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天然免疫信号传递机制新发现

Toll like receptor是先天免疫的重要感受元件之一。TLR家族的成员均位于细胞的膜表面,其中TLR1、2、4、5、6位于细胞质膜表面,识别细菌与真菌特定的成分,TLR3、7、8、9、13位于胞内体的膜表面,识别DNA或RNA。


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TLR是一类高度保守的I-型膜蛋白受体,其胞外端结构具有LRR特征(leucine rich repeat),胞内端与IL-1受体高度类似。在信号传导方面,当识别病原体携带的特征分子后,TLR会与下游的接合蛋白MyD88结合,从而促进下游的IRAK4对IRAK1的磷酸化。磷酸化后的IRAK1能够与TRAF6结合激活下游的MAPK以及转录因子。

 

由于TLR的不正常激活有可能会导致炎症反应,引起其信号传导过程应该会受到严格的调控。TREM与TREML是十分相似的膜蛋白型受体,他们都含有一个免疫球蛋白型的胞内端结构。之前的研究发现TREM家族的蛋白参与了TLR信号传递过程,而TREM的配体至今还不清楚。


最近,来自哈佛医学院免疫中心的Terry K Means课题组在《nature immunology》杂志发表了他们对TREML4参与TLR7信号传导的机制研究。


首先,作者利用shRNA的方式对小鼠巨噬细胞系RAW264.7中的一系列基因进行了"高通量"的"随机"沉默处理,之后,分别将处理过的细胞进行TLR 配体(gardiquimod)的刺激。之后,根据细胞表达TNF-a以及NF-kB的水平进行流式分选分为两组。之后通过PCR的方法对这些细胞中插入的shRNA进行了鉴定。通过分析,作者找到了在两组细胞中插入的有差异的shRNA。


在这些shRNA中,除了已知的对TLR7信号有影响的分子的靶向shRNA之外,作者发现了一类没有被研究过的蛋白-TRAML-4。之后,作者将TRAML4进行单独沉默,之后分析了在gardiquimod刺激下其TNF-a与NF-kB的表达差异。结果显示:当TRAM-4被抑制后,TNF-a与NF-Kb的表达均受到了明显的抑制。而对于其它TLR配体的刺激(比如LPS等),TREM-4的缺失则影响不大。这一结果说明TREML-4能够特异性地促进TLR-7的信号传递。

 

进一步,作者比较了野生型与TREML-4缺失突变的小鼠巨噬细胞TLR-7信号的差异。结果与上述相同。同时,作者还发现TREML-4也能够促进TLR-9以及TLR-13的信号传递。另外,作者通过体内注射gardiquimod的实验也验证了上述结果。

 

之后,作者比较了野生型小鼠与突变体小鼠巨噬细胞在体外进行gardiquimod刺激后下游信号分子的活化情况。结果显示,相比于野生型,突变体细胞中MAPK与STAT-4的磷酸化受到了明显的抑制。另外,野生型细胞在受到刺激后,MyD88会与TLR-7发生相互作用,而这一现象在突变体细胞中明显减弱了。


最后,作者利用自身免疫小鼠模型证明了TREML-4的缺失能够降低自身免疫病的严重程度。


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