修改版TLR及信号通路课件

Toll样受体及其信号转导Tolllikereceptor(TLR)anditscellsignaling,1,PPT学习交流,病源体相关的分子模式（PAMP）,与模式识别受体(PRR)Toll样受体（TLR）,内容：,2,PPT学习交流,病源体相关的分子模式（PAMP）小偷小摸交通违规违章摆摊官员腐败劫持人质外敌入侵,模式识别受体(PRR)治安联防/片警交通警察铁血城管中纪委防暴警察陆海空三军,社会有机体的：,3,PPT学习交流,Health-threateningpathogens,4,PPT学习交流,a,|,OHHO,HOHO,HO._HOPO,H,OPOHHO,HM,IPAMP,HO,5,PPT学习交流,病源体相关的分子模式（PAMP）的特点,结构恒定,进化保守；可被固有免疫的特定受体所识别;病原体赖以生存、变化较小的主要部分(如病毒的双链RNA和细菌的脂多糖)，因此病原体很难发生突变逃逸固有免疫的作用。,6,PPT学习交流,PAMP分类：,PAMP,病毒/细菌胞核/产物,CpGDNA,单链RNA,双链RNA,7,PPT学习交流,PAMP主要成分脂多糖(A)和肽聚糖(B)的结构Mur(MurNac)：乙酰胞壁酸；Glc(GIcNac)：乙酰葡糖胺。,8,PPT学习交流,认识脂多糖（LPS）,脂多糖是PAMP的一个典型代表。对脂多糖的识别在固有免疫中有特殊的地位。首先，脂多糖为革兰阴性菌的胞壁成分，免疫刺激作用最强，全身感染会引起内毒素休克。这一致命的综合征是全身细菌感染后大量细胞因子特别是TNFa的分泌所引起，可导致脑、心、肾、肝等要害器官的衰竭，因而LPS又称内毒素。LPS还是固有免疫信号转导研究的突破口之一，由此发现了相应的受体TLR4，及一些当初未知的炎症基因信号转导和激活方式，开拓了研究固有免疫识别的新局面。,9,PPT学习交流,模式识别受体,Patternrecognitionreceptor，PRR模式识别受体是主要由免疫系统细胞表达的、识别微生物特定分子结构即病原相关分子模式的免疫受体。,10,PPT学习交流,模式识别受体特点：胚系基因编码；组成性地持续表达；快速应答；识别各种病原体表达的PAMP。,11,PPT学习交流,模式识别受体种类与分布：,体液中的模式识别分子:PRR的游离形式-五聚体蛋白：识别PAMP成分中的磷酸胆碱。-甘露糖结合凝集素：识别PAMP的碳水化合物。-脂多糖识别蛋白,12,PPT学习交流,模式识别受体种类与分布：,细胞表面模式识别受体-甘露糖受体（巨噬细胞）-清道夫受体（巨噬细胞）:LPS;脂蛋白；氧化LDL等-Toll样受体(TLR1/2/4/5/6/10),识别PAMP的甘露糖受体（A）和清道夫受体(B),13,PPT学习交流,模式识别受体种类与分布：,细胞内模式识别受体-Toll样受体(TLR3/7/8/9)-NOD样受体-RIG-1样受体,NLR:MDP系吞噬溶酶体中解离的革兰阳性菌胞壁肽聚糖相关成分，属PAMP,14,PPT学习交流,NLR,TLR,RLR,15,PPT学习交流,Toll样受体（TLR）：,TLR发现；TLR的分子结构与配体；TLR的胞内分布和定位；TLR信号转导与调控；TLR的生物学功能；靶向TLR的疾病治疗,16,PPT学习交流,TLR发现,17,PPT学习交流,Tollmutation,DiscoveryofToll/TLRs,18,PPT学习交流,TLRs发现/研究进展/潜在应用：,TLR基因克隆和功能鉴定；TLR信号传导通路鉴定；TLR在发育、抗感染免疫和其他生物学过程中的作用；TLR:疾病干预的靶点。,19,PPT学习交流,人类与果蝇Toll/TLR进化树比较,hTLR1hTLR6hTLR10hTLR2,dToll9,hTLR9,hTLR7hTLR8hTLR5hTLR3hTLR4dToll6dToll8dToll7,18WheelerdTolldToll5dToll3dToll4,人类,果蝇,*,果蝇：9Toll;,人类：10TLR;,鼠：9TLR;,20,PPT学习交流,II:TLR的分子结构与配体,21,PPT学习交流,TLR的配体：,*,22,PPT学习交流,a,TLR8If?o(?l?A,23,PPT学习交流,配体（PAMP）介导TLR的活化,24,PPT学习交流,TLR结构示意图,胞外区跨膜区：富含Cys胞内区:TIR，蛋白相互作用区,TLR二聚化：比如TLR3/4二聚体，TLR2/TLR1异二聚体等。,25,PPT学习交流,TLR结构简图,富含亮氨酸重复序列,(TLR/IL-1R),26,PPT学习交流,23LRR；Dimer:LRR12/20LRR20:参与配体结合TLR3ectodomain,LRR,27,PPT学习交流,TIR结构域介导的细胞互作,TIR,28,PPT学习交流,TIR结构域介导的信号传递与调控,29,PPT学习交流,TLR的胞内分布和定位,30,PPT学习交流,TLR广泛分布于免疫器官和心、脑、肺、肝、肾等器官组织内；TLR主要表达在免疫细胞，在某些上皮细胞和成纤维细胞也有表达；不同的TLR可表达于不同细胞上；同一细胞可表达多种TLR。,TLR的组织分布,31,PPT学习交流,32,PPT学习交流,ExpressionpatternsandPAMPspecificities,33,PPT学习交流,TLR胞内定位:细胞膜配体；内体、溶酶体和内质网TLR,34,PPT学习交流,$gTLR,TLRTrlacyl,/2/4/5/6/1,LPS,HF-B,Endosorne,TRAMTRJF,HF-B,TLR2-TLR1,M088,NF-B,TywIIFLI,Inflammatorycytokines,TIRAP,klyDBBdependoIpet:hway,35,PPT学习交流,TLRVirus-infectedcells,Plesmamembrane,Endolysosome,poly(I:C)dsRNA,dsRNA,Inflammatorycytokines,T,Autophagosome,UNC93B1,IRF3,TLRs,ER,MyDB8,(TLR3/7/8/9):,Bacteria,DNA,TLRB,Inflammatorycytokines,TIlFN,IRF7,36,PPT学习交流,TLR信号转导与调控,37,PPT学习交流,接头蛋白：MyD88衔接蛋白蛋白激酶：IRAK,转录因子：NF-B病原体杀伤,炎症基因,TLR通路组成,LPS,配体受体,38,PPT学习交流,MyD88依赖非依赖信号转导通路,39,PPT学习交流,AP1,Targetgene,MyD88依赖的信号转导通路,40,PPT学习交流,MyD88非依赖的信号转导通路,41,PPT学习交流,TollisactivatedbytheprocessedSptzle(left).TollactivationleadstointracellularsignalingviacytoplasmicproteinsTubeandPelle,leadingtothedegradationofCactusandnuclearlocalizationofNF-BproteinsDorsalandDif.Thesetranscriptionfactorsbindtopromotersoftargetgenes,suchasdrosomycin,activatingtheirtranscription.,果蝇Toll受体通路：,42,PPT学习交流,TLR信号转导的调控,CaoXT:NatureImmunology,43,PPT学习交流,TLR信号转导调控的意义,正常生理状态下，机体存在着多种TLRs的调控机制，以维持免疫反应的平衡；既适度活化TLR信号通路清除病原体，又防止TLR信号过度活化，以免发生过强的免疫反应，造成内毒素休克和自身免疫性疾病等。,44,PPT学习交流,TLR信号转导的正调控,酪氨酸激酶Btk参与TLR2/4/9信号途径，增强NF-B活性，促进下游基因表达。,45,PPT学习交流,TLR信号转导的负调控,免疫细胞存在多层次的针对不同靶点的负向调控因子，可对TLR信号转导的的开启和传导起到精确的调控作用。,46,PPT学习交流,TLR,SBP-2,47,PPT学习交流,TLR信号通路的负调控的方式,胞外负调控因子如sTLR4，竞争性抑制；跨膜负调控分子促使TLR连接复合体的解离，ST2；干扰功能复合体的形成，RP105胞内负调控因子泛素化降解，如Triad3A降解TLR49；竞争抑制等；病原体源性负调控因子,48,PPT学习交流,病原体来源的负调控因子,BacteriafightsbackagainstTLRs!,49,PPT学习交流,TLR的生物学功能,50,PPT学习交流,TLR的生物学功能,调节固有免疫和获得性免疫;抗微生物感染;组织损伤;发育;肿瘤发生与治疗,51,PPT学习交流,TLRs与免疫应答,52,PPT学习交流,I:Toll突变果蝇对真菌和细菌等病原体易感性增强,53,PPT学习交流,Nature2000,(CpGDNA),54,PPT学习交流,WhichTLRisresponsibletoCpGDNAstimulus?,?,55,PPT学习交流,Alignmentofhumanandmicetolllikereceptor9,Identityof75.5%+ConservedLRR,56,PPT学习交流,AlignmentofthecytoplasmicdomainsofhumanTLRfamilymembers,ConservedTIRdomain,57,PPT学习交流,TLR9expressioninimmunetissue,58,PPT学习交流,ConstructionofTLR9knockoutmice,59,PPT学习交流,ImpairedresponsestoCpGODNinTLR9-/-cells(Splenocytes,CpGoligodeoxynucleotide(ODN)andnon-CpGODN?,60,PPT学习交流,ImpairedresponsestoCpGODNinTLR9-/-cells.(Peritonealmacrophages),61,PPT学习交流,ResistancetoCpGODN-inducedshockinTLR9-/-mice,62,PPT学习交流,63,PPT学习交流,dh$hbt0ih,SSMD88-D9cI9ht,64,PPT学习交流,MyD88KOMiceAreResistanttoLPS-InducedEndotoxinShock,65,PPT学习交流,LackofLPSResponsivenessinMyD88KOMacrophages,66,PPT学习交流,LackofLPSResponsivenessinMyD88KOBCells,67,PPT学习交流,TLRs在固有免疫中的作用,上调吞噬相关基因的表达，直接增强天然免疫细胞的吞噬与杀伤能力；促进免疫相关细胞因子和趋化因子的分泌；促进抗微生物肽（如防御素）的分泌。TLRs识别PAMP是机体启动并扩大天然免疫效应的重要机制。,68,PPT学习交流,TLRs可诱导树突状细胞成熟；TLRs可诱T细胞向Th1或Th2分化；TLRs可诱导调节性T细胞活化；其他,TLRs多环节调节获得性/特异性免疫应答,69,PPT学习交流,TLR与肿瘤,70,PPT学习交流,NatureMed2007,71,PPT学习交流,TLR4-MyD88controlsantigenpresentationbyDCsengulfingapoptoticbodiesinvitro,72,PPT学习交流,TLR4expressionbyDCsisrequiredfortheimmuneresponseagainstdyingtumorcellsinvivo,73,PPT学习交流,TheimmunogenicityofdyingtumorcellsafterchemotherapyorradiotherapydependsonthereleaseoftheTLR4ligandHMGB1,74,PPT学习交流,TLR4anditsligandHMGB1arebothrequiredforthesuccessofvaccinationagainsttumorcells,75,PPT学习交流,TLR4dictatestheefficacyofantitumorchemotherapyandradiotherapyinmice,76,PPT学习交流,TLR4dictatestheefficacyofantitumorchemotherapyinhumans,77,PPT学习交流,78,PPT学习交流,TLR与组织损伤,OxPLs,Cell,2008,79,PPT学习交流,IdentificationofOxidativeStressandToll-likeReceptor4SignalingasaKeyPathwayofAcuteLungInjury,TLR4IsaSusceptibilityGeneforAcuteLungInjury,80,PPT学习交流,IdentificationofOxidativeStressandToll-likeReceptor4SignalingasaKeyPathwayofAcuteLungInjury,TRIF-TRAF6-NFkB-CytokineSignalingMediatestheSeverityofAcidAspiration-InducedAcuteLungInjury,81,PPT学习交流,IdentificationofOxidativeStressandToll-likeReceptor4SignalingasaKeyPathwayofAcuteLungInjury,TLR4-TRIF-TRAF6-NFkB-Cytokine（IL-6）,82,PP