Các thụ thể nhận dạng mẫu và phát hiện virus

Các thụ thể nhận dạng mẫu (PRR) là các cảm biến được mã hóa trong dòng mầm mà qua đó hệ miễn dịch bẩm sinh phát hiện nhiễm virus. Chúng nhận diện các dấu hiệu phân tử được bảo tồn, quan trọng nhất là các axit nucleic của virus ở những vị trí hoặc dạng mà các phân tử của vật chủ thường không có, và khởi động quá trình truyền tín hiệu tạo ra interferon và các phản ứng viêm.

Definition

Các thụ thể nhận dạng mẫu là các cảm biến của vật chủ được mã hóa trong dòng mầm, nhận diện các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh được bảo tồn, bao gồm axit nucleic của virus, và khi được kích hoạt sẽ khởi động quá trình truyền tín hiệu gây ra interferon loại I và các chất trung gian gây viêm.

Scope

Mục này bao gồm các họ PRR chính liên quan đến việc phát hiện virus: các thụ thể Toll-like nội bào, các thụ thể RIG-I-like trong bào tương cảm nhận RNA của virus, và các cảm biến DNA như con đường cGAS-STING. Nó mô tả những gì các thụ thể này phát hiện và các phản ứng mà chúng kích hoạt, như tài liệu tham khảo về cảm biến bẩm sinh hơn là hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Những đặc điểm phân tử nào phân biệt axit nucleic của virus với axit nucleic của vật chủ?
• Những họ thụ thể nào cảm nhận RNA của virus so với DNA của virus, và trong những ngăn tế bào nào?
• Các tín hiệu PRR hội tụ như thế nào để cảm ứng gen interferon và gen gây viêm?
• Các loại tế bào khác nhau khác nhau như thế nào trong các bộ cảm biến của chúng?

Key concepts

• Các mẫu phân tử liên quan đến mầm bệnh (PAMPs)
• Các thụ thể Toll-like (TLR3, TLR7/8, TLR9)
• Các thụ thể RIG-I-like (RIG-I, MDA5)
• Cảm biến DNA trong bào tương (cGAS-STING)
• Các phân tử điều hợp và truyền tín hiệu (MAVS, MyD88, TRIF, STING)
• Cảm biến axit nucleic của virus theo ngăn

Mechanisms

Các họ PRR khác nhau tuần tra các ngăn khác nhau. Các thụ thể Toll-like nội bào phát hiện axit nucleic của virus được hấp thụ trong quá trình nhiễm trùng, bao gồm RNA sợi đôi, RNA sợi đơn và các motif DNA không methyl hóa. Trong bào tương, các thụ thể RIG-I-like như RIG-I và MDA5 cảm nhận các đặc điểm RNA của virus và truyền tín hiệu thông qua bộ điều hợp MAVS, trong khi các cảm biến DNA bao gồm cGAS tham gia vào con đường STING. Các thụ thể này phân biệt axit nucleic của virus với axit nucleic của vật chủ bằng các đặc điểm như vị trí, cấu trúc và biến đổi. Sự tham gia kích hoạt các yếu tố phiên mã thúc đẩy sản xuất interferon loại I và cytokine gây viêm, liên kết việc phát hiện với phản ứng interferon kháng virus.

Clinical relevance

Cảm biến PRR khởi động phản ứng interferon kháng virus và định hình quá trình viêm, và sự hiểu biết về nó là cơ sở cho sự quan tâm đến các chất bổ trợ và các chiến lược điều hòa interferon. Mục này mô tả các cơ chế cảm biến và không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

History

Việc xác định các thụ thể Toll-like là các cảm biến mẫu vào cuối những năm 1990 đã thiết lập khái niệm nhận dạng bẩm sinh được mã hóa trong dòng mầm. Thập kỷ tiếp theo đã bổ sung các cảm biến RNA trong bào tương (RIG-I và MDA5) và các con đường cảm biến DNA đỉnh điểm là cGAS-STING, xây dựng một bản đồ phân lớp về cách các tế bào vật chủ phát hiện virus trong các ngăn riêng biệt và kích hoạt các phản ứng interferon.

Key figures

• Shizuo Akira
• Osamu Takeuchi
• Taro Kawai
• Katherine Fitzgerald

Seminal works

• takeuchi-2010
• kawai-2006
• akira-2006

Frequently asked questions

Làm thế nào các thụ thể nhận dạng mẫu phân biệt axit nucleic của virus với axit nucleic của vật chủ?

Chúng khai thác sự khác biệt về vị trí, cấu trúc và biến đổi hóa học, ví dụ như cảm nhận RNA sợi đôi hoặc RNA 5'-triphosphate, hoặc DNA trong bào tương, nơi axit nucleic của tế bào thường không được trình bày dưới dạng đó.

Điều gì xảy ra sau khi một thụ thể nhận dạng mẫu phát hiện virus?

Sự gắn kết của thụ thể kích hoạt các bộ điều hợp tín hiệu và các yếu tố phiên mã thúc đẩy sản xuất interferon loại I và các cytokine gây viêm, khởi động phản ứng kháng virus bẩm sinh.