江 澄 林勝友 浙江省中醫(yī)院 杭州 310000
中醫(yī)藥調(diào)節(jié)免疫及抗炎作用已通過大量實驗證明,而這些作用的發(fā)揮,部分是通過影響某些信號傳遞過程及其生物學(xué)效應(yīng),進而輔助機體增強自身免疫力或者抑制某些炎癥反應(yīng)來實現(xiàn)的。近幾年,大量的研究表明,此過程可能與調(diào)控TLRS及其信號通路有關(guān)。同時也有實驗證明,TLRS與腫瘤之間又有著密切的關(guān)系,本文就中醫(yī)藥調(diào)控TLRS與腫瘤治療相關(guān)性作一探討。
Toll樣受體是廣泛存在于昆蟲、脊椎動物、植物中序列高度保守而古老的家族,與果蠅Toll蛋白同源的人類Toll樣蛋白基因及其編碼的TLRS于1997年[1]被首次發(fā)現(xiàn)。TLRS是一種重要的模式識別受體(pattern recognition receptors,PRRS),參與病原相關(guān)分子模式(microorganism-associated molecular patterns,PMAPS)。它主要識別病原微生物進化中的保守分子,主要包括脂多糖(LPS)、肽聚糖、酵母多糖以及病原體核酸等,使人們意識到天然免疫并不是簡單地發(fā)揮非特異性吞噬、清除作用,它也可以通過引起細胞因子的釋放,上調(diào)共刺激分子的表達,為適應(yīng)性免疫的啟動提供活化信號[2]。隨著研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)TLRS既能促進免疫細胞膜表面表達相關(guān)的免疫分子及免疫細胞的成熟和功能化,也能在抗病毒感染,調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答及其家族的協(xié)同作用影響免疫應(yīng)答等方面起重要的作用。
TLRS家族成員均屬I型跨膜受體蛋白,結(jié)構(gòu)分為胞外區(qū)、跨膜部分和胞質(zhì)區(qū)。胞外區(qū)包括18~31個富含亮氨酸的重復(fù)序列和半胱氨酸結(jié)構(gòu)。胞質(zhì)區(qū)大約為200個氨基酸大小,與IL-1受體的胞質(zhì)區(qū)相似,因而被稱為Toll/IL-1受體同源區(qū)(Toll/IL-1 receptor homologous region,TIR),其中包括 3個保守盒,這是TLRS向下游傳遞信號的核心元件。胞內(nèi)段的髓樣分化因子88(MyD88),作為一種重要的轉(zhuǎn)接蛋白參與TLRS介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[3]。其他的下游信號分子還包括:B轉(zhuǎn)化生長因子激活的蛋白激酶(TAK1)、IL-1相關(guān)蛋白激酶(IRAKs)、細胞核因子kB(NF-kB)、TAK1結(jié)合蛋白1和2(TAB1 和TAB2)、腫瘤壞死因子受體活化因子6(TRAF6)以及AP-1等。
目前,TLRS信號通路以TLR4的信號傳導(dǎo)途徑研究相對成熟,根據(jù)信號傳導(dǎo)是否依賴MyD88依賴性信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,分為依賴MyD88的信號傳導(dǎo)通路和非依賴MyD88的途徑[4]。
過去十年中,癌癥研究取得了巨大的進展,同時,癌癥原來所定義的基本特征(持續(xù)增長信號,逃避增長抑制,抗細胞死亡,無限的復(fù)制能力,誘導(dǎo)血管生成和組織浸潤轉(zhuǎn)移)最近被重新審視和更新,逃避免疫殺傷逐漸上升為一個新興的癌癥標(biāo)志,對這一概念適用性的認可,將越來越影響人類治療腫瘤新方法的發(fā)展[5]。腫瘤利用多種機制,幫助它們達到有利于其自身生存的免疫平衡。它們分泌免疫細胞因子(TGF-β、IL-10等)、抗凋亡分子的表達,或者下調(diào)腫瘤抗原和MHC-Ⅰ的表達[6]。
研究發(fā)現(xiàn),TLRS在小鼠和人類的多種腫瘤細胞株上表達,且并不局限于單一的TLRS,即使是同一種腫瘤,也視TLRS分型的不同而不同,TLRS是起抑制作用還是促進作用,需要進一步的研究探討[7]。
有研究表明,TLRS有促進腫瘤發(fā)展的作用,它激活后引起的下游信號傳導(dǎo)并導(dǎo)致腫瘤發(fā)生、進展、轉(zhuǎn)移,從而認為腫瘤細胞表面的TLRS被配體激活,刺激腫瘤細胞分泌過量細胞因子,這些炎癥介質(zhì)可刺激腫瘤細胞生長、血管和淋巴管生成,而且可通過調(diào)節(jié)金屬蛋白酶和整合素增強腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移。如體內(nèi)和體外的研究都顯示LPS能刺激腫瘤生長和轉(zhuǎn)移[8];Huang等[9]實驗證明,巨塊腫瘤微環(huán)境中的單核細胞李斯特菌(listeria monocytogenes,LM)通過TLR2信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促進腫瘤細胞生長。又如TLR2活化可以促進調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Tregs)發(fā)育,上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子FoxP3表達,增加抑制性細胞因子IL-10產(chǎn)生,引起抑制性免疫反應(yīng),導(dǎo)致腫瘤免疫耐受,從而抑制宿主產(chǎn)生抗腫瘤作用[10]。Tang等[11]認為TLR4激活ERK1/2、p38及NF-kB信號引發(fā)大量炎癥因子如IL-6、基質(zhì)酶及尿激酶纖溶酶促進腸癌的發(fā)展。
另一方面,也有研究表明腫瘤細胞TLR3的表達可以誘導(dǎo)腫瘤細胞的凋亡[12]。有報道證實,使用免疫佐劑加強對腫瘤細胞的識別,誘導(dǎo)機體產(chǎn)生有效抗體,激活殺傷細胞;TLRS信號通路激活后主要通過MyD88-IRAK-TRAF6-NF-kB途徑影響免疫相關(guān)基因的表達,產(chǎn)生IFN、化學(xué)因子、促炎性細胞因子以及增強抗原提呈的樹突狀細胞(dendritic cells,DCs),進而調(diào)節(jié)Th1和Th2增殖與分化,在獲得性免疫的過程中發(fā)揮抗腫瘤作用[13]。
中醫(yī)認為,疾?。ò[瘤)的過程是正邪互相斗爭的過程,治療疾病的目的就是要扶助正氣,戰(zhàn)勝病邪。從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的觀點來看,扶正和祛邪的基本作用在于改善或恢復(fù)免疫功能,增強機體抗病性的生理反應(yīng),抑制或者消除致病因子對機體的有害影響,加速毒物的排泄,促進患病組織的修復(fù)和功能的改善。已經(jīng)有大量實驗證明,中醫(yī)藥能夠輔助機體增強自身免疫力,抑制炎癥的發(fā)生。在研究探索的過程中發(fā)現(xiàn),此過程在某些方面與參與調(diào)節(jié)的TLRS及其信號通路有關(guān)。
3.1 單味藥作用 近年研究證明,單味藥對TLRS及其信號通路有干預(yù)和調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn)豬苓多糖能夠協(xié)同卡介苗啟動非特異性免疫反應(yīng),其機制和激活途徑可能是通過TLR4與CD14一起將胞外信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至胞內(nèi),從而使NF-kB迅速從胞漿移位到胞核,調(diào)節(jié)相應(yīng)的靶基因表達所致[14]。李金等[15]體外分離、培養(yǎng)健康成人外周血單個核細胞,以云芝糖肽加以干預(yù),應(yīng)用Toll樣蛋白受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因芯片檢測云芝糖肽對此信號傳導(dǎo)通路中相關(guān)基因的影響,經(jīng)篩選發(fā)現(xiàn)上調(diào)≥2倍的基因有22個,占18.8%(如γ-干擾素,干擾素-γ-誘導(dǎo)蛋白-10等)。實驗表明刺五加多糖通過TLR激活B細胞和巨噬細胞[16]。張代娟等[17]研究發(fā)現(xiàn)中藥禿毛冬青葉中有效成分青心酮在RAW264.7巨噬細胞炎癥反應(yīng)可上調(diào)TLR4 mRNA及蛋白表達,減少TNF-α分泌,從而能有效抑制炎癥反應(yīng)。黃芪甲苷和大黃素可抑制干擾素-γ(IFN-γ)誘導(dǎo)的TLR4 mRNA表達,大黃能顯著降低IFN-γ+脂多糖(LPS)所誘導(dǎo)的HT-29細胞的IL-8的產(chǎn)生,故推測大黃素抗炎細胞分子機制可能與此有關(guān)[18]。黃芪多糖(APS)是黃芪中最重要的決定其作用的有效成分,通過實驗發(fā)現(xiàn),APS可作為TLR4、NF-kB活化抑制劑,調(diào)控細胞內(nèi)的TLR4、NF-kB表達,使細胞內(nèi)信號傳導(dǎo)通路活性降低,從而減輕炎癥反應(yīng),免疫紊亂的作用,從而推測這可能是APS起活血化瘀作用的分子藥理作用機制之一[19]。
3.2 中藥復(fù)方作用 對于中藥復(fù)方的研究,由于其成分的復(fù)雜性使得研究結(jié)果不確定性大大增加,研究的數(shù)量明顯偏少。研究發(fā)現(xiàn),益氣養(yǎng)陰、涼血活血等功效的復(fù)蘇飲可明顯上調(diào)外周血單核細胞TLR4、TLR2 mRNA表達,增強機體抗感染能力[20]。趙保勝等[21]研究證實,參蘇飲含藥血清對POLY I:C刺激的TLR3及其下游通路的MyD88和TRAM有抑制作用,對LPS刺激的TLR4的病理性升高無抑制作用,但對TLR4下游通路TRAM和TRIF mRNA的表達有明顯的抑制作用。以上綜合作用引起炎癥因子TNF-α和IFN-β的降低,提示參蘇飲清熱解毒的藥效學(xué)作用可能與抑制TLR3、MyD88、TRAM等細胞因子的表達有關(guān)。黃連解毒湯能阻斷TLR4高表達,阻斷TLR4胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的髓樣分化因子88(MyD88)依賴和非依賴兩條途徑,具有TLR4mRNA拮抗劑樣作用。桑菊飲含藥血清一定劑量(7.7g/(kg/U)可明顯上調(diào)TLR4、TLR7的mRNA表達,對其余TLRS的亞型表達沒有明顯影響[22]。姜華等[23]證實益氣活血復(fù)方可阻斷TLR4高表達,同時阻斷TLR4胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的MyS88依賴性途徑,抑制下游NF-kB以及各種相關(guān)基因表達,從而減少內(nèi)皮細胞的損失以及各種炎癥反應(yīng)的發(fā)生。涼膈散對內(nèi)毒素誘導(dǎo)大鼠急性肺損傷模型的TLR4的表達起減弱作用,提示涼膈散可能通過抑制該信號通路,調(diào)節(jié)細胞因子表達,進而調(diào)控某些蛋白及炎性介質(zhì),從而減輕肺損傷[24]。
目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn),一些腫瘤細胞表面的TLRS被配體激活,可促使腫瘤細胞釋放大量炎癥因子,進而促進腫瘤的生長;而腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移同人體的免疫功能也存在著密切聯(lián)系。中醫(yī)藥既可以通過干預(yù)TLR抑制炎癥,又可通過調(diào)控MyD88-IRAKTRAF6-NF-kB這條途徑來增強機體免疫力進而發(fā)揮抗腫瘤作用。中醫(yī)藥、TLRS二者間的密切關(guān)系以及對腫瘤所具有的雙向調(diào)節(jié)作用,可以進行探索:一方面要更透徹的研究TLRS及其信號通路、中醫(yī)藥和腫瘤三者之間的關(guān)系,另一方面,可以將中醫(yī)藥在調(diào)控TLRS及其信號通路的作用運用到抗腫瘤治療過程中,為中醫(yī)藥干預(yù)腫瘤和治療腫瘤提供依據(jù),并在中醫(yī)理論的指導(dǎo)下,為治療惡性腫瘤開辟一個新的途徑。
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