(chǎn)生白斑，且發(fā)揮免疫活性參與白癜風(fēng)自身免疫的發(fā)生和發(fā)展。

3.1 TLR7、TLR9與白癜風(fēng)

人TLR7由1 049個(gè)氨基殘基的肽鏈編碼，識(shí)別病原體配體咪喹莫特激活MyD88依賴性的瀑布反應(yīng)，導(dǎo)致腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-1、6、12以及IFN-α等釋放，刺激先天免疫和細(xì)胞介導(dǎo)的獲得性免疫反應(yīng)。近年研究發(fā)現(xiàn)，咪喹莫特是一種免疫調(diào)節(jié)劑，臨床上常用于外生殖器部位疣及基底細(xì)胞癌等疾病治療，同時(shí)可引起局部色素脫失，誘導(dǎo)白癜風(fēng)的發(fā)生[12,13]。咪喹莫特與細(xì)胞表面受體 TLR7結(jié)合刺激天然淋巴細(xì)胞（Th0）再生及向Th1淋巴細(xì)胞分化，增加促炎癥細(xì)胞因子IFN-α、TNF-α和 IL-12釋放，同時(shí)誘導(dǎo)朗格漢斯細(xì)胞遷移至淋巴結(jié)而增強(qiáng)對(duì)T淋巴細(xì)胞的抗原提呈，引起皮損周圍 CD4+T 淋巴細(xì)胞和 CD8+T 淋巴細(xì)胞浸潤[4,14]，通過降低小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子（microphthalmia-associated ranscription factor，MITF)的活性導(dǎo)致黑素細(xì)胞凋亡[4]，從而引起白癜風(fēng)。2015年，Traks等[5]研究愛沙尼亞人群139例白癜風(fēng)患者和307名對(duì)照組健康者，對(duì)TLR1-8和TLR10中的30個(gè)單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）進(jìn)行遺傳關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)TLR7SNP179020與白癜風(fēng)的易感性最相關(guān)。

TLR9和TLR7具有高度同源性，均表達(dá)于黑素細(xì)胞表面，通過識(shí)別病毒和細(xì)菌的核酸引起自身免疫反應(yīng)。已有研究發(fā)現(xiàn)，體外黑素細(xì)胞中TLR7、TLR9被激活后，可產(chǎn)生釋放細(xì)胞因子IL-6和IL-8，激活趨化因子（chemokines，CCL2，CCL3，CCL5）mRNA，上調(diào)磷酸化的NF-κB的抑制蛋白，然后促進(jìn)NF-κBp65轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核[3]，參與白癜風(fēng)的發(fā)病過程，但確切發(fā)病機(jī)制仍不清楚。TLR9識(shí)別細(xì)菌和病毒DNA中的未甲基胞嘧啶鳥嘌呤基序（cytosinephosphate-guanosine，CpG）為核心的寡聚脫氧核苷酸（oligodeoxynucleotides，ODN）或人工合成的寡脫氧核糖核酸（CpG-ODN）。Sun等[15]對(duì)體外人源性永生化（PIG1系）的黑素細(xì)胞進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，ODN2006降低黑素細(xì)胞的活力并促進(jìn)黑素細(xì)胞分泌炎癥遞質(zhì)（TNF-a，IL-6，IL-8），此外，ODN2006增強(qiáng)紫外線（ultravioletradiationb，UVB）誘導(dǎo)黑素生成及NF-kB的激活，其可被TLR9特異性抑制劑吡咯烷二硫代氨甲酸（pyrrolidine dithiocarbamate，PDTC）或TANK鏈接激酶（TANK-binding kinase 1，TBK1）抑制劑BX795阻止，即TLR9通過NF-kB激活調(diào)控黑素生成，提示TLR9在微生物誘導(dǎo)黑素生成中發(fā)揮重要作用。唐亞平等[16,17]通過對(duì)白癜風(fēng)患者外周血單核細(xì)胞（peripheral blood monouclear cells，PBMC）進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)TLR7、TLR9 mRNA及其傳導(dǎo)通路中下游的關(guān)鍵信號(hào)分子NF-κB表達(dá)升高，推測(cè)TLR7、TLR9參與白癜風(fēng)的發(fā)病。

3.2 TLR3與白癜風(fēng)

近年研究顯示，TLR3可識(shí)別配體poly(I:C)（人工合成雙鏈RNA：dsRNA）誘導(dǎo)黑素細(xì)胞凋亡[18]；于寧等[19]在體外培養(yǎng)的黑素細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，TLR3可被特異性配體dsRNA誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)，促進(jìn)趨化因子 CCL2、CCL3、CCL5、IFN-β、TNF-α 和 炎 性 因子IL-8和IL-6的表達(dá)和分泌，從而誘導(dǎo)黑素細(xì)胞凋亡[19,20]。同時(shí)，Yu等[18]通過研究顯示，僅細(xì)胞內(nèi)poly(I:C)顯著誘導(dǎo)黑素細(xì)胞凋亡。此外，于寧等[21]通過體外培養(yǎng)人表皮黑素細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，TLR3激活可顯著提高黑素細(xì)胞內(nèi)氧簇水平。細(xì)胞內(nèi)過氧化應(yīng)激在黑素細(xì)胞破壞中發(fā)揮重要作用，但目前確切誘因尚不清楚[22]。TLR3受體通過MyD88非依賴途徑激活NF-kB信號(hào)通路，但dsRNA對(duì)黑素細(xì)胞的促凋亡效應(yīng)不依賴于NF-kB的活化，依賴于IFN-β的自分泌，dsRNA對(duì)黑素細(xì)胞的促凋亡效應(yīng)和IFN-β的分泌受到p38和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular signal regulated kinase，ERK1/2）通路的調(diào)控[18-20]?？傊?，以上結(jié)果表明病毒dsRNA刺激人黑素細(xì)胞上TLR3和通過IFN-β的自分泌觸發(fā)細(xì)胞凋亡[18,19]。

3.3 TLR2、TLR4與白癜風(fēng)

TLR4是識(shí)別LPS的主要受體，與受體髓系分子抗原（recipient myeloid molecular antigen，MD2）和富亮氨酸序列（leucine-rich repeat，LRR）結(jié)構(gòu)蛋白CD14兩個(gè)輔助受體，共同構(gòu)成1個(gè)三聚體復(fù)合物。Ahn等[23]研究發(fā)現(xiàn)TLR4、TLR4的適配器CD14分子和MyD88組成性表達(dá)于黑素細(xì)胞，LPS抑制黑素細(xì)胞增殖和分泌黑素，同時(shí)，LPS可誘導(dǎo)一氧化碳阻止微生物吸附于黑素細(xì)胞外基質(zhì)導(dǎo)致黑素細(xì)胞自身代謝紊亂，引起皮膚色素脫失這一過程，從而導(dǎo)致LPS誘導(dǎo)黑素細(xì)胞上TLR4和MyD88的表達(dá)上調(diào)和NF-κB快速核轉(zhuǎn)位，即TLR4在對(duì)微生物誘導(dǎo)黑素生成中起重要作用。此外，Park等[24]對(duì)土耳其人群的100名白癜風(fēng)患者和100名健康者的TLR2和TLR4 SNP進(jìn)行研究，結(jié)果顯示TLR2 Arg753Gln 和TLR4 Asp299Gly基因多態(tài)性分布存在差異，且TLR4 SNP與女性、面積≥10%、家族性白癜風(fēng)易感性相關(guān)[5]，即TLR2和TLR4基因多態(tài)性與白癜風(fēng)發(fā)病密切相關(guān)。

熱休克蛋白（heatshockprotein，HSP）是蛋白質(zhì)折疊的分子伴侶，通過誘導(dǎo)細(xì)胞應(yīng)激和未折疊蛋白反應(yīng)提高蛋白質(zhì)折疊，同時(shí)激活TLR2、TLR4和其他模式識(shí)別受體[25]。誘導(dǎo)型HSP70i的功能為幫助新合成蛋白正確折疊，降低應(yīng)激狀態(tài)下的細(xì)胞凋亡。但分泌至胞外的HSP70i會(huì)作為佐劑激活樹突狀細(xì)胞，促進(jìn)針對(duì)所結(jié)合肽段的免疫反應(yīng)。HSP70i可以誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞分泌成熟型細(xì)胞因子及激活T淋巴細(xì)胞的交叉免疫。Issa等[26]通過比較氧化劑對(duì)苯二酚苯甲醚（monobenzyl ether of hydroquinone，MBEH）處理后的正常人及白癜風(fēng)患者來源的黑素細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)來自白癜風(fēng)患者的黑素細(xì)胞用MBEH處理后分泌更多的HSP70i；與之相對(duì)應(yīng)的是白癜風(fēng)皮損區(qū)HSP70i表達(dá)異常升高。反之，利用突變HSP70i阻斷其功能則顯著抑制白癜風(fēng)小鼠模型中皮損周圍的T淋巴細(xì)胞浸潤，并促進(jìn)復(fù)色[27]。

4 展望

綜上所述，TLRs在白癜風(fēng)的發(fā)生發(fā)展中起重要作用，可通過免疫介導(dǎo)破壞黑素細(xì)胞參與白癜風(fēng)的發(fā)生發(fā)展；這將為白癜風(fēng)的治療提供了新的突破點(diǎn)，但目前對(duì)于TLRs如何影響白癜風(fēng)的發(fā)病進(jìn)展尚不成熟，仍有許多問題需要解決：①如何確定白癜風(fēng)與TLRs相互作用，以及這些TLRs與其配體的具體作用機(jī)制及其信號(hào)傳導(dǎo)通路的調(diào)控機(jī)制；②引發(fā)白癜風(fēng)免疫的TLRs之間是否相互影響；③怎樣通過控制TLRs阻礙白癜風(fēng)的發(fā)生發(fā)展?；卮疬@些問題將有助于深入了解白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制，為白癜風(fēng)的預(yù)防、診斷及治療尋找新的方法和途徑。