B细胞综述

-1-动物发育生物学论文-2-Toll样受体与B细胞摘要：B细胞是免疫系统中的抗体产生细胞。其表面有众多的膜分子，其中某些为B胞所特有，某些为B细胞与其他细胞所特有。它们在B细胞识别抗原和随后的激活、增殖、产生抗体中发挥作用。Toll样受体(Toll-likereceptors，TLRs)广泛表达于固有免疫系统和获得性免疫系统。它们能够识别内外源致病原含有的保守病原体相关分子模式(pathogenassociatedmolecularpatterns，PAMPs)，启动宿主防卫反应，并参与B细胞的增殖，成熟和功能调节。关键词：B细胞；Toll样受体（TLRs）一、Toll样受体与B细胞Toll蛋白最早发现于果蝇体内，是在果蝇的发育和天然免疫中发挥抗微生物感染作用的重要受体。1997年．Medzhitov等首次发现与果蝇同源的人Toll蛋白，并命名为Toll样受体(TLRs)。到目前为止，已经陆续发现了十余种TLRs。TLRs广泛表达于哺乳动物细胞表面，是一种跨膜信号转导蛋白。作为宿主免疫的必需分子之一，Toll样受体(TLRs)广泛表达于固有免疫系统和获得性免疫系统。能够识别内外源致病原含有的保守病原体相关分子模式(PAMP)［1］，启动固有免疫反应并调节获得性免疫反应的性质和强度。因此，TLRs是连接固有免疫和获得性免疫的重要桥梁，决定获得性免疫的发展方向。Toll样受体家族包括细胞表面的TLR(TLR4／MD2,TLR1,TLR2和TLR6等和细胞内的TLR(TLR3,TLR7,TLR8和TLR9等)。TLRs介导抗原呈递细胞，如树突状细胞(DCs)的成熟和活化。多种TLR亚型(TLR1,10)均表达于B细胞，且对B细胞分化和功能具有重要调节作用。（一）、TLRs在B细胞上的表达TLRs是一种I型跨膜蛋白，由紧密相连的3个部分组成，即胞外区、跨膜区和胞内区。胞外区是由19～25个富含亮氨酸重复序列(LRR)的片断组成，约550～980个氨基酸，整个胞外结构域弯曲成马鞍状，其中的LRR部分构成配体结合区，参与识别各种病原相关分子；跨膜区是富含半胱氨酸的结构域；胞内段被称为TIR区[Toll／白细胞介素-l受体(IL-1R)]，约200个氨基酸大小，为所有TLR及1L-lR分子胞内段所共有。该结构域可以与胞内其他带有相同TIR结构域的分子发生相互作用，启动信号传递，是信号传导的-3-主要区域［2］。TLRs主要表达于固有免疫细胞。近年，研究者利用实时定量PCR和流式细胞术等方法检测和分析了TLR在不同亚群B细胞的表达和功能。结果表明，TLRs在不同亚群、不同种属B细胞的表达不尽相同。Veit等发现健康人外周血原初B细胞高表达TLR1、6、7、9和10，低表达TLR2、3、4、5和8。另外，人类扁桃腺中B细胞和外周血中B细胞TLR的表达也略有不同。目前的研究表明，扁桃腺B细胞只表达TLR1、6和10[3]。尽管在人类的原初B细胞中检测到几乎所有TLR亚型的表达，但当B细胞在体内或体外被激活时，只有TLR7、TLR9及TLR10的表达明显上调。TLR9和TLR10的表达随着B细胞的分化和成熟而增加。BCR活化、CD40-CIMOL结合或CpG2006刺激均可上调B细胞TLR7、TLR9和TLR10表达。其中CpG2006可增加其自身识别受体TLR9的表达水平，形成正反馈调节，从而持续增强CpG2006的刺激作用。TLR7的配体不能直接诱导B细胞增殖，需要在I型IFN的辅助下，才能上调TLR7的表达，增强TLR7的敏感性，促进B细胞增殖和分化[3,4]。（二）、TLRs在B细胞中的信号通路TLRs识别上述相应病原体PAMPs及内源性配体后，每种TLR可以通过与胞浆区内不同的受体接头蛋白结合进行信号转导。根据接头蛋白的不同可分为髓系分化蛋白88(MyD88)依赖性和非MyD88依赖性途径。除TLR3外所有的TLRs都可以通过MyD88介导下游的信号转导。MyD88是一种35kDa的胞浆内蛋白质，为TLRs信号途径巾普遍存在的接头分子，同时也是TLR／IL-1R超家族的重要成员之一。它的C端含TIR结构域，与TLRs胞内区的TIR结合，N端则是死亡结构域(deathdomain，DD)。在信号转导的过程中，MyD88一方面可通过C末端的TIR区域与TLR的TIR区直接相连，同时又可通过N末端的DD区与IL-1受体相关激酶(IRAK)相互作用，形成TLR-MyD88-IRAK受体复合物，使信号下传，可激活核因子-B(NF-κB)和激活蛋白-1(AP-1)，控制炎症因子的分泌。另外，目前研究还发现存在其他TLRs接头蛋白，均含有TIR功能域，主要包括：TIR接头蛋白(TIRdomain-containingadaptorprotein，TIRAP)、TIR的接头分子(TIRdomain-containingadaptormolecule，TRAM)、TIR的接头因子(TIRdomain-containingadaptorfactor，TRIF)。MyD88非依赖性TLR信号转导途径主要是通过TRIF(Toll／IL-1Domaincontainingadaptorproteininducinginterferon-8)进行传递的。人TRIF基因位-4-于染色体19p13.3，与TLR3和TLR4诱导干扰素(IFN)-Q和IFN-8产生有关。其中TLR3通过TRIF与TBK1(TRAF-family-memb-er-associatedNF-κBactivator-bindingkinase)和IKK相互作用，进而促进干扰素调节因子3(IRF3)和NF-κB的激活，从而诱导IFN-B等基因的表达。TLR4的配体可诱导TLR4和MD-2形成异源二聚体，通过两种不同的接头蛋白启动两种不同的信号通路：一种是TIRAP-MyD88通路，通过激活NF-κB促进相关促炎因子产生；另一种是TRIF-TRAM通路，通过调节IRF-3活性诱导I型IFN产生和共刺激分子表达。TLR9表达于内质网，在受到CpGODN刺激后，TLR9被聚集到内吞小体，与内吞小体内的CpGODN结合，激活MyD88通路，引起NF-κB活化。类似的研究表明TLR9也可以激活MyD88-非依赖信号通路。其它TLRs对B细胞发育和功能的调节也是通过MyD88-依赖和MyD88-非依赖信号通路。例如，Hason等发现B细胞TLR10信号途径是MyD88依赖的；CohenSfady等证明HSP60可结合TLR4，通过MyD88-依赖信号通路活化B细胞[5]；Rpl05在与LPS结合后，通过MyD88-非依赖信号通路促进B细胞增殖及自身抗体增加。新近研究提示，其它信号途径中的重要激酶也参与了B细胞中TLR信号调节。如Lemmers等利用B细胞中caspase-8特异性失活动物，证明caspase-8对于B细胞发育无明显影响；但当体内出现病毒感染时，B细胞中caspase-8缺失引起抗体产生减少；当B细胞的TLR2、3、4活化后，caspase-8在维持B细胞存活过程中起重要作用[6]。（三）、TLRs在B细胞中的作用研究表明，TLRs可通过T细胞依赖和非依赖两种途径激活B细胞，诱导B细胞增殖、向浆细胞分化、细胞因子和趋化因子产生及抗体类别转换[7]。B细胞活化和抗体分泌需要三种信号共同参与。TLRs刺激提供了除信号1和信号2之外的第三信号。另外，TLRs信号也可抑制BCR信号介导的B细胞自发性凋亡，提高B细胞的存活率。因此，TLRs在调节B细胞发育、分化和生物学功能，甚至机体免疫反应过程中均发挥了重要作用。(1)、TLR2与B细胞TLR2在内源性和外源性致病原诱导的B细胞增殖、分化和抗体产生过程中发挥了重要作用。由于人类B细胞中未检测到TLR4表达，所以LPS无法刺激人类B细胞活化。灵芝多糖是传统的免疫调节剂，其主要组分ReishiF3对B细胞活化和分化过程均有重要调节作用。TLR2可以和多种表面分子，如TLR1、TLR6、CD14和CD36等，形成异源二聚体，识别不同配体，介导B细胞活化和抗体产生过程。另外，TLR2激动剂促进人脾脏B-5-细胞向生发中心B细胞分化，上调CD77表达，增加趋化因子分泌。TLR2可以作为一个重要的靶点开发有效的疫苗佐剂［2］。(2)、TLR3、TLR7与B细胞DNA和含有DNA的自身抗原均可通过BCR和TLR9协同作用激活自身反应性B细胞，提示含有RNA的大分子(如snRNP)可能通过与B细胞TLR结合诱导B细胞活化。TLR3和TLR7可识别含有DNA及RNA的自身抗原，诱导B细胞对自身抗原的抗体反应。IFN-α是一种高表达于SLE患者体内且与该疾病进程紧密相连的细胞因子，其可以促进TLR3和TLR7活化，增强B细胞对含有DNA和RNA自身抗原的抗体反应[8]。(3)、TLR9与B细胞1．TLR9参与了B细胞介导的自身免疫反应：到目前为止，相对于其它TLRs，TLR9对B细胞分化和功能的调节作用研究得最为透彻。TLR9活化可协同BCR信号刺激自身反应性B细胞活化，促进原初B细胞和记忆B细胞产生IL-6、TNF-α和IL-l0，诱导免疫耐受。抗DNAIgG的自身抗体可与低甲基化的CpG-DNA形成复合物，进一步分别通过IgG与BCR的结合及复合物中DNA与TLR9的结合，协同作用，促进B细胞分化和抗体类型转换。人们曾认为这种低甲基化DNA主要来源于环境中的病原体。然而，新近研究表明，哺乳动物DNA中也含有少量低甲基化CpG，因此也可刺激自身反应性B细胞活化。由此可见，凋亡细胞和坏死细胞的自身DNA也可形成自身反应免疫复合物。另外，抗DNAB细胞本身，既可以通过BCR，也可以通过TLR9结合DNA，因此低甲基化CpGODN也可不通过形成免疫复合物，直接刺激B细胞，打破自身反应性B细胞介导的免疫耐受，启动自身免疫反应。2．TLR9对B细胞的免疫调节功能：CpGODN可促进IFN-γ和IL-12释放，诱导免疫反应向Thl方向发展。研究证明，CpGODN可直接调节B细胞活性，诱导抗体类别转换，促进B细胞产生Thl样免疫球蛋白，如IgG2a、IgG2b和IgG3，抑制B细胞产生Th2样免疫球蛋白，如IgG1和IgE。IgG1和IgE的产生则并非完全依赖于MyD88信号途径。对于人类B细胞，CpGODN优先刺激活化的B细胞和记忆B细胞，对人类原初B细胞活化和功能调节需要BCR信号辅助。这与活化B细胞和记忆B细胞高表达TLR9，而原初B细胞低表达TLR9是一致的[3]。但是，新近Jiang等发现，在BCR未被激活时，CpGODN不仅可以有效地诱导原初B细胞增殖、存活和分化，而且可增强B细胞抗原呈递能力，表现为增加细胞表面HLA-DR、CD40和CD80表达［9］。另外，CpGODN本身也可促进人类B细胞-6-辅助刺激分子和趋化因子受体表达上调，但需要CD40信号的协同作用，而对免疫球蛋白和IL-6、IL-10等细胞因子产生的诱导作用需要CD40信号或pDC信号的协助。二、展望TLR的发现使人们对B细胞上TLRs信号在自身免疫病和癌症等多种疾病过程中的作用机制有了更全面的认识：外源性和内源性致病原可通过TLRs调节B细胞发育和生物学功能。TLR4能通过IRAK4途径参与天然免疫和获得性免疫[10]。TLRs的作用引起了人们极大的关注，目前研究集中于自身免疫性疾病和病毒性疾病的研究中[11]。以TLRs为靶点，直接或间接调节B细胞的发育和体液免疫功能，为自身免疫病和肿瘤等炎性疾病提供了新的免疫治疗途径和方法。参考文献1.HeineH,UlmerAJ,Recognitionofbacterialproductsbytoll-likereceptors.ChemImmunolAllergy,2005,86:99-119.2.SeitzM.Foillikereceptors:sensorsoftheinnateimmunesystern.Allergy,2006,58(1