Toll样受体与模式识别

Toll样受体（TLRs）是模式识别受体家族的一员，它们能识别微生物和组织损伤的保守分子特征，并触发先天免疫反应。它们是先天免疫系统如何通过种系编码受体（而非适应性免疫的重排受体）区分广泛病原体类别的原型。

Definition

Toll样受体是跨膜模式识别受体，它们结合保守的微生物或损伤相关分子模式，并启动细胞内信号传导，从而激活先天免疫和炎症反应。

Scope

本条目涵盖了模式识别的概念、TLRs感知的配体（病原体相关分子模式和损伤相关分子模式）、不同TLRs的细胞表面和内体定位，以及最终导致炎症基因表达的衔接蛋白依赖性信号传导。这是一个生物化学和免疫学参考主题，不提供临床指导。

Core questions

• Toll样受体识别哪些分子模式？
• 先天免疫系统如何通过有限的受体实现广泛识别？
• 受体定位如何影响TLR能够感知的配体？
• TLR结合如何导致炎症基因表达？

Key concepts

• 模式识别受体
• 病原体相关分子模式
• 损伤相关分子模式
• 种系编码识别
• 细胞表面与内体TLRs
• 衔接蛋白（MyD88, TRIF）
• NF-kB驱动的炎症基因表达
• 先天免疫到适应性免疫的桥接

Key theories

模式识别（Janeway）假说

先天免疫利用有限的种系编码受体库来检测微生物类别共有的保守分子模式，从而使系统能够区分广泛的病原体类别，并在没有先前暴露的情况下发出激活防御的信号。

Mechanisms

Toll样受体具有富含亮氨酸重复序列的胞外域，可结合保守的分子模式，以及一个细胞质TIR结构域，该结构域是信号传导的起始点。细胞表面TLRs通常感知微生物膜和细胞壁组分，而内体TLRs则感知微生物核酸，这种定位安排有助于区分微生物分子和自身分子。配体结合促进受体二聚化和TIR结构域衔接蛋白（主要是MyD88和TRIF）的募集，这些衔接蛋白组装激酶复合物，激活NF-kB和干扰素调节因子等转录因子。结果是炎症细胞因子和I型干扰素的转录，从而动员先天防御并帮助塑造随后的适应性反应。

Clinical relevance

TLRs的模式识别是宿主防御和炎症的核心，TLR信号传导失调与脓毒症、慢性炎症和自身免疫疾病有关。本条目描述了其基础生物学，不提供诊断或治疗建议。

History

Charles Janeway提出先天免疫依赖于识别保守微生物模式的种系编码受体，1997年鉴定出激活免疫信号的人类Toll同源物提供了分子支持。随后在果蝇和小鼠中的遗传学研究确立了Toll家族受体作为感染传感器，十年来的生物化学研究则阐明了TLR配体、衔接蛋白和下游转录程序。

Key figures

• Charles Janeway
• Ruslan Medzhitov
• Shizuo Akira
• Bruce Beutler
• Jules Hoffmann

Seminal works

• medzhitov-1997
• takeda-2003
• akira-2006

Frequently asked questions

少数受体如何识别如此多的病原体？

Toll样受体感知的是微生物整个类别而非单个物种共有的保守分子模式，因此有限的种系编码受体集可以检测广泛的威胁类别。

为什么有些Toll样受体位于内体内部？

内体TLRs感知微生物核酸；将这些受体限制在细胞内区室有助于将识别限制在来自内吞微生物的物质，并减少对自身分子的不适当反应。