李肖然綜述，魯曉擘審校

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院感染科，新疆烏魯木齊 830054)

·綜述·

TLR4在KSHV感染的卡波西肉瘤中表達(dá)的研究進(jìn)展

李肖然綜述，魯曉擘審校

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院感染科，新疆烏魯木齊 830054)

TLR4(Toll-like receptor 4)是Toll樣受體的一個(gè)重要的組成成員，是革蘭氏陰性細(xì)胞壁成份脂多糖(LPS)的識(shí)別受體?；罨疶LR4將誘導(dǎo)產(chǎn)生一系列炎癥介質(zhì)，包括細(xì)胞因子、趨化因子等從而產(chǎn)生強(qiáng)有力的炎癥反應(yīng)，TLR4在抗細(xì)菌，抗病毒的炎癥反應(yīng)中，以及在應(yīng)激狀態(tài)下均發(fā)揮重要作用。TLR4在KSHV(Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus，卡波西肉瘤相關(guān)皰疹病毒)感染的卡波西肉瘤中也有表達(dá)，本文就TLR4在KSHV感染的卡波西肉瘤中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制及研究進(jìn)展做一綜述。

TOLL樣受體4；卡波西肉瘤；卡波西肉瘤相關(guān)皰疹病毒

卡波西氏肉瘤皰疹病毒(KSHV)是卡波西肉瘤發(fā)病的病原學(xué)基礎(chǔ)，TLR4在KSHV感染的卡波西肉瘤中的表達(dá)作用是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)，有研究發(fā)現(xiàn)KSHV感染人的內(nèi)皮細(xì)胞后抑制了TLR4的表達(dá)，而激活TOLL樣受體4則是一種保護(hù)機(jī)制。在KSHV感染的內(nèi)皮細(xì)胞中，TLR4在mRNA水平及蛋白水平顯著下調(diào)，KSHV感染的內(nèi)皮細(xì)胞中TOLL樣受體，TLR2上調(diào)，TLR3、TLR4下調(diào)，TLR9未見(jiàn)明顯變化。KSHV更容易感染具有TLR4的基因多態(tài)性的細(xì)胞。在KSHV感染的細(xì)胞中，vGPCR和vIRF1有助于TLR4的下調(diào)，TLR4在KLEC的表達(dá)受ERK信號(hào)通路的激活調(diào)控，TLR4下調(diào)機(jī)制與兩種病毒蛋白有關(guān)，KSHV編碼G蛋白耦聯(lián)受體(vGPCR)和病毒(vIRF1、IRF-1)部分抑制TLR4的表達(dá)。KSHV-TRIF的增高引起TLR4下調(diào)。

1 卡波西肉瘤及TLR4研究進(jìn)展

1.1 卡波西肉瘤的表現(xiàn)及研究進(jìn)展卡波西肉瘤是kaposi肉瘤(Kaposi's sarcoma，KS)是匈牙利皮膚學(xué)家Moritz Kaposi1872年首次發(fā)現(xiàn)的一種罕見(jiàn)的腫瘤性疾病，表現(xiàn)為皮膚表面、黏膜、內(nèi)臟尤其是肺和膽道系統(tǒng)的單個(gè)或多個(gè)結(jié)節(jié)，呈暗紅色或紫色，伴不明原因發(fā)熱、夜間盜汗、短期體重下降，大于10%，以及持續(xù)腹瀉超過(guò)兩周等。一直被認(rèn)為發(fā)生在HIV陽(yáng)性患者CD4+較低和高病毒載量的患者中，約1/3為艾滋病患者合并并發(fā)癥的首發(fā)表現(xiàn)[1]。隨著中國(guó)HIV疾病的流行，HIV-KS也日益增多，1994年Chang等首次從KS患者正常皮膚及病損組織中同時(shí)發(fā)現(xiàn)了KSHV，提出KS與KSHV感染有關(guān)，現(xiàn)有的大量研究表明，KSHV是KS發(fā)病的病原學(xué)基礎(chǔ)。

1.2 TOLL樣受體4的作用TOLL樣受體(TLRs)是一類(lèi)病原分子識(shí)別受體，共有11個(gè)成員屬于I型跨膜蛋白，分布廣泛，外周血白細(xì)胞中表達(dá)水平最高，在識(shí)別病原體和宿主的天然免疫反應(yīng)是至關(guān)重要的[2]。而TOLL樣受體4(TLR4)已經(jīng)被證實(shí)在KSHV天然免疫中起很大的作用[3]，最初研究發(fā)現(xiàn)，TLR4是革蘭氏陰性細(xì)胞壁成份脂多糖(LPS)的識(shí)別受體。TLR4表達(dá)于許多的免疫和非免疫細(xì)胞，在神經(jīng)系統(tǒng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞也有所表達(dá)[4]?；罨疶LR4將誘導(dǎo)產(chǎn)生一系列炎癥介質(zhì)，包括細(xì)胞因子、趨化因子等從而產(chǎn)生強(qiáng)有力的炎癥反應(yīng)，TLR4在抗細(xì)菌、抗病毒的炎癥反應(yīng)中，以及在應(yīng)激狀態(tài)下均發(fā)揮重要作用。

2 HSHV與TLR4相互作用機(jī)制

2.1 KSHV感染的內(nèi)皮細(xì)胞與TOLL樣受體的關(guān)系有研究[5]采用基因表達(dá)微陣列的方法發(fā)現(xiàn)KLEC (KSHV-infected LEC)免疫轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中，TLR2被上調(diào)，TLR3、TLR4被下調(diào)，而在LEC(Human lymphatic endothelial cells人類(lèi)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞)中，TLR3mRNA的水平很低，這表明TLR3在LEC中未顯著表達(dá)，因此考慮在感染后，TLR4在KLEC表達(dá)是下降的，TLR4作為L(zhǎng)PS的功能性受體,在結(jié)構(gòu)相似的可溶性CD14(sCD14)、皮膚微血管、臍靜脈、淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)存在[6]。TLR4通過(guò)上調(diào)ICAM-1在LPS的表達(dá)和功能，用qPCR方法驗(yàn)證，感染KSHV后TLR4mRNA水平下調(diào)。然而TLR9識(shí)別病毒DNA，在被KSHV感染LEC中不受影響[7-8]。TLR4活化包括磷酸化、泛素化、降解IRAK1[9]，TLR4活化后可誘導(dǎo)靶基因的轉(zhuǎn)錄，介導(dǎo)早期的天然免疫反應(yīng)，在評(píng)估KSHV感染內(nèi)皮細(xì)胞后TLR4下調(diào)的功能相關(guān)性后，在LEC中，觀察到LPS刺激IRAK1磷酸化5～10 min的過(guò)程中，IRAK1蛋白隨之被降解。在LPS刺激后，IRAK活化明顯受損，同樣，在LPS刺激后，KLEC中，TNF-α轉(zhuǎn)錄、誘導(dǎo)和分泌明顯減少。

2.2 KSHV對(duì)TLR4介導(dǎo)的天然免疫的回應(yīng)TLR4參與的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有三種：①M(fèi)YD88依賴(lài)性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；②MYD88非依賴(lài)性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；③PI3K-AKT信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[10]。盡管KSHV不感染小鼠的功能性T淋巴細(xì)胞，注入的NOD/SCID小鼠的巨噬細(xì)胞是一個(gè)體內(nèi)的病毒的靶細(xì)胞，有文獻(xiàn)報(bào)道；首次在缺乏TLR4的小鼠感染模型和野生型小鼠之間證明TLR4在KSHV感染腹膜巨噬細(xì)胞中的作用，KSHV感染的TOLL樣受體基因敲除的小鼠的巨噬細(xì)胞與野生型對(duì)照有一個(gè)2～3倍病毒基因的表達(dá)差異[11]。小鼠和人類(lèi)的TLR4基因活化有差異[12]，KSHV感染被認(rèn)為有物種的差異，TLR4在人的LEC在原發(fā)感染的天然免疫中的作用與在被敲除TLR4的小鼠的巨噬細(xì)胞中得到的數(shù)據(jù)類(lèi)似，感染的人類(lèi)LEC后siRNA介導(dǎo)TLR4不表達(dá)，導(dǎo)致較高的病毒的基因表達(dá)，這種現(xiàn)象與在KSHV感染后LEC與天然免疫siRNA介導(dǎo)TLR4不表達(dá)有關(guān)、也與TNF-α、 IL1β、IL-6、IFN-β受損有關(guān)。總之，這些結(jié)果表明，TOLL樣受體4有助于KSHV感染的天然免疫反應(yīng)，這種抗病毒活性可能是由病毒包膜糖蛋白被TLR4激活的結(jié)果，當(dāng)LEC暴露到紫外線滅活的KSHV中也導(dǎo)致了TLR4依賴(lài)性誘導(dǎo)的TNF-α、IL1β、IL-6、IFN-β的表達(dá)減少。

2.3 TLR4的基因多態(tài)性在KSHV感染患者中的作用TLR4單核苷酸多態(tài)性與TLR4活性下降有關(guān)，可導(dǎo)致在體外和體內(nèi)KSHV病毒載量較高，從而影響了KSHV相關(guān)腫瘤發(fā)展[13]，在比較了KSHV感染人的LEC攜帶一個(gè)雜合的TLR4(Asp299Gly)及野生型的TLR4基因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，野生型較突變型的表達(dá)TLR4較高[14]。而在TLR4的mRNA水平未表現(xiàn)顯著性差異(同TLR9)，為了確定在野生型和突變型TLR4活性，觀察它們受LPS刺激后的反應(yīng)，與之前的結(jié)果相同，刺激突變體的LEC中的TLR4，導(dǎo)致炎性細(xì)胞因子的轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)顯著高于野生型LEC中的TLR4，值得注意的是，與炎癥基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)相反，證明，在LPS刺激時(shí)，LEC-TLR4-a/g(突變型)產(chǎn)生較少的IFN-b。推測(cè)TLR4介導(dǎo)的反應(yīng)：受損的干擾素和增強(qiáng)的炎癥組合可以使突變細(xì)胞易受KSHV感染。事實(shí)上，KSHV感染雜合的TLR4比起純合的TLR4更有效。上述結(jié)果表明，細(xì)胞TLR4 SNP更易被KSHV感染，提示功能性的TLR4可保護(hù)細(xì)胞免受KSHV的感染，感染個(gè)體更易患MCD(Multicentric Castleman's disease)[15]。鑒于TLR在免疫系統(tǒng)中的重要作用，其基因突變能降低機(jī)體對(duì)各種病原微生物的免疫應(yīng)答，F(xiàn)erwerda等[13]選取了兩個(gè)經(jīng)常突變的TLR4位點(diǎn)，在109例HIV感染患者中，在這一組中，43例診斷為KSHV相關(guān)腫瘤(23例KS，9例KS+MCD，11例MCD)66例HIV感染者但無(wú)KSHV相關(guān)腫瘤，Asp299Gly和Ile399Thr突變率為12.8%和4.6%，觀察到Asp299Gly SNP在MCD與無(wú)KSHV感染的腫瘤和只有KS患者之間，有較高的出現(xiàn)頻率。因此有數(shù)據(jù)證明，HIV感染患者Asp299Gly SNP與TLR4未突變者相比更有可能得MCD(有或無(wú)KS)。此外還能證明MCD與高KSHV病毒載量相關(guān)[16]。這些發(fā)現(xiàn)可以推斷，在體外，KSHV感染與TLR4多態(tài)性有關(guān)。

2.4 在KSHV感染的細(xì)胞中，vGPCR和vIRF1有助于TLR4的下調(diào)在KSHV感染后，在TOLL介導(dǎo)的天然免疫中，TLR4顯著下調(diào)，據(jù)Gregory等[17]的報(bào)道，TLR4下調(diào)具體機(jī)制與兩種病毒蛋白有關(guān)，KSHV編碼G蛋白耦聯(lián)受體(vGPCR)和病毒(vIRF1、IRF-1)部分抑制TLR4的表達(dá)。KSHV編碼vIRF1已經(jīng)被證明是抑制IRF介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄分子[18]，而人類(lèi)的TLR4的表達(dá)是由干擾素結(jié)合蛋白的調(diào)節(jié)[19]，IRF與vIRF1具有高的序列相似性，vIRF1的N末端區(qū)有IFN DNA結(jié)合模序的類(lèi)似位點(diǎn)，KSHV的結(jié)構(gòu)蛋白及vGPCR激活ERK，磷酸化的ERK作用于TLR4啟動(dòng)子上保守的ETS結(jié)合位點(diǎn)，降低TLR4mRNA水平，從而下調(diào)TLR4的表達(dá)。vIRF1可以阻斷介導(dǎo)TOLL樣受體介導(dǎo)的IFN，每個(gè)vIRF1有獨(dú)特的功能和機(jī)制阻止干擾素抗病毒反應(yīng)[20]。

2.5 在KSHV感染的細(xì)胞中，ERK/MAPK通路中的作用RTA為KSHV的病毒復(fù)制與轉(zhuǎn)錄激活因子，有關(guān)RTA激活的分子機(jī)制研究提示多條細(xì)胞信號(hào)通路參與了其激活：(1)RAF/MEK/ERK/ETS-1信號(hào)通路參與了RTA的激活。事實(shí)上，RTA、MTA和K-bZIP各啟動(dòng)子區(qū)域均含有AP-1蛋白特異結(jié)合序列，而AP-1存在于細(xì)胞核中，是該信號(hào)通路的下游效應(yīng)分子，直接作用于病毒裂解期基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)。(2)MEK/ERK/JNK/P38 MAPK信號(hào)路活化能夠激活TPA-誘導(dǎo)的KSHV重激活。據(jù)報(bào)道，ERK激活與vGPCR或KSHV結(jié)構(gòu)蛋白的活性有關(guān)，如K8.1或糖蛋白B[21]，在內(nèi)皮細(xì)胞TLR4表達(dá)中起了關(guān)鍵作用。小鼠體內(nèi)，樹(shù)突狀細(xì)胞ERK激活導(dǎo)致TLR4上調(diào)[22]，推測(cè)TLR4的在KLEC調(diào)控通過(guò)ERK激活，只是復(fù)雜的信號(hào)通路的一部分，包括在不同MAPK信號(hào)通路之間其他信號(hào)連鎖反應(yīng)及干擾的激活，其具體機(jī)制尚不明確。

2.6 KSHV-TRIF的增高抑制TLR-TRIF信號(hào)通路引起TLR4下調(diào)TLR-TRIF信號(hào)通路的激活增強(qiáng)KSHV中RTA蛋白的表達(dá)，而KSHV-TRIF的增高反而抑制TLR-TRIF信號(hào)通路。從而阻止天然免疫發(fā)生。假定的KSHV-TLRs受體相互作用循環(huán)可能在KSHV的生命周期中是一個(gè)至關(guān)重要的元素，來(lái)逃避和侵占宿主天然免疫[23]TRIF是一種含有TIR的轉(zhuǎn)接蛋白，可活化IRF-3誘導(dǎo)IFN-β的基因表達(dá)，進(jìn)而影響干擾素誘導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄[24]，研究顯示：接TRIF和TLR4的是轉(zhuǎn)接蛋白TRIF相關(guān)接頭分子(TRAM)，TRAM在結(jié)構(gòu)上與MAL相似，也含有TIR結(jié)構(gòu)域，可不依賴(lài)MyD88而激活I(lǐng)RF-3、IRF-7和NK-Κ b，TLR4的MYD88非依賴(lài)性信號(hào)可引起NK-Κb、IRF-3遲發(fā)激活。IRF3活化后與ISRE結(jié)合誘導(dǎo)包括IFN-β在內(nèi)的一系列基因的轉(zhuǎn)錄，最終引起炎癥反應(yīng)。

3 結(jié)語(yǔ)

卡波西氏肉瘤皰疹病毒(KSHV)感染人的內(nèi)皮細(xì)胞后抑制TLR4的表達(dá)。這是一個(gè)對(duì)KSHV感染后的TOLL樣受體4介導(dǎo)的天然免疫系統(tǒng)的免疫逃逸機(jī)制，而激活TOLL樣受體4可保護(hù)細(xì)胞免受感染。KSHV更容易感染具有TLR4的基因多態(tài)性的細(xì)胞。KSHV的結(jié)構(gòu)蛋白和KSHV編碼G蛋白耦聯(lián)受體的ERK激活在TLR4的下調(diào)起到了關(guān)鍵的作用，而vIRF1也起了這個(gè)效果。KSHV-TRIF的增高抑制TLR-TRIF信號(hào)通路引起TLR4下調(diào)。雖然有些具體機(jī)制仍然在研究中，但TLR4在對(duì)皰疹病毒天然免疫中有很大作用，研究TLR4受體激動(dòng)劑對(duì)KSHV相關(guān)的腫瘤治療有幫助。

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Research progress on TLR4 expression in Kaposi's sarcoma with KSHV.

LI Xiao-ran,LU Xiao-bo.
The Infectious Disease Department,The First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University,Urumqi 830054,Xinjiang,CHINA

Toll-like receptor 4(TLR4)is one of the important members of Toll like receptors,which is a recognition receptor of lipopolysaccharide(LPS),a cell wall component of gram-negative bacteria.Activation of TLR4 induced a series of inflammatory mediators,including cytokines and chemokines,to produce a strong inflammatory reaction.TLR4 played an important role in anti-bacteria,inflammation,antiviral,and stress.TLR4 was also expressed in kaposi's sarcoma,which is infected by Kaposi's sarcoma associated herpesvirus(KSHV).This paper reviewed the most recent advancements of signal transduction mechanism of TLR4 in Kaposi's sarcoma．

Toll-like receptor 4(TLR4);Kaposi's sarcoma;Kaposi's sarcoma associated herpesvirus(KSHV)

R37

A

1003—6350（2014）12—1787—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.12.0693

2014-01-02)

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：81060131)

魯曉擘。E-mail：luxiaobo1101@sina.com