Н.М. Бережная
Институт по експериментална патология, онкология и радиобиология. R.E. Кавецки
НАН на Украйна, Киев, Украйна
Ключови думи: TLRs, вроден и придобит имунитет, инфекция, възпаление, онкогенеза, терапевтични цели.
ТОЛ-ПОДОБНИ РЕЦЕПТОРИ И ОНКОГЕНЕЗА
Преглед на подаръци Главна информацияза Toll-подобни рецептори (TLR), техните лиганди, свойства в регулацията на вродения и придобит имунитет. Основно внимание е отделено на значението на експресията на TLR от клетки на различни човешки и животински тумори и влиянието на тяхното активиране върху туморния растеж. Поради неяснотата на ефекта на активиране на TLRs, експресирани от туморни клетки, се разглеждат възможните механизми на този ефект. По-специално, механизмите на стимулиращо действие включват: индуциране на освобождаването на провъзпалителни цитокини и други провъзпалителни вещества, индуциране на активността на супресорните клетки, участие в апоптоза и формиране на резистентност, ролята на хипоксията в активността на TLRs и др.. Възможността за използване на TLRs като мишени на терапията също се обсъжда.с техните агонисти и антагонисти.
Понастоящем Toll-подобните рецептори (Toll- |
рецептори (NOD - нуклеотид-свързващ олио- |
като рецептори – TLRs) са обект на активен |
хомеризиран домейн). От общо семейство |
nogo проучване както в норма, така и в различни |
PRR свойствата в момента са най-изследваните TLR |
патологии. През последните години интересът към |
и NLR, тъй като те са определени като централни |
res за изследване на TLRs в туморния процес. то |
компоненти на индуцирането на различни имунологични |
определя не само от включването на тези рецепти |
небето отговаря. Много интересно е |
ров в общите механизми на имунологичната защита |
има данни за участието им в една от формите |
ти, но и редица други факти: 1) много тумор |
клетъчна смърт - пироптоза. Механизмът |
клетки (TC) са способни да експресират различни |
на тази форма на рецептори в клетъчна смърт |
TLRs; 2) взаимодействие на TC TLR с техните лиганди |
свързано с: 1) повишена автофагия, която увеличава |
язовири се придружава от синтеза и производството на цито- |
навлизане на патогени в лизозомите; 2) активен |
роднини; 3) има взаимодействие между TLR |
освобождаване на такива провъзпалителни цитокини, |
и фактори, които предизвикват хипоксия (хипоксия- |
като IL-1β, IL-18, IL-33. Според установеното- |
индуцируеми фактори - HIFs); 4) има данни, сочещи |
гледна точка, TLR са еволюционно запазени |
което предполага връзка между експресията на TLR и |
активни протеинови структури, разглеждани като |
развитие на резистентност; 5) сигурен |
ключов компонент на вродени и придобити |
различни подходи за използване на TLR като |
имунитет при бозайниците, те се класифицират като |
цели в имунотерапията. |
към първия тип трансмембранни гликопротеини. |
ПРЕГЛЕД НА TLR |
Лигандите за TLRs могат да бъдат молекули от много |
hy патогени - свързани с патогени молекули |
|
TLR бяха идентифицирани за първи път в Drosophilamelanogaster. |
ларни модели - свързани с патоген молекулярни |
Това беше откритие, за което през 2011 г. авто- |
модел (PAMP), които се разпознават от TLR |
Рай Б. Ботлър (САЩ), Дж. Хофман (Люксембург) |
в структурата на микроорганизмите, инициират вродени |
и Р. Щайнман (Канада) са удостоени с Нобелова награда |
естествен и придобит имунитет. В ролята на пат- |
награда. Основна биологична роля на TLR |
шипове могат да бъдат различни структури |
свързани със защита срещу инфекции при Drosophila |
обиколки на микроорганизми от различни групи. TLRs |
(противогъбична защита) и участие в процеса |
свързват не само ендогенни, но и екзогенни |
сах регенерация. Впоследствие бяха идентифицирани TLR |
PAMP, чиято концентрация рязко нараства- |
Р. Меджитов, върху клетките на бозайниците, |
в случай на увреждане на тъканите (възпаление, тумор |
е показано, че имат обща цитоплазма |
процес) и се образуват молекули, които са свързани |
домен с IL-1R (интерлевкин-1 рецептор). Инсталиран |
с увреждане на тъканите - DAMP (свързано с увреждане |
но в отговор на лигандното действие на много TLR, |
молекулярни модели); към днешна дата такива ан- |
подобно на взаимодействието IL-1/IL-1R, централно |
са описани повече от 50 предгенни лиганди. |
мястото е заето от адаптерен протеин - MyD88. |
TLR се експресират не само от всички клетки- |
Към днешна дата TLR са открити при бозайници. |
ми на имунната система, но също и от клетки на много или |
подхранваща, включително и хората, и дори в растенията. |
органи и тъкани, включително епитела на лигавиците |
TLR принадлежат към голямо семейство рецептори |
лочек, сърдечни миоцити, съдов ендотел, |
ров, разпознаване на модели - разпознаване на шаблони |
тиноцити, микроглиални клетки, астроцити, неврони |
рецептор (PRR); това семейство включва |
и т.н. . Повечето TLR са разположени на |
и NLRs - NOD-подобен лектин обогатен |
клетъчни повърхности - TLR-1, TLR-2, TLR-5, TLR-6, |
TLR-10; пример за вътреклетъчно местоположение може да бъде TLR-3, TLR-7, TLR-8, TLR-9; някои TLR могат да се експресират както вътреклетъчно, така и извънклетъчно (TLR-4, TLR-11, TLR-12,
и TLR-13). Въз основа на характеристиките на извънклетъчните домени, суперсемейството на TLRs е разделено на 2 подгрупи: TLRs от първата група имат имуноглобулин-съдържащ домен, вторият - домен, богат на лектин (LRR); първата група включва също такива рецептори като IL-1R, IL18R, ST2, SIGIRR (регулаторен инхибиторен протеин, принадлежащ към семейството на IL-1R-подобни рецептори).
Сигналите, индуцирани от TLR, в повечето случаи са свързани с активирането на транскрипционни фактори от семейството на NF-kappaB и различни адапторни протеини (MyD88, MAL, TRIF, TRAM и др.); някои от тях могат да използват
и механизми, които не са свързани с адаптерни протеини, по-специално TLR-3. Активирането на MyD88-зависими сигнални пътища също включва протеин киназа D1, която е способна да активира лигандите на някои TLR. TLRs лигандите не само активират различни сигнални пътища, но могат също така да регулират експресията на тези рецептори.
Експресия на TLR от клетки на различни органи
и осигурява широк спектър от тяхната регулаторна роля в поддържането на хомеостазата. Процесът на еволюция твърдо фиксира тази способност на TLR и тя е особено изразена както в регулацията на вродения, така и на придобития имунитет, която се осъществява с участието на различни механизми. Участие на ТЛР ввроден имунитетосигурено от: 1) инициирането на освобождаването на провъзпалителни цитокини, необходими за физиологичния имунологичен отговор при различни влияния, сред които едно от централните места е заето от различни инфекции; 2) регулиране на активността на неутрофилите; Специална роля в това играят TLR-2 и TLR-4, първият от които защитава клетките от апоптоза, докато вторият действа като важен регулатор на оцеляването на неутрофилите (фиг. 1); 3) контрол на активирането, диференциацията и оцеляването на В-лимфоцитите, в които активно участват TLR-2, TLR-4 и TLR-9 (този път на активиране на В-лимфоцитите е придружен от повишено освобождаване на калций, фосфорилиране на някои кинази , повишена ендоцитоза, синтез на имуноглобулини
и се разглежда като алтернативен път на активиранеВ-лимфоцити); 4) поддържане на вродения имунитет на червата, който е свързан с експресията на TLR от епителните клетки на неговата лигавица; 5) участие във функционирането на клетките на централната нервна система, повечето от които експресират TLR (микроглия, неврони, астроцити, ендотелни клетки на мозъчните съдове), има доказателства за диференциран ефект на TLR върху функциите на микроглията.
Също толкова важно е участието на TLR в придобит имунитет, което също се осъществява с участието на редица механизми: 1) активиране на CD4- и CD8-T-лимфоцити; 2) стимулиране на функциите на различни антиген-разпознаващи клетки: дендритни, които експресират TLR-2, TLR-3, TLR-4, TLR-7, TLR-9 (фиг. 2); 3) активиране на макрофаги, мастни клетки, по-специално, с участието на TLR-9, което е особено изразено под действието на генетичния материал на ДНК вируси на бактерии, гъбички; 4) активно включване в експанзията и функционирането на регулаторните клетки - T-reg, които експресират високо ниво на TLR-4, TLR-5, TLR-7 и TLR-8 (фиг. 3); 5) регулиране на хомеостазата на фибробластите, миофибробластите,
Ориз. 1. Ефект на TLR върху функциите на неутрофилите
Ориз. 2. Ефект на експресията на TLRs върху функциите на дендритните клетки (DCs). MHC - основен комплекс за хистосъвместимост
Ориз. 3. Различен характер на ефекта от активирането на TLRs върху T-reg
фибробластоподобни синовиоцити, ендотелни и епителни клетки, по-специално, с участието на TLR-2, TLR-4, TLR-6; 5) регулиране на нормалните епителни клетки (TLR-2, TLR-3, TLR-4, TLR-5), както и ендотелните клетки; 6) потенциране на придобития имунитет с включване на различни механизми.
И така, TLR са активни регулатори не само на вродения и придобит имунитет, но и на хомеостазата на различни клетки, което оправдава развитието на нова имунотерапевтична посока, основана на използването на имуномодулатори - TLR агонисти и антагонисти.
TLR: ИНФЕКЦИЯ, ВЪЗПАЛЕНИЕ, ОНКОГЕНЕЗА
Преди повече от 100 години Р. Вирчов формулира идеята за връзката между възпаление и злокачествено заболяване. Днес тя е фундаментална за разбирането на патогенетичната същност на развитието на рак и получава много неоспорими доказателства вече на нивото на съвременните методологични възможности. Сега няма съмнение, че отговорът на въпроса: "Възпаление и рак: обратно към Вирхов?" може да бъде само положително, което със сигурност е напредък в разбирането на патогенезата на рака. Това е хронична инфекция, която индуцира развитието на сложен процес, който включва: хронично възпаление, експресия на TLRs, освобождаване на хемокини, провъзпалителни и ангиогенни цитокини и генотоксични фактори (молекули на оксидативния стрес).
Много микроорганизми, както е добре известно, могат да причинят развитието на възпаление, някои от тях играят особено важна роля в индукцията на трансформация. Тези микроорганизми, на първо място, включват Helicobacter pylori, който прониква в лигавицата на стомаха, дванадесетопръстника, в момента се разглежда в хигиенните класификации на Международната агенция за изследване на рака, Европейския съюз, САЩ, Русия като категория 1 канцероген, с него се свързват много случаи на рак на стомаха.
Основният механизъм, чрез който H. pylori упражнява своите ефекти, е свързан с TLR. Не по-малко важен е фактът, че отделните компоненти на тази бактерия диференцирано регулират експресията на TLR от стомашните епителни клетки: LPS стимулира експресията на TLR-4 и освобождаването на IL-1β, флагелин - TLR-2, TLR-5 и освобождаване на TNF-α. Най-често се наблюдава повишаване на експресията на TLR-2 и TLR-5, което се комбинира с индуциране на провъзпалителни сигнали. Има доказателства, че при стомашен карцином, развиващ се на фона на инфекция с H. pylori, провъзпалителните сигнали се реализират именно чрез
TLR-2. Наскоро се появиха данни, които предполагат, че H. pylori също може да взаимодейства с TLR-9. Инфекцията с H. pylori води до повишена пролиферация на стомашни епителни клетки с инфилтрация на субмукозния слой на стомаха с антиген-представящи клетки и Т-лимфоцити (фиг. 4). Много съпътстващи чревни бактерии увеличават развитието на спорадичен рак на фона на различни колити (улцерозен колит, болест на Crohn и др.).
Да се микроорганизми, които са свързани
с злокачествено заболяване, важи за Listeria monocytogenes. Изследвания на клетъчната линия на H22 хепатокарцином и модела на този тумор при мишки показват, че култивирането на TC с L. monocytogenes води до увеличаване на тяхната пролиферация; въвеждането на тези микроорганизми в мишки с хепатокарцином засилва растежа му; тези процеси са придружени от активиране на митоген-активирана протеин киназа и NF-kappaB в TC, производство на NO и IL-6, което в крайна сметка води до пролиферация на TC. Взаимодействието с ОК се осъществява чрез TLR-2, но не, както подчертават авторите, TLR-4 (фиг. 5).
Различни вирусни инфекции често също причиняват възпаление с последващо развитие на рак. Антигени на много вируси
Ориз. 4. H. pilory инфекция и експресия на TLR от стомашни епителни клетки
Ориз. 5. Инфекция с L. monocytogenes и експресия на TLR от чревни епителни клетки
TLR се разпознават; тези вируси включват основно вируса на хепатит С, някои аденовируси, вируса на Epstein-Barr (EBV). Например, в модел на миши хепатокарцином е показано, че инфекцията с вируса на хепатит С води до експресия и активиране на TLR-4, последвано от синтеза на IL-1β от клетки на Купфер. При изследване на тумори, свързани с EBV, който се разпознава от TLR-3, експресията на този рецептор е отбелязана при лимфом на Бъркит, карцином на стомаха и назофаринкса. Взаимодействието на EBV с клетки от различни тумори се характеризира с диференцирано освобождаване на цитокини: в лимфома се открива производството на IL-10, в карциномите - инсулиноподобен растежен фактор и IL-9. Честота на експресия на TLR (TLR-2, TLR-3
и TLR-4) при лимфома на Бъркит до голяма степен зависи от естеството на стимула, характеристиките на микросредата и др.
Общият модел - връзката на хроничното възпаление със злокачествената трансформация - се отбелязва в други органи и системи. Например компонентите на някои бактерии (E. coli)
и ДНК вируси (HPV, HSV) повишават експресията на TLR-4 и пролиферацията на епителните клетки на простатата, под влияние на CpG - TLR-9; и в двата случая се активира NF-kappaB. Авторите стигат до извода, че тези компоненти на патогени, присъстващи в пикочно-половата система, могат да доведат до злокачествена трансформация на нормалните клетки на простатния епител.
Пример за връзката между злокачествено заболяване и хронично възпаление може да бъде развитието на злокачествени тумори в белия дроб. Всеизвестен факт е, че честите хронични белодробни инфекции, особено пневмонии, са благоприятен фон за развитие на злокачествено заболяване. Епидемиологични наблюдения, проведени при изследване на пациенти с различни инфекции ( Legionella pneumophila, видове Chlamydophila, Coxiella burnetiiили Mycoplasma pneumoniae) показват, че комбинацията от тези инфекции с други вредни въздействия (тютюнопушене, радиация) трябва да се разглежда като високорисков фактор за рак на белия дроб.
Много тумори също са заразени с други микроорганизми. Например, карциномът на пикочния мехур и червата често се свързва с инфекция с шистозоми (Schistosoma spp.), което се потвърждава от множество клинични и епидемиологични наблюдения.
От горните данни следва, че възпалението с различна инфекциозна етиология и преходът му към хроничен курс е благоприятен фон за злокачествено заболяване на нормалните клетки. Централното място във веригата от тези събития принадлежи на експресията на TLRs и тяхното взаимодействие с техните лиганди.
ЕКСПРЕСИРАНЕ НА TLRs ОТ ТУМОРНИ КЛЕТКИ
Понастоящем са получени убедителни доказателства, че TLRs се експресират от TCs с различен произход и локализация: колоректален рак, рак на гърдата, простата, яйчници, хранопровод, стомах, бял дроб, глава и шия, меланом, невробластом, глиобластом и др.
При изследване на ракови клетки на белия дроб, както и клетки от различни линии на този тумор, беше разкрито, че те експресират вътреклетъчни рецептори TLR-7 и TLR-8. Стимулирането на тези рецептори от съответните лиганди води до активиране на NF-kappaB, повишаване на експресията на антиапоптотичния протеин Bcl-2, увеличаване на преживяемостта на TC и развитие на химиорезистентност.
При изследване на тъканни проби от плоскоклетъчен назофарингеални карциномиДоказано е при хора, че клетките на този тумор експресират TLR както повърхностно (TLR-2), така и вътреклетъчно (TLR-3, TLR-4); най-често експресираният TLR-2. Отбелязва се, че експресията на TLR-4 корелира със степента на диференциация и свързването на този рецептор с LPS повишава пролиферацията, която е придружена от активиране на фосфатидилинизотол-3-киназа, транслокация на NF-kappaB и увеличаване на производство на IL-6, IL-8, VEGF, GM-CSF. Освен това е доказано, че активирането на TLR4 предпазва TC от лизис на естествен убиец. В клетките на назофарингеален карцином също беше открит TLR-9, който се експресира едновременно с TLR-4. Авторите посочват различната роля на експресията на тези рецептори в развитието на тумора: ако експресията на TLR-4 е придружена от прогресия на тумора, тогава експресията на TLR-9 повишава чувствителността към различни химиотерапевтични лекарства.
Клетките също се характеризират със способността да експресират TLR-4. рак на гърдатакакто хора, така и животни. Експериментите с MDA-MB-23 клетки показват наличието на TLR-4 върху клетъчната повърхност и блокадата на тези рецептори води до изразено инхибиране на пролиферацията. В миши MCF-7 клетки беше разкрита експресията на TLRs 1-6, 9 и 10; няма експресия на TLR 7, 8. Излагането на E. coli LPS повишава нивото на TLR-4 и TLR-9 в тези клетки и намалява чувствителността към апоптогенното действие на H2O2, един от цитотоксичните агенти на макрофагите.
Изследването на клетки от първичен рак на гърдата (фоликуларна форма) разкрива експресията на TLR-4, която е комбинирана с високо ниво на интегрин β1, което корелира с изразената инвазивност на TC; този факт се случи само при тази форма на рак на гърдата. Анализ на резултатите от експресията на β1 и TLR-4 интегрин, като се вземат предвид преживяемостта и периодът без рецидив
не разкрива ясна връзка между тези показатели, но авторите смятат, че е възможно тези структури да се разглеждат като допълнителен клиничен маркер за оценка на хода на заболяването.
Меланомните клетки също са способни да експресират TLR. По-специално, в тези клетки бяха открити TLR-2, TLR-3, TLR-4, чийто брой се увеличава при клетки с метастази в лимфните възли, както и експресията на TLR-7, TLR-8, TLR- 9. Към днешна дата е трудно да се оцени ролята на експресията на TLRs от меланомни клетки, тъй като има доказателства, че активирането на TLR-4 B16 меланомни клетки се характеризира със слабо развитие на тумора на фона на повишено производство на INF-β OK и промени в експресията на гени за интерферон тип I.
Разнообразие от TLR експресират и клетки
плоскоклетъчен карцином на хранопровода . По-специално беше разкрито високо ниво на изразяване,първо, TLR-3, TLR-4, TLR-7, TLR-9 OK, второ - TLR-4, TLR-9 мононуклеарни клетки в тумора и,трети - TLR-9 фибробластоподобни клетки в микросредата. Анализирайки получените данни, авторите стигат до извода, че високо ниво на изразяване TLR-4 свързано с риска от метастази в лимфните възли и туморна инвазия. За разлика от това, високо ниво на изразяване TLR-9 фибробластоподобни клетки на стромата показва нисък риск от метастази и инвазия. Получените данни показват нееднозначна роля на TLRs в патогенезата на плоскоклетъчния карцином на хранопровода.
TLR-4 се експресира и от човешки ракови клетки на яйчниците и неговото активиране става с участието на адапторния протеин MyD88 и се комбинира не само с увеличаване на туморния растеж, но и с развитието на TC резистентност към определени химиотерапевтични лекарства - a факт, който привлича голямо внимание. Свързването на TLR-4 с неговия лиганд е придружено от освобождаване на провъзпалителни цитокини IL-6, IL-12, TNF-α и активиране на NF-kappaB. клетки рак на маточната шийкаактивно експресират TLR-9. При анализ на голям клиничен материал беше показано, че при такива пациенти има полиморфизъм на гена TLR-9; разкрива промени в алела TLR-9-1486T/C (rs187084), който се счита от авторите за рисков фактор за рак на маточната шийка.
Експресията на TLR-4 и TLR-9 също е характерна за клетките рак на простатата, както е демонстрирано чрез съвместно култивиране на тези клетки с LPS; за разлика от назофарингеалния карцином, експресията на двата рецептора е придружена от ясно изразено увеличение на клетъчната пролиферация. Способността на клетките на карцинома на простатата да експресират TLR-4 също е потвърдена от други изследователи. Разглеждайки въпроса за значението на този израз на ОК, авторите стигат до извода, че при лица с наследствена
предразположеност към развитието на този тумор, експресията на TLR-4 може да засили туморния растеж; такава амплификация се извършва с участието на адаптерния протеин MyD88 и активиране на NF-kappaB.
Експресията на TLRs също е характерна за различни клетки от човешка и животинска нервна тъкан. При експерименти с миши глиомни клетки от линията GL261 беше установено високо ниво на експресия на TLR-3, значително по-ниско ниво на експресия на TLR-2, TLR-4 и незначително ниво на TLR-5, TLR-7 , TLR-9. Важно е глиомните клетки да експресират TLR-9 и да съдържат молекули, които служат като лиганди за този рецептор. В първичните култури на човешки менингиоми е открита експресия на TLR 1-4 (в 100% от културите), TLR-10 (в 90%), TLR-5, 6 и 9 (в 80%).
изследване на клеткитемножествена миелома,
заразени с различни микроорганизми, разкриха, че те експресират повечето от известните TLR, но най-често - TLR-1, TLR-7
и TLR-9. Култивирането на тези клетки с TLR-7 и TLR-9 лиганди усилва растежа на миелома, което е придружено от активна секреция на IL-6; предполага се, че размножаването на бактерии допринася за повишен туморен растеж.
Естествено, фактът, че TLRs се експресират в TC повдига много въпроси, един от основните е: как експресията на TLRs влияе върху протичането на туморния процес? Трудностите при анализирането на резултатите от съответните изследвания се определят, първо, от неяснотата на получените резултати, и второ, от факта, че TLR се експресират и от клетки на имунната система с последващо стимулиране на вроден и придобит имунитет. Затова е много трудно
и не винаги е възможно да се направи линия между това къде завършва положителният ефект от взаимодействието на TLRs с лиганди и неговият отрицателен ефект започва.
Обективността на оценката на стойността на израза на TLRs OK трябва да вземе предвид редица обстоятелства, които определят крайния резултат. Първо, трябва да се има предвид, че TLR могат да експресират както ТС, така и клетки от туморната микросреда: фибробласти, ендотелни, епителни, дендритни и други. Второ, експресията на TLR не винаги се увеличава под влиянието на лиганди, характерни за определен рецептор. Трето, нивото на експресия на TLR от отделни клетки, например централната нервна система, е различен: TLR под влияние на LPS експресират както микроглиални клетки, така и астроцити, експресията на TLR-2 има най-високо ниво, а експресията на TLR-1, TLR-4, TLR-5, TLR-9 има най-ниско ниво. Четвърто, отразява се ролята на хетерогенността на OC
и върху експресията на TLRs. Например клетки от различни линии на невробластомреагират по различен начин на LPS стимулация. Предполага се, че в тези случаи няма вътрешни
LPS инфекция от клетки от определена линия и движение на комплекса TLR-4-CD14-MD2 към апарата на Голджи, което изключва възможността за иницииране на сигнал за трансдукция.
По този начин може да се заключи, че в повечето случаи експресията на TLRs в TC насърчава тяхната пролиферация и инвазия. Въпреки неяснотата на наличните данни, изглежда възможно да се идентифицират някои механизми, които стимулират растежа на тумора под влиянието на взаимодействието на TLR с техните лиганди.
МЕХАНИЗМИ НА СТИМУЛИРАЩИЯ ЕФЕКТ НА АКТИВАЦИЯТА НА TLRs В ТУМОРНИТЕ КЛЕТКИ
Производство на провъзпалителни цитокини и други провъзпалителни вещества. Освобождаването на различни провъзпалителни вещества при активиране на TLR от съответните лиганди е отбелязано при изследване на много тумори. Да, израз TLR-4 карциномните клетки на главата и шията във всички случаи корелират със степента на TC диференциация и активиране TLR-4 LPS засилва тяхната пролиферация, повишава експресията на IRAK, индуцира транслокация NF-kappaB, засилено производство IL-6, IL-8, VEGF, GM-CSF, което допринесе за прогресията на този тумор.
Също толкова интересни са данните, получени при изследване на клетки от други тумори (рак на червата, гърдата, простатата, белия дроб и меланом): взаимодействието на TLR-4 с LPS върху клетките на тези тумори допринася за избягването на тумор от имунологичен контрол, е придружено от инхибиране на Т-клетъчната пролиферация и намалена активност на естествените убийци. Освобождаването на провъзпалителни вещества - IL-1, TNF-α, COX-2 също е отбелязано по време на LPS стимулация на меланомни клетки, които експресират TLR-2, TLR-3 и TLR-4.
Използвайки различни модели на туморния процес (меланом, карцином, невробластом), е показано, че ТС реагират на ефектите на LPS чрез увеличаване на миграцията, инвазията и метастазите, което е придружено от експресията на TLR-4 mRNA на повърхността от тези клетки. Такива свойства на LPS предполагат, че този бактериален компонент може също да действа като кофактор, когато е изложен на различни канцерогени.
Провъзпалителният ефект на експресията на TLR-2 и TLR-4 се засилва от освобождаването на провъзпалителни вещества като COX-2 и PGE-2. При експериментален рак на стомаха и червата беше показано, че сигналът, индуциран от активирането на TLR-4, води до повишаване на нивото на COX-2 и PGE-2 - процес, придружен от изразена пролиферация на клетки на стомашно-чревната лигавица и намаляване на апоптозата. Макрофагите също допринасят за натрупването на провъзпалителни вещества, в-
туморни филтри, които експресират TLR-2 и TLR-4 и са активни източници на PGE-2; в тези случаи има увеличение на туморния растеж. Производството на провъзпалителни цитокини зависи от стадия на туморен растеж - в ранните етапи преобладава секрецията на TNF-α и CXCL14 и преобладава секрецията на IL-1β, IL-6, MIP-2, GM-CSF, HGF, VEGF в по-късните етапи. Инфекцията с някои бактерии, по-специално H. pylori, насърчава производството на COX-2, което стимулира освобождаването на цитокини (IL-1β, IL-6, IL-8, TNF-α). Изолиране на PGF-2
и COX-2 също се извършва от миофибробласти. Повишеното производство на COX-2 се комбинира с експресия на EGFR, което също повишава риска от злокачествено заболяване.
И накрая, експресията на TLRs (по-специално, TLR-4) може също да промени адхезивните свойства на OK, което може да се дължи на различни механизми: активиране на системата за активиране на урокиназа-плазминоген и NF-kappaB.
индукция на супресорни клетки. Една от важните характеристики на TLR е способността им да участват в регулирането T-рег. В туморната микросреда те индуцират активността на тези клетки, потискат антитуморния отговор и оказват отрицателно въздействие върху резултатите от имунотерапията; поради активиране T-рег балансът между тази субпопулация и други CD4 + Т-лимфоцити . Голямо внимание заслужава фактът, според който молекулите на много некротични ОК могат да бъдат лиганди за TLR-4, който стимулира супресорната субпопулация на MDCS лимфоцитите - Gr-1 + CD11b + F4/80 + ; последните, от своя страна, индуцират апоптоза само на активираниТ клетки. Стимулирането на супресорните клетки е придружено от освобождаване на големи количества аргиназа 1, IL-10, NO-синтаза 2, IL-12 (лиганди на TLR-4) и блокада на TLR-4 предпазва от негативни последицинеговото активиране.
Участие в апоптоза и резистентност. Взаимодействието на TLR с техните лиганди може също да повлияе на апоптозата и образуването на резистентност както към убийствения ефект на ефекторните клетки, така и към химиотерапевтичните лекарства. В тази връзка безспорен интерес представлява работата с изследването на раковите клетки на яйчниците. По-специално, работата на T. Whiteside et al., показа, че клетките на нормалния епител на яйчниците практически не експресират TLR-4; нивото на експресия в раковите клетки на яйчниците и различните линии варира; инкубацията с LPS води до повишена пролиферация на ОК; инкубацията с паклитаксел и LPS подобрява изолацията IL-8, IL-6, VEGF и води до развитие на резистентност към индуцирана от химиотерапия апоптоза. Не по-малко важно
и способността на TLR-4, активиран от LPS, да засили страничните ефекти на цисплатина с увеличаване на експресията на този рецептор в тъканта на ухото
лабиринт. Експресията на TLR-4 от ракови клетки на яйчниците с участието на адапторния протеин MyD88, който се комбинира с повишен растеж, е фактор за образуването на резистентност, по-специално към паклитаксел и корелира с експресията на антиапоптотични молекули , а взаимодействието на TLR-4 с неговите лиганди е придружено от освобождаване на IL-6, TNF-α.
Антиапоптотичният ефект на експресията на друг рецептор - TLR-9 - беше отбелязан при изследване на ракови клетки белодробен човеки различни линии на този тумор. И накрая, експресията на този рецептор може да бъде свързана не само с развитието на резистентност към химиотерапевтични лекарства и клетки убийци, но и с повишена странични ефектихимиотерапевтични лекарства, което се проявява в активирането на TLR-4 белодробни ракови клетки от LPS и развитието на резистентност към индуцирана от TNF-α и TRAIL апоптоза.
TLR и хипоксия. Една от сравнително новите идеи за TLR е предположението, че тяхната експресия може да бъде модулирана чрез хипоксия на транскрипционно ниво. За съжаление, съответната информация все още е много малко отразена в литературата, но са описани някои молекулярни механизми, които се считат за характерни за TLR при хипоксични условия при всяка патология, включително рак. Първо, доказано е, че при хипоксични условия
в TLR-2 и TLR-6 се разкрива мястото на свързване на HIF-1α. Второ, по време на LPS-индуцирано активиране на TLR-4, неговите сигнални пътища се пресичат с HIF-1α и ASKI (апоптозна сигнал-регулираща киназа), което е показано в човешки миелоидни моноцитни левкемични клетки (THP-1 линия); и двата пътя се медиират от активиране на протеин киназа. Трето, HIF-1α играе важна роля
при TLR-4-зависимо освобождаване на провъзпалителни цитокини. Четвърто, оказа се, че
в при условия на хипоксия, аденозинът, който е синергист с LPS, взаимодейства с неговия рецептор - A2AR, което води до увеличаване на експресията на VEGF от миши макрофаги; имат синергия с A2AR и TLR-2, TLR-7, TLR-9, но не и TLR-5 и TLR-3. Изключителен интерес представлява работата, извършена върху голям клиничен материал (аденокарцином на панкреаса), който показа, че при пациенти с този тумор се наблюдава експресия на TLR-4, повишаване на нивото на HIF-1α и активиране на NF-kappaB. Авторите заключават, че TLR-4 и HIF-1α са синергични в усилването на растежа на човешкия аденокарцином на панкреаса.
И накрая, HIF-1α се натрупва в макрофагите, което води до увеличаване на преживяемостта на човешки миелоидно-зависими макрофаги и поддържа производството на провъзпалителни цитокини от тези клетки при условия на активиране на TLR-7 и TLR-8 (Фиг. 6 ).
Ориз. 6. Взаимодействие на TLR с различни клетки при хипоксични условия
Генетични промени в TLR. Вече са получени убедителни доказателства, че в много тумори има промени в гените, които контролират TLRs, което може да се счита за рисков фактор за развитие на тумор. Така че, при изследване на пациенти с карцином на стомаха с различна локализация и рак на хранопровода, полиморфизъм на гена TLR-4, какво е свързано с инфекцията H. pylori . Сравнителен анализ на характеристиките на гените TLR-4 в клетки на различни тумори на стомаха доведе до заключението, че функционалният полиморфизъм на този ген може да бъде рисков фактор за развитието на стомашен карцином и предшестващите го състояния; изключение е областта на пилора. Известно е, че ракът на дебелото черво често се предшества от колит и такива тумори се диагностицират като колит-асоциирани. При експерименти върху мишки с генетични нарушения (отслабена експресия TLR-4) развитието на рак на червата е значително намалено. Направено е заключение, че неутрализирането на сигналите се извършва с помощта на TLR-4, може да предпазва от рак, свързан с колит. С полиморфизъм на гените, кодиращи TLR-6 и TLR-10, свързват риска от развитие на рак на простатата. Генен полиморфизъм TLR-9 може също да бъде рисков фактор за тумори като назофарингеален карцином и стомашен карцином.
Въз основа на изследването на гените TLR-2, TLR-3, TLR-4, TLR-5 и др. при пациенти с кожен меланом, беше възможно да се идентифицира хаплотипът на гена TLR-4 (TLR-4 rs2149356) , чието наличие е свързано с нисък риск от развитие на кожен меланом .
Наред с доста широкото участие на TLR в усилването на туморния растеж, в някои случаи се отбелязва смъртта на TC. Такъв ефект върху туморния растеж се осъществява и с участието на различни механизми, по-специално проявата на изразено проапоптотично и противовъзпалително действие.
индукция на апоптоза.Изследването на клетки от рак на гърдата разкри, че експресията на TLR-3 е придружена от апоптоза на тези клетки с участието
адаптерна молекула TRIF и използване |
ние сме имунизирани. Пример за първото може да бъде |
|
dsRNA TLR-3 се комбинира с изразен ефект |
Вие с интратуморно приложение на TLR-2 агонист/ |
|
ефект на инхибиране на туморния растеж и освобождаване |
TLR-6 - липопептид-2 макрофаги болни |
|
INF-β. TLR-3 експресия и нейното значение за |
с карцином на панкреаса, което води до |
|
Растежът на тумора е изследван с помощта на |
дило (фаза 1 клинични изпитвания) до изразено |
|
различни меланомни клетки: първични тумори, |
значително увеличаване на продължителността на живота. |
|
отделни линии, както и нормални меланоцити |
Положителни резултати са получени и с |
|
другарю Установено е, че клетки от много линии на първичния |
CpG ODN - TLR-9 лиганд (1-ва фаза на клиничния |
|
тумори и нормални меланоцити, експресиращи |
клинични проучвания) с често повтарящи се глио- |
|
цензурира TLR-3, но нивото на този израз |
бластомах. Има и опит с локално приложение |
|
меланомните клетки е по-висок с разлики в нивото |
(интратуморно и подкожно) CpG ODN |
|
няма експресия на отделни клетки на първичния тумор |
с невробластом при мишки и плъхове с тежка |
|
дали. Използване на синтетичен dsRNA аналог |
повишена преживяемост, която е свързана с |
|
и лигандът TLR-3 имаше изразена проапоптотика |
активиране на каспаза-зависима апоптоза. Пред- |
|
тик действие. Беше отбелязано също, че TLR-3 е |
се смята, че положителният ефект от въвеждането |
|
е ефективен индуктор на вътреклетъчното |
CpG ODN се дължи на локална промяна в |
|
антимикробни вещества, които могат да се проявят |
филтриране от лимфоцити, главно поради |
|
действат като адюванти и следователно TLR-3 може |
намаляване на CD4+ CD25+ Foxp3+ субпопулации на лимфо- |
|
се характеризират като многофункционални |
кавички. Въз основа на факта, че изразът |
|
адювант, способен да подобри ефективността на |
TLR-3 се комбинира с инхибиране на пролиферацията и gi- |
|
мунотерапия. |
бельо от меланомни клетки, агони- |
|
Инхибиране на възпалението. Илюстрация на инхибирането |
sty TLR-3 в 2 версии: 1) комбинирана употреба |
|
възпалението също може да служи като данни от изследването |
агонисти в комбинация с INF тип I; 2) използване |
|
TLR-8 при трансгенни мишки: активиране на това повторно |
използване на агонисти като адювант при получаване |
|
рецептор се придружава от инхибиране на възпалението |
изследователски институти за ваксини срещу рак. Резултати |
|
лигавицата на стомашно-чревния тракт |
агонисти показват определен резултат |
|
ta е доказателство за понижена регулация на TLR-8 |
и доведе до заключението, че те могат да бъдат |
|
чревно възпаление и неговата роля в контрола |
използвани не само поради тяхната имуностимулация |
|
зад развитието на злокачествено заболяване в хроничен |
лъжливи, но и цитостатични, и цитотоксични |
|
парене в червата. |
действие. |
|
По този начин ефектът на TLRs върху туморния растеж |
При изпълнението на второто направление е показано |
|
двусмислени (както стимулация, така и инхибиране), |
че при излагане на TLRs на клетки от системата те |
|
а механизмите на това влияние подлежат на допълнително |
имунитет, е възможно да се засили вродената и |
|
моето проучване. На примера на раковите клетки на белия дроб, |
придобит имунитет, който беше доказан |
|
е показано многопосочно влияние на TLR-4 (фиг. 7). |
но когато се използват ефекти върху TLR, по-специално |
|
TLRs КАТО МИШЕНИ НА ИМУНОТЕРАПИЯТА |
ност, дендритни клетки при използване на лиганд |
|
TLR-9 - олигодезоксинуклеотид при пациенти с мела- |
||
Съвременното ниво на идеи за ролята |
Но моят . Оптимистичните резултати |
|
За основа послужиха TLR в туморния процес |
лъчени с комбинирани интратуморни |
|
използваме за формиране на нови подходи към имуноте- |
прилагане на TLR-3 и TLR-9 агонисти в комбинация |
|
рапия. Такива подходи могат да бъдат приложени на две |
с Т-лимфоцити, активирани от антиген |
|
посоки: 1) въздействие върху TLRs, което пр. |
меланом gp100. Има опит за въздействие |
|
се натискат от OK и 2) ефектът върху TLR на клетките на системата |
и върху TLR-7 дендритни клетки; стимулиране на това |
|
Ориз. 7. Неяснота на значението на експресията на TLR от клетки на пациенти с плоскоклетъчен карцином
рецептор се свързва с промяна в миграцията на дендритни клетки и използването на такива клетки, натоварени с меланомни антигени в комбинация с TLR-7 агонисти, води до повишаване на антитуморната активност, главно поради активирането на CD8+ Т-лимфоцити.
Известно е също така за използването на ваксина, използваща протеини на топлинен шок, които са лиганди за някои TLR. Доказано е, че ефектът на такава ваксина срещу различни епителни тумори зависи от сигналите, пренасяни през TLR-2 и TLR-3; в тези случаи рецепторът за почистване на ендотелните клетки, SREC-1, също участва във формирането на антитуморна защита.
Установено е и друго направление - генетична модификация на дефекти в TLRs, което е показано в много експериментални модели (интестинален карцином, аденокарцином на гърдата, остеосарком).
По този начин в момента има достатъчно възможности за модулиране на активността на различни TLR. Подобни възможности са обусловили и синтеза на различни синтетични агонисти и антагонисти на действието на TLRs - лекарства, които днес вече преминават клинични изпитвания и представляват едно от новите направления във фармакологичната индустрия.
Обобщавайки, можем да кажем следното: TLR са най-важните регулатори на вродения и придобития имунитет; експресията на TLR е важна не само за регулацията на клетките на имунната система, но и за други органи и системи; TLRs се експресират от OK и могат да бъдат включени в различни стадии на туморния процес; взаимодействието на TC TLR с техните лиганди може да се прояви чрез стимулиране и инхибиране на туморния растеж с преобладаване на стимулиращи ефекти; стимулирането на туморния растеж в резултат на взаимодействието на TLR с техните лиганди се осигурява от различни механизми; TLR могат да се разглеждат като цели за имунотерапия.
СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНАТА ЛИТЕРАТУРА
1. Xu Y, Tao X, Shen B и др. Структурна основа за сигнална трансдукция от Toll/интерлевкин-1 рецепторните домейни. Nature 2000;
408: 111–5.
2. Mijares LA, Medzhitov R, Kazmierczak BI, et al. MyD88 на епитела на дихателните пътища възстановява контрола на миша инфекция с Pseudomonas aeruginosa чрез IL-1-зависим път. J Immunol 2011; 186 (12): 7080–8.
3. Bortoluci KR, Medzhitov R. Контрол на инфекция чрез пироптоза и автофагия: роля на TLR и NLR. Cell Mol Life Science 2010.
4. Heldwein KA, Liang MD, Andresen TK, et al. TLR2 и TLR4 играят различни роли в имунния отговор на гостоприемника срещу Mycobacterium bovis BCG. J Leukoc Biol 2003; 74 (2): 277–86.
5. Kuhlicke J, Frick JS, Morote-Garcia JC, et al. Хипоксия индуцируем фактор (HIF)-1 координира индукцията на Toll-подобен рецептори TLR2 и TLR6 по време на хипоксия. PloS One 2007; 2: 1364.
6. Wan Y, Xiao H, Affolter J, et al. Свързаната с рецептора на интерлевкин-1 киназа 2 е критична за липополизахарид-медииран посттранскрипционен контрол. J Biol Chem 2009; 284 (16): 10367–75.
7. Basith S, Manavalan B, Lee G, et al. подобни на таксата рецепторни модулатори: патентен преглед. Expert Opin The Pat 2011; 21 (6): 927–44.
8. Тол-подобен 280 (21): 20620–7.
9. Palm NW, Medzhitov R. Рецептори за разпознаване на образи и контрол на адаптивния имунитет. Immunol Rev 2009; 227 (1): 221–33.
10. Тухватулин А. И., Логунов Д. Ю., Щербинин Д. Н.Toll-подобни рецептори и техните адапторни молекули. Биохимия 2010; 75 (9): 1224–43.
11. McGettrick AF, O'Neill LA. Локализация и трафик на Toll-подобни рецептори: важен начин на регулиране. Curr Opin Immunol 2010; 22 (1): 20–7.
12. Barton GM, Medzhitov R. Тол-подобни рецепторни сигнални пътища. Наука 2003; 300: 1524–5.
13. Dinarello CA. Биологична основа за интерлевкин-1 при заболяване. Кръв 1996; 87 (6): 2095–147.
14. Riva F, Bonavita E, Barbati E, et al. TIR8/SIGIRR е интерлевкин-1 член на семейството на рецептор/подобен на Toll рецептор с регулаторни функции при възпаление и имунитет. Front Immunol 2012; 3: 322.
15. О'Нийл Л.А. Primer: Тол-подобни рецепторни сигнални пътища - какво трябва да знаят ревматолозите? Nat Clin Pract Rheumatol 2008; 4: 319–27.
16. Park SM, Ko HJ, Shim DH и др. MyD88 сигнализирането не е от съществено значение за индукцията наантиген-специфичен B клетъчни отговори, но е незаменим за защита срещу инфекция със Streptococcus pneumoniae след орална ваксинация с атенюиран Salmonella, експресиращ PspA антиген. J Immunol 2008; 181 (9): 6447–55.
17. Engel AL, Holt GE, Lu H. Фармакокинетиката на Tolllike рецепторни агонисти и въздействието върху имунната система. Expert Rev Clin Pharmacol 2011; 4 (2): 275–89.
18. Liu Y, Chen H, Sun Y, Chen F. Антивирусна роля на Toll-like рецептори и цитокини срещу новата вирусна инфекция от 2009 г. H1N1. Mol Biol Rep 2012; 39 (2): 1163–1172.
19. Йонкърс NL, Родригес B, Asaad R, et al. Системното имунно активиране при HIV инфекция е свързано с намалена чувствителност на MDC към TLR лиганд и неспособност за активиране на наивни CD4 Т-клетки. PLOS One 2011; 6(9): e23884.
20. Wolska A, Lech-Maranda E, Robak T. Toll-like рецептори и тяхната роля при хематологични злокачествени заболявания. Curr Mol Med 2009; 9 (3): 324–35.
21. Huang LY, Dumontelle JL, Zolodz M, et al. Използване на анализи на tolllike рецептори за откриване и идентифициране на микробни замърсители в биологични продукти. J Clin Microbiol 2009; 47 (11): 3427–34.
22. Машима Р, Саеки К, Йошимура А, et al. FLN29, нов интерферон и LPS-индуцируем ген, действащ като отрицателен регулатор наподобни на таксата рецепторно сигнализиране. J Biol Chem 2005; 280 (50): 41289–97.
23. Jain S, Chodisetti SB, Agrewala JN, et al. Сигнализацията на CD40 синергизира с TLR-2 в BCR независимо активиране на В клетки в покой. PloS One 2011; 6: 20651.
24. Wang Y, Lehner T. Индуциране на вроден имунитет при контрола на мукозното предаване на HIV. Curr Opin HIV AIDS 2011; 6 (5): 398–404.
25. Mishra BB, Gundra UM, Teale JM.изразяване и разпространение на Toll-подобни рецептори 11-13 в мозъка по време на миша невроцистицеркоза. J Невровъзпаление 2008; 5: 53.
26. Hanisch UK, Johnson TV, Kipnis J.подобни на таксата рецептори: роли в невропротекция? Тенденции Neurosci 2008; 31 (4): 176–82.
27. Holley MM, Zhang Y, Lehrmann E, et al. Слушането на Toll-подобен рецептор 2 (TLR2)-TLR9 диктува IL-12 семейно производство на цитокини в микроглия. Глия 2012; 60 21 (5): 733–41.
31 Lin Q, Li M, Fang D, et al. Съществените роли на Toll-подобни рецепторни сигнални пътища при стерилни възпалителни заболявания. Int Immunopharm 2011; 11 (10): 1422–32.
32. Pasare C, Medzhitov R. Toll-подобни рецептори: балансиране на устойчивостта на гостоприемника с имунна толерантност. Curr Opin Immunol 2003; 15 (6): 677–82.
33. Macedo L, Pinhal-Enfield G, Alshits V, et al. Зарастването на рани е нарушено при дефицит на MyD88 мишки: роля на MyD88 в регулирането на заздравяването на рани от аденозин А2А рецептори. Am J Pathol 2007; 171 (6): 1774–88.
34. Крелин Н.К., Гарсия Р.В., Хадисфар О et al. Човешките CD4+ Т клетки експресират TLR5 и неговият лиганд флагелин повишава супресивния капацитет и експресията на FOXP3 в CD4+CD25+ Т регулаторните клетки. J Immunol 2005; 175 (12): 8051–9.
35. Sutmuller RP, Morgan ME, Netea MG, et al. подобни на таксата рецептори върху регулаторните Т клетки: разширяване на имунната регулация. Тенденции Immunol 2006; 27 (8): 387–93.
36. Hasan UA, Trinchieri G, Vlach J.подобни на таксата рецепторното сигнализиране стимулира навлизането в клетъчния цикъл и прогресията във фибробластите. J Biol Chem 2005; 280 (21): 20620–7.
37 Jung YO, Cho ML, Lee SY, et al. Синергизъм на тол-подобни рецептор 2 (TLR2), TLR4 и TLR6 лигиране върху производството на тумор некрозис фактор(TNF)-алфа в животински модел на спонтанен артрит на интерлевкин(IL)-1 рецепторен антагонист-дефицитни мишки. Immunol Lett 2009; 123 (2): 138–43.
38. Zhou M, McFarland-Mancini MM, Funk HM, et al. Експресия на Toll-подобен рецептор в нормален яйчник и овариални тумори. Cancer Immunol Immunother 2009; 58 (9): 1375–85.
39. Lu Q, Darveau RP, Samaranayake LP, et al. Диференциална модулация на човека(бета)дефензини експресия в човешки гингивален епител от липополизахарид на Porphyromonas gingivalis с тетра ипента-ацилиран липидни А структури. Innate Immun 2009; 15 (6): 325–35.
40. Le Mandat Schultz A, Bonnard A, Barreau F, et al. Експресия на TLR-2, TLR-4, NOD2 и pNF-kappaB в модел на неонатален плъх на некротизиращ ентероколит. PloS One 2007; 2: 1102.
41. Aoki MP, Carrera-Silva EA, Cuervo H, et al. Неимунните клетки допринасят за взаимодействието между имунните клетки и възпалителните медиатори във вродения отговор на инфекцията с Trypanosoma cruzi. J Parasitol Res 2012; 10: 13.
42. Балкуил Ф., Мантовани А. Възпаление и рак: обратно към Вирхов? Lancet 2001; 357: 539–45.
43. Ошима Х, Ошима М, Инаба К, Такето ММ.Хиперпластични стомашни тумори, индуцирани от активирани макрофаги в COX-2/mP-GES-1 трансгенни мишки. EMBOJ 2004; 23 (7): 1669–78.
44. Кумар Пачатундиканди С, Бранд С, Мадасери Дж, Бакерт С.Индукция на експресия на TLR-2 и TLR-5 от Helicobacter pylori превключва зависими от cagPAI сигнализация, водеща до секреция на IL-8 и TNF-α. PloS One 2011; 6:19614.
45. Smith SM, Moran AP, Duggan SP, et al. Tribbles 3: нов регулатор на TLR2-медиирано сигнализиране в отговор на Helicobacter pylori липополизахарид. J Immunol 2011; 186 (4): 2462–71.
46. Ng M.T, Van't Hof R, Hold GL, et al. Увеличаване на афинитета на свързване на NFkappaB на варианта С алел наподобен на такса рецептор 9 -1237T/C полиморфизмът е свързан сИндуциран от Helicobacter pylori стомашно заболяване. Infect Immun 2010; 78 (3): 1345–52.
47 Фуката М, Абреу МТ. Роля на Toll-подобни рецептори при стомашно-чревни злокачествени заболявания. Oncogene 2008; 27 (2): 234–43.
48. Huang B, Zhao J, Shen S, et al. Listeria monocytogenes насърчава растежа на тумора чрез туморни клеткиподобни на таксата сигнализиране на рецептор 2. Cancer Res 2007; 67 (9): 4346–52.
49. Machida K. TLR, алкохол, HCV и туморогенеза. Gastroenterol Res Pract 2010; 10:8.
50. Iwakiri D, Takada K. Роля на EBERs в патогенезата на EBV инфекцията. Adv Cancer Res 2010; 107: 119-36.
51. Siennicka J, Trzcinska A, Czescic A, Dunal M.подобни на таксата рецепторна експресия върху лимфомни клетки на Burkitt. Med Dosw Mikrobiol 2011; 63 (4): 349–54.
52. Kundu SD, Lee C, Billips BK, et al. Таксата рецепторен път: нов механизъм напричинена от инфекция канцерогенеза на епителните клетки на простатата. Простата 2008; 68 (2): 223–9.
53. Littman AJ, Jackson L.A., White E, et al. Междулабораторна надеждност на микроимунофлуоресцентния тест за измерване на Chlamydiaспецифични за пневмония титри на имуноглобулин А и G антитела. Clin Diagn Lab Immunol 2004; 11 (3): 615–7.
54. Remmelts HH, Meijvis SC, Biesma DH, et al. Дексаметазон намалява системния цитокинов отговор при пациенти спридобити в обществото пневмония. Clin Vaccine Immunol 2012; 19 (9): 1532–8.
55. H Salim OE, Hamid HK, Mekki SO, et al. Колоректален карцином, свързан с шистозомиаза: възможна причинно-следствена връзка. World J Surg Oncol 2010; 8: 68.
56. Shacter E, Weitzman SA. хронично възпаление и рак. Онкология (Williston Park) 2002; 16 (2): 217–26.
57. Hasan A, Sadoh D, Palmer R, et al. Имунните отговори към човешки и микробни протеини на топлинен шок при пародонтално заболяване със и без коронарна болест на сърцето. ClinExp Immunol 2005; 142 (3): 585–94.
58. Szczepanski MJ, Czystowska M, Zeromski J, et al. Задействане на Toll-like рецептор 4, експресиран върху плоскоклетъчен карцином на главата и шията на човека, подпомага развитието на тумора и предпазва тумора от имунна атака. Cancer Res 2009; 69 (7): 3105–13.
59. Yu L, Wang L, Chen S. Екзогенни или ендогенни Toll-подобни рецепторни лиганди: кой е MVP в туморогенезата? Cell Mol Life Science 2012; 69 (6): 935–49.
60. Ilvesaro JM, Merrell MA, SwainTM, et al. Тол като рецептор-9 агонистите стимулират инвазията на рак на простататаинвитро. Простата 2007; 67 (7): 774–81.
61. Cherfils-Vicini J, Platonova S, Gillard M, et al. Задействането на TLR7 и TLR8, експресирани от човешки белодробни ракови клетки, индуцира клетъчно оцеляване и химиорезистентност. J Clin Invest 2010; 120 (4): 1285–97.
62. Zeromski J, Mozer-Lisewska I, Kaczmarek M. Значение на таксата рецепторна експресия при туморен растеж и разпространение: кратък преглед. Cancer Microenviron 2008; 1 (1): 37–42.
63. Yang H, Zhou H, Feng P, et al. Намалена експресия на Toll-like рецептор 4 инхибира пролиферацията на човешки ракови клетки на гърдата и секрецията на възпалителни цитокини. J Exp Clin Cancer Res 2010; 29 (1): 92.
64. Bilko D. Тол-подобна рецепторна експресия в клетъчни линии и първичен туморен материал. Научни бележки на НаУКМА 2008; 80:15-7.
65. Petricevic B, Vrbanec D, Jakic-Razumovic J, et al. Израз на Toll-like рецептор 4 и бета 1 интегрин при рак на гърдата. Med Oncol 2012; 29 (2): 486–94.
66. Saint-Jean M, Knol AC, Nguyen JM, et al. TLR експресия в човешки меланомни клетки. Eur J Dermatol 2011; 21 (6): 899–905.
67. Núñez NG, Andreani V, Crespo MI, et al. IFNβ, произведен от TLR4-активиран туморните клетки участват в подобряването на антитуморния имунен отговор. Cancer Res 2012; 72 (3): 592–603.
68 Sheyhidin I, Nabi G, Hasim A, et al. Свръхекспресия на TLR-3, TLR-4, TLR-7 и TLR-9 при плоскоклетъчен карцином на хранопровода. World J Gastroenterol 2011; 17 (32): 3745–51.
69. Kelly MG, Alvero AB, Chen R, et al. TLR-4 сигнализирането насърчава туморния растеж и химиорезистентността на паклитаксел при рак на яйчниците. Cancer Res 2006; 66 (7): 3859–68.
2.2. Разпознаване на извънземни във вродената имунна система
in vivo върху животни с нокаут за TLR гените (чрез изчезването на способността да се осигури защита срещу определени патогени). TLR свързващите места имат доста висок афинитет към лиганди. Тези региони са подковообразни структури, чиято външна част е образувана от a-спирали, а вътрешната част, която свързва лиганда, е образувана от p-слоеве. Данните за специфичността и локализацията на човешки TLRs са схематично показани на фиг. 2.11.
Най-често TLR разпознават липидосъдържащи структури, олигонуклеотиди и въглехидрати; най-рядко - протеини (например флагелин в случай на TLR-5). Много е трудно да се образува комплекс, когато бактериалният LPS се разпознае от TLR-4 рецептора (виж Фиг. 2.10). Разпознаването на LPS на първо място изисква освобождаването му от бактериалната клетъчна стена, след което той образува комплекс със серумния фактор LBP (LPS-свързващ комплекс - LPS-свързващ комплекс). LBP има афинитет към мембранната молекула CD14, което осигурява взаимодействието на LPS-LBP комплекса с нея. Тогава този комплекс (вече прикрепен към мембраната чрез липид А, който е част от LPS) се свързва с вътрешната (хидрофобна) повърхност на молекулата MD2, външната му повърхност взаимодейства с вътрешната повърхност на подковата TLR-4 (т.е. в всъщност TLR-4 разпознава не LPS, а MD2). Подобна роля на корецепторните молекули е разкрита при разпознаването на TLR-2 модели; в този случай CD14, CD36 молекулите и avP3 интегрин (витронектин) действат като корецептори. Очевидно участието на допълнителни молекули е необходимо за разпознаването на TLR модели.
Някои TLR разпознават нуклеинови киселини и структури, подобни на нуклеотидите, което е важно за разпознаването както на вируси, така и на бактерии. Така TLR-3 разпознава двойноверижна РНК, характерна за повечето вируси, докато TLR-9 разпознава ДНК региони, обогатени с неметилирани CpG (цитидин-фосфат-гуанозин) последователности, характерни за бактериална ДНК. TLR-7 и TLR-8 имат афинитет към производни на имидазохолин и гуанозин (например при взаимодействие с тях TLR-7 мобилизира антивирусна защита). Като се има предвид структурната връзка на тези производни с вирусна ДНК, се смята, че TLR-7 и TLR-8 участват в разпознаването на едноверижна вирусна РНК. Всичките 4 вида TLR, които разпознават нуклеинови киселини (TLR-3, TLR-7, TLR-8, TLR-9), са локализирани вътре в клетката (виж Фиг. 2.11). Поради особеностите на структурата на трансмембранната област на тези TLR, те присъстват само върху мембраната на ендоплазмения ретикулум, но не и върху плазмолемата. По време на ендоцитоза на материала, съдържащ PAMP, TLRs се мобилизират от мембраната на ретикулума към мембраната на фаголизозомата, където разпознават модели и предават сигнал в клетката. Локализацията на TLR-3, TLR-7, TLR-8, TLR-9 не на клетъчната повърхност, а във фаголизозомата предотвратява разпознаването на собствените нуклеинови киселини, което е изпълнено с развитието на автоимунна патология. Собствената ДНК или РНК попада във фаголизозомите само по време на засилена апоптоза. В допълнение, нуклеиновите киселини, разположени във вирусите и бактериите, стават достъпни за рецепторите само във фаголизозомите, където патогените се унищожават. Експресията на TLR върху вродени имунни клетки е описана в таблица 1. 2.10.
В резултат на разпознаването на TLR лиганда се генерира сигнал за активиране. В този случай вътреклетъчният TIR домен и свързаните с него адаптерни молекули играят решаваща роля. Процесът на сигнализиране на TLR ще бъде разгледан в контекста на активирането на вродена имунна клетка (вижте раздел 2.2.4).
Таблица 2.10. Експресия на Toll-подобни рецептори върху клетките на имунната система
|
Рецептор |
Видове клетки |
Ефект на активирането върху експресията |
||||||||
|
Моноцити и макрофаги |
Неутрофили |
-0 Да се аз ¦8- относно аз аз ко О 0 |
мастни клетки |
Дендритни клетки |
естествено убийци |
аз аз н f да се « 1 CQ |
аз аз н f да се « |
естествено регулаторен Т клетки |
||
|
TLR-1 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ (M, P) |
+ |
+ |
+ |
+ |
Конститутивна експресия върху всички клетки |
|
TLR-2 |
++ |
++ |
|
+ |
++(M) |
|
|
|
+ |
|
|
TLR-3 |
++/+* |
- |
- |
- |
++(M) |
++ |
- |
+ |
- |
Без печалба |
|
TLR-4 |
++ |
++ |
+ |
+ |
++(M) |
+ |
|
|
+ |
Подобряване под въздействието на свързаните с патогена молекулярни модели и цитокини |
|
TLR-5 |
++ |
+ |
- |
- |
+ (М) |
+ |
+ |
- |
+ |
Без печалба |
|
TLR-6 |
++ |
+ |
- |
+ |
+(M, P) |
+ |
+ |
++ |
+ |
Един и същ |
|
TLR-7 |
+ |
+ |
+ |
- |
+ (P) |
- |
- |
+ |
+ |
Укрепване под въздействието на цитокини |
|
TLR-8 |
++ |
+ |
- |
- |
+ (М) |
+ |
+ |
- |
+ |
Укрепване под въздействието на IFNy |
|
TLR-9 |
+ |
+ |
+ |
- |
+ (P) |
+ |
- |
+ |
- |
Един и същ |
|
TLR-10 |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
- |
+ |
- |
Без печалба |
М - миелоиден;
P - плазмоцитоид;
* - силна експресия върху моноцитите, по-слаба експресия върху макрофагите.
Вече споменатите Toll рецептори са открити в съвсем различен, неимунологичен контекст в края на 80-те години.
Първият протеин от това семейство е характеризиран в лабораторията на C. Ntisslcin-Volhard по време на скрининга на мутации в гените, участващи в регулацията на дорсовентралния компонент на ембриогенезата (10). Бяха открити няколко гена, чиито продукти принадлежаха към един и същ сигнален път и една от мутациите доведе до факта, че ларвите на Drosophila нямат ясно изразена вентрална или задна страна, целият ембрион изглежда се състои само от гърба. Този мутант получи името „Toll“, което на немски означава „изненадващо, необичайно“, именно поради необичайния фенотип. Според традицията на генетиците генът също е получил същото име. Интересното е, че за комплекса от произведения, които откриват повечето от генетичните пътища, участващи в ранното ембрионално развитие на Drosophila (включително Toll), беше награден Нобелова награда 1995 г. - буквално в навечерието на откриването на ролята на този ген във вродения имунитет. Може би Toll е най-"нобеловият" ген в историята на науката.
Така генът Toll кодира протеин, състоящ се от три домена, единият от които е трансмембранен. Екстрацелуларният домен съдържа около 30 повторения с фиксирано разстояние между консервативните левцини, те се наричат богати на левцин региони или повторения (богати на левцин региони, LRR) и се намират в много протеини, свързани с имунния отговор в различни организми. Функцията на вътреклетъчния домен първоначално не беше разбрана, но постепенно стана ясно, че той ще сигнализира за активирането на транскрипционни фактори, които са роднини на NFkB при мишки. Както при хора, така и при мишки, NFkB е семейство от изключително важни транскрипционни фактори, които участват в индуцирането на много гени, участващи във възпалителния и имунен отговор. Както вече споменахме, основният компонент на защитната реакция при мухите е индуцирането на антимикробни пептиди, които, като се свързват с клетъчните стени на бактерии или гъбички, ги убиват. Когато гените, кодиращи тези антимикробни пептиди, бяха клонирани в началото на 90-те години на миналия век, се оказа, че техните промотори съдържат ДНК последователности, съответстващи на NFKB-свързващи места. Това показва, че гените, които се индуцират по време на защитния имунен отговор чрез сигналния път на Toll, се регулират транскрипционно от NFkB. Остава да се провери дали тези защитни пептиди ще бъдат произведени в мухи, мутирали от Toll (първоначалната мутация на Toll не е подходяща, тъй като е смъртоносна!) и какво ще се случи, ако бъдат заразени с бактерии или гъбички. Както беше отбелязано във въведението, именно този "нобелов" експеримент беше поставен в лабораторията на Й. Хофман в Страсбург от Б. Леметр. Оказа се, че мутантните мухи бързо умират в отговор на гъбични инфекции именно защото в тях не се синтезират противогъбични пептиди, които обикновено се индуцират бързо в отговор на инфекция. Интересното е, че отговорът на някои бактериални патогени при тези мухи е напълно нормален, което предполага, че мутацията е нарушила само един клон на вродения имунен отговор.
Както вече беше отбелязано, след кратко време Toll-подобни рецептори също са клонирани при бозайници, хора и мишки. Те се наричат TLR - Toll-подобни рецептори (или Toll-подобни рецептори). По-късно се оказа, че при бозайниците има 10-12 такива рецептора, като броят на функционалните рецептори варира при различните видове, което показва скорошни еволюционни промени.
Миши и човешки TLR също индуцират сигнален път, водещ до NFkB активиране, което задейства експресията на различни ефекторни гени, включително гени за възпалителни цитокини и така наречените костимулиращи молекули.
Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.
6. Цитокинова мрежа. Класификация и функция на цитокините.
Цитокините са група от разтворими клетъчни пептидни медиатори, произвеждани от различни клетки на тялото и играят важна роля в осигуряването на физиологичните процеси в нормални и патологични състояния.
Свойства на цитокините:
полипептиди със среден ММ (< 30 кД)
регулират силата и продължителността на имунните и възпалителните реакции
секретирани локално
действат като паракринни и автокринни фактори
свойство на излишък (едни и същи цитокини се произвеждат от различни клетки)
взаимодействат с цитокиновите рецептори с висок афинитет върху клетъчните мембрани
плейотропия (едни и същи цитокини действат върху различни прицелни клетки)
каскадно ("цитокинова мрежа")
синергия, антагонизъм
Класификация на цитокините:
Интерлевкините (IL1-IL18) са секреторни регулаторни протеини на имунната система, които осигуряват медиаторни взаимодействия в имунната система и нейната връзка с други системи на тялото.
Интерфероните (IFNα,β,γ) са антивирусни средства с изразен имунорегулиращ ефект.
Тумор некротичните фактори (TNFα, TNFβ) са цитокини с цитотоксични и регулаторни ефекти.
Растежните фактори (FGF, FRE, TGF β) са регулатори на растежа, диференциацията и функционалната активност на клетките.
Колониостимулиращите фактори (GM-CSF, G-CSF, M-CSF) са стимулатори на растежа и диференциацията на хематопоетичните клетки.
Хемокините (RANTES, MCP-1, MIP-1a) са хемоатрактанти за левкоцитите.
Класификация на цитокините по биологична активност:
Цитокини - регулатори на възпалителни реакции:
провъзпалителни цитокини (IL-1, IL-6, IL-8, TNFα, IFNγ, MYTH)
противовъзпалителни (TRFβ, IL-10, IL-4, IL-13).
Цитокините са регулатори на клетъчния антиген-специфичен имунен отговор (IL-1, IL-2, IL-12, IL-10, IFNγ, TRFβ).
Цитокините са регулатори на хуморалния антиген-специфичен имунен отговор (IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-13, IFNγ, TRFβ).
7. Ендоцитни, сигнални и разтворими рецептори на вродения имунитет.
Специална роля в реакциите на вродения имунитет играят рецепторите за разпознаване на образи (PRR, особено Toll-подобни рецептори - TLR), които разпознават компоненти на микроорганизми и ендогенни сигнали за опасност, които възникват в тялото. В резултат на високоефективни механизми, вродената имунна система открива потенциални патогени чрез разпознаване на LPS, пептидогликани, липопептиди, флагелин и много други запазени и непроменени структурни молекули.
В това отношение вродената имунна система се счита за първата линия на защита срещу патогени при бозайниците. Една от целите на вродения имунитет е ранното разграничаване между патогени и непатогени, което е особено важно в граничните тъкани (лигавиците на храносмилателния тракт и дихателните пътища, кожата и др.).
Рецепторите за разпознаване на образи се класифицират по специфичност на лиганда, функция, локализация и еволюционен произход. Според функцията си те се делят на два класа: сигнални и ендоцитни.
Сигнални рецептори за разпознаване на образивключват, например, toll-подобни рецептори.
рецептори за разпознаване на ендоцитни образи, например макрофагите манозни рецептори, са необходими за прикрепването, абсорбцията и обработката на микроорганизми от фагоцити, независимо от вътреклетъчното регулаторно предаване на сигнала. Освен патогени, те разпознават и апоптотични клетки.
Мембранни рецептори за разпознаване на образи
Рецепторни кинази
Рецепторите за разпознаване на образи са открити за първи път в растенията. По-късно много хомоложни рецептори са открити при анализа на растителни геноми (370 в ориза, 47 в Arabidopsis). За разлика от рецепторите за разпознаване на образи при животните, които свързват вътреклетъчните протеин кинази, използвайки адапторни протеини, растителните рецептори са единичен протеин, състоящ се от няколко домена, извънклетъчен, който разпознава патоген, вътреклетъчен, който има киназна активност, и трансмембранен, който свързва първите две.
Toll-подобни рецептори
Този клас рецептори разпознава патогени извън клетките или в ендозоми. Те са открити за първи път в Drosophila и индуцират синтеза и секрецията на цитокини, необходими за активиране на имунния отговор. Toll-подобни рецептори вече са открити в много видове. При животните има 11 от тях (TLR1-TLR11). Взаимодействието на toll-подобни рецептори с лиганди води до индуциране на NF-kB и MAP-киназни сигнални пътища, които от своя страна индуцират синтеза и секрецията на цитокини и молекули, които стимулират представянето на антиген.
Рецептори за разпознаване на цитоплазмени образи
Nod-подобни рецептори
Nod-подобните рецептори са цитоплазмени протеини с различни функции. Около 20 от тях са открити при бозайници и повечето от тях са разделени на две основни подсемейства: NOD и NALP. В допълнение, това семейство рецептори включва трансактиватора на главния комплекс за хистосъвместимост клас II и някои други молекули. Разпознавайки патогена вътре в клетката, рецепторите олигомеризират и образуват инфламазома, която активира ензими за протеолитично активиране на цитокини, като интерлевкин 1 бета. Рецепторите също активират NF-kB сигналния път и синтеза на цитокини.
Известни са два основни представителя: NOD1 и NOD2. Свържете два различни бактериални пептидогликана.
Има 14 известни протеина (NALP1 - NALP14), които се активират от бактериални пептидогликани, ДНК, двойноверижна РНК, парамиксовирус и пикочна киселина. Мутациите в някои от NALPS са причина за наследствени автоимунни заболявания.
Други Nod-подобни рецептори
Молекули като IPAF и NAIP5/Birc1e също индуцират активиране на протеолитични цитокини в отговор на Salmonella и Legionella.
РНК хеликаза
След активиране на вирусна РНК се индуцира антивирусен имунен отговор. При бозайниците това са три молекули: RIG-I, MDA5 и LGP2.
Секретирани рецептори за разпознаване на образи
Много рецептори за разпознаване на образи, като комплементни рецептори, колектини и пентраксини, които по-специално включват С-реактивен протеин, не остават в клетката, която ги синтезира, и влизат в кръвния серум. Един от най-важните колекционери е лектин, свързващ манозата; той разпознава широк спектър от маноза-съдържащи патогени и индуцира лектиновия път за активиране на системата на комплемента.
