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模式识别受体在健康和疾病中的应用

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发表时间：2021-08-04 11:11作者：武汉新启迪Xinqidibio

摘要

模式识别受体是一类能直接识别病原体表面特定分子结构、凋亡宿主细胞和受损衰老细胞的受体。PRRS桥非特异性免疫和特异性免疫。通过配体的识别和结合，PRRs可以产生非特异性的抗感染、抗肿瘤等免疫保护作用。脊椎动物天然免疫系统中的PRRs根据蛋白质结构域同源性可分为以下五种类型：Toll样受体(TLRs)、核苷酸寡聚区(NOD)样受体(NLRs)、维甲酸诱导基因-I(RLRs)、C型凝集素受体(CLRs)、黑色素瘤-2(AIM 2)样受体(ALRS)。PRRS主要由配体识别域、中间结构域和效应域组成。PRRS识别并结合它们各自的配体，并通过它们的效应域招募具有相同结构的适配器分子，启动下游信号通路发挥作用。近年来，对PRRs及其配体识别与结合的研究日益增多，极大地促进了对不同PRRs信号通路的理解，为免疫相关疾病甚至肿瘤的治疗提供了思路。本文就PRR的历史、结构特征、配体识别机制、信号通路、相关疾病、临床试验新药及临床治疗等方面作一综述，并探讨模式识别机制在治疗PRR相关疾病中的意义。

导言

对抗在生物体中逐渐进化的病原体的第一道防线是先天免疫，1第一，宿主的皮肤、粘膜组织、血脑屏障和化学屏障(如脂肪酸、pH、酶和补体系统)能有效抵抗一般病原微生物的入侵；2,3,4其次，脊椎动物的天然免疫系统通过非特异性的免疫防御和天然免疫细胞的监视来保护机体。天然免疫细胞主要包括单核细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞、NK细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性细胞。5,6与特异性较高的T细胞和B细胞不同，天然免疫细胞不表达特异性抗原识别受体。模式识别受体通过对病原体表面的一些常见分子、凋亡的宿主细胞和受损的衰老细胞的识别和结合，诱导出抗感染、抗肿瘤等免疫保护作用，并参与特异性免疫应答的启动和作用过程。7,8,9

20世纪90年代，Janway提出了病原体相关分子模式(PAMPs)和PRRs识别PAMPs的假说，这一假说具有划时代的意义，改变了对天然免疫的研究。10这一假说的要点是天然免疫信号与适应性免疫反应的启动之间的联系。病原微生物的某些独特而保守的成分可以诱导激活T细胞所需的第二信号，从而控制正常条件下的适应性免疫。11,12此外，宿主体内还存在一类能够识别病原微生物并及时激活第二信号的受体，这些受体与基因重排无关。在脊椎动物中，先天免疫识别致病微生物，并协助激活和表达激活适应性免疫的第二信号。13

Toll样受体(Tol-like Receptor，TLRs)是在天然免疫系统中发现的最早的PRRs之一，在炎症反应中起着重要的作用。14,15因此，这里简要描述了以TLRs为代表的PRRs的发展历史。TLRs首次以基因的形式在果蝇中发现。研究表明，该基因的功能与果蝇胚胎发育过程中背腹轴的形成有关。161988年，桥本等人。发现Toll基因编码跨膜蛋白，澄清了Toll蛋白的结构。171991年，Gay等人。发现Toll蛋白与哺乳动物自然免疫分子白介素-1(IL-1)具有结构同源性，提示Toll的功能可能与免疫功能有关。181996年，霍夫曼小组发现Toll在果蝇对真菌感染的抗药性中起着重要作用。活菌突变体持续表达抗真菌肽，而Toll缺失突变体则丧失了抑制真菌感染的能力。研究发现，Toll能识别果蝇背腹发育过程中的一种重要蛋白--spatzle，并启动一系列信号转导激活抗真菌肽的表达。191997年，Janway等人。克隆人TLR 4。TLR 4可诱导核因子(NF)-κB的活化和共刺激分子CD 80的表达。这说明天然免疫可以识别病原微生物，激活第二信号的表达，这对于适应性免疫的激活是必不可少的。20自从TLR 4被发现以来，人们发现了许多PRR及其相应的配体。根据蛋白质结构域同源性，PRRS可分为以下五种类型：TLRs、核苷酸寡聚结构域(NOD)样受体(NLRs)、维甲酸诱导基因-Ⅰ(RLRs)、C型凝集素受体(CLRs)，黑色素瘤-2(AIM 2)样受体(ALRS)缺失。1).21PRRS是天然免疫中免疫受体的代表，以多种形式存在。PRRS不仅在细胞膜上表达，而且广泛分布于细胞内的间隔膜和细胞质中。22细胞质中的膜结合PRRs和PRRs主要由配体识别区、中间区和效应区组成。23,24PRRS通过识别配体激活下游信号通路。下游信号通路的激活可产生多种效应：合成和释放细胞因子、趋化因子、激素和生长因子；诱导慢性炎症；形成炎症微环境；启动天然免疫杀伤和随后的获得性免疫应答。9维持宿主微生态的平衡；消灭死亡或变异的细胞。

表1天然免疫中常见的PRRs

全尺寸表

PAMP是同一种病原微生物所共有的特殊且高度保守的分子结构，25,26包括脂类、蛋白质和核酸，如脂多糖(LPS)、脂肽酸(LTA)和细菌DNA。27,28PAMP是病原体生存所必需的，通常具有在宿主细胞中不存在的独特的分子或亚细胞特征。因此，天然免疫细胞可以通过PRRs识别PAMP，区分“自我”和“非自我”，29对病原体及其产品做出反应。然而，宿主在受到自身组织损伤、细胞坏死等因素的刺激后，会产生一些蛋白质和代谢产物。30这些分子被称为损伤相关的分子模式(阻尼)。31PRRS还能识别这些分子，激活自然免疫，并引起炎症。32

随着各级PRRs结构和分布研究的进展，PRRs在天然免疫调节网络中的作用越来越明显。PRRs与配体的识别和结合是启动天然免疫反应的关键。因此，研究PRR介导的模式识别机制将有助于阐明疾病的信号通路和机制，为疾病的治疗提供新的靶点和方法。本文就不同类型PRRs的结构特点、配体识别机制、信号通路、相关疾病、新药及临床治疗等方面作一综述。研究PRRs的不同结构域和配体识别机制，不仅可以为PRRs的定义、作用和临床应用提供新的思路，而且可以促进天然免疫系统在相关疾病甚至肿瘤中作用的研究。

PRRS和配体识别机制

类收费受体

TLRs是一种膜结合信号受体，是脊椎动物天然免疫系统中重要的PRRs。15,33这种受体分子通常有两种功能，一种是与配体特异结合，另一种是传递信号。相应的信号转导将放大抗病原体感染的作用，使活跃在炎症反应中的免疫细胞通过基因转录激活，产生和分泌多种促炎和抗病毒因子。34,35,36到目前为止，人类已经发现了10种功能性TLRs(TLR 1-10)，在小鼠中发现了12种(TLR 1-9和TLR 11-13)。37,38,39,40,41TLR 10在小鼠体内由于插入逆转录酶而失去功能。42TLRs在不同的亚细胞结构中识别PAMPs。TLRs的细胞定位决定了配体的类型和识别机制。一些TLRs(TLR 1、2、4、5、6、10)以异二聚体或同二聚体的形式在免疫细胞表面表达，主要识别致病微生物的膜成分，如脂类、脂蛋白和蛋白质；另一些(TLR 3、7、8、9)以同二聚体的形式表达，主要识别微生物的核酸(图)。1).43

TLRs是Ⅰ型跨膜糖蛋白，由细胞外区、跨膜区和胞内区组成。44细胞外区含有富含亮氨酸的重复序列(LRRS)，负责识别特定配体并进行细胞外模式识别。胞内结构域与IL-1R具有相同的Toll/IL-1R(TIR)结构域，在信号转导中起着重要的作用。TLRs的胞外区含有LRRS，介导了TLRs的模式识别(图1)。1).452007年，研究人员利用X射线晶体衍射分析和确定了TLR-配体配合物的结构，46从而加深了对LRR域的理解。LRR结构域形状像马蹄铁，每个模块由一个保守的亮氨酸基元和一个可变区域组成。“LxxLxLxN(L-亮氨酸，x-任何氨基酸，N-天冬氨酸)”基序由20-30个氨基酸组成，位于马蹄形结构的凹面上。47,48,49,50马蹄形N端和C端含有半胱氨酸团簇形成的二硫键桥。51,52保护疏水核。TLR识别并结合了相应的PAMPs和内源性配体后，TIR结构域通过与细胞质区不同受体适配蛋白结合来传递信号。53,54TIR结构域有三个保守的氨基酸序列，称为1，2，3盒。根据不同的适配蛋白，TLRs信号可分为髓系分化因子88(MyD 88)依赖性和MyD 88非依赖性通路。1).55,56

探讨TLRs的模式识别机制对于了解天然免疫和某些肿瘤发生机制具有重要价值。因此，研究人员利用X射线晶体衍射来确定TLRs胞外结构域和配体配合物的晶体结构。虽然配体配合物具有不同的结构，但它们都具有相似的M型晶体结构。2).50,51TLR 1或TLR 6可与TLR 2形成TLR 1/TLR 2和TLR 6/TLR 2异二聚体，识别三酰化脂肽和二酰化脂肽。57分别。TLR 2在识别合适的配体后，可与TLR 1和TLR 6的胞外区形成M型结构，并与配体结合形成口袋结构。58,59,60,61TLR 1-TLR 2-三酰化脂肽复合物的晶体结构与TLR 2-TLR 6-二酰化脂肽复合物的晶体结构相似，但TLR 1和TLR 6在配体结合位点和二聚表面存在重要的结构差异。TLR 1-TLR 2的配体结合口袋位于中心区和C端结构域之间，TLR 1-TLR 2-三酰化脂肽通过氢键、疏水作用和配体结合口袋附近的离子相互作用等非共价键稳定。62在TLR 6中，氨基酸残基的侧链阻断配体结合口袋，导致口袋长度不到TLR 1的一半。此外，TLR2-TLR6杂二聚体主要由LRR11-14模块的表面暴露残基调控。2A，b).63对配体配合物结构的研究可以显著促进针对PRRs的小分子激动剂/拮抗剂的发现。最近的一项研究揭示了TLR 1-TLR 2非典型激动剂的激活机制。Diestcim是最近发现的TLR 1-TLR 2的小分子激活剂，但与三酰化脂肽复合物没有结构上的相似性。它与典型脂肽配体TLR 1-TLR 2在同一个结合口袋中相互作用。64晶体结构分析表明，双链RNA(DsRNA)与TLR 3的N端和C端的LRR结构域结合。65,66不同于其他TLRs直接识别配体的方式，67,68,69TLR 4与两种辅助分子--骨髓分化因子2(MD2)和LRR结构蛋白CD 14结合，特异性识别LPS。LPS通过LPS结合蛋白转运到单核细胞和巨噬细胞细胞膜上的CD 14，形成复合物，然后与TLR 4/MD2相互作用。70当LPS与TLR 4/MD2复合物结合后，利用MD2的疏水囊连接两个TLR4-MD2-LPS复合物，形成空间对称的M型TLR4-MD2-LPS二聚体，71然后构象变化会影响它们各自的功能域和发射信号(如图所示)。2C)。除了与LPS的结合外，TLR 4还参与识别天然产物(香豆蔻酸、紫杉醇)和肺溶素。72,73,74TLR 5是最保守、最重要的PRR，通常受细菌鞭毛素的刺激。以同二聚体的形式，TLR 5在侵袭性病原体的初级防御和免疫稳态调节中起着重要的作用。75虽然TLR在斑马鱼中的异二聚体结构和TLR 5-鞭毛素复合物的晶体结构已经有了明确的报道，但由于缺乏鱼类TLR的生化和结构信息，阻碍了对鞭毛素治疗的理解。未来应采用TLR 5-鞭毛素复杂结构模型和计算模拟的方法来研究鞭毛素介导的多种病原体与宿主免疫受体的相互作用(图一)。二维空间).76据报道，TLR 1-6在溶液中以单体形式存在，只有在配体结合时才发生二聚；而TLR 8和TLR 9则以预形成的二聚体形式存在，配体的结合会引起预形成二聚体的构象变化(图1)。1).49,77,78Lee发现TLR 10在胞体pH值下与dsRNA结合，表明dsRNA是TLR 10的配体。TLR 10对dsRNA的识别激活MyD 88，从而传递信号，抑制干扰素7(IRF 7)依赖型干扰素(IFN)的产生。79在小鼠中，TLR 11和TLR 12是识别的主要效应分子。弓形虫。承认弓形虫TgPRF中由TgPRF的一个酸性环和一个β发夹组成的特异性表面暴露基序依赖于TgPRF中的TLR 11蛋白。80,81,82

Nod样受体

一些病原微生物的生长周期与细胞质的感染有关。例如，病毒基因通常在细胞质中转录和翻译，病毒粒子被组装。此外，一些细菌和寄生虫有一系列的逃逸机制，如在吞噬体膜上打洞和进入细胞质。因此，病原体及其成分，以及感染和损伤产生的其他成分，都会出现在细胞质中，83这就需要在身体上承认PRR。NLRs是细胞内PRRs，由三个结构域组成：84,85一个是中心核苷酸结合域(NBD)，也称为Nacht结构域(由以下四种NLR成员的缩写合成：Naip、CIITA、HETE、TP1)，该结构域由NLR家族共有，对NLRs的核酸结合和寡聚非常重要。3C-末端的LRRS，用于识别配体；N-末端效应区，即蛋白质相互作用域，如caspase激活和补充结构域(CARD)或Pyrin结构域(PYD)。86,87,88,89根据N端效应子结构域的不同，NLRs家族可分为5个亚家族：NLRC亚家族(含卡片)、NLRP亚家族(含PYDs)、NLRB亚家族(含杆状病毒抑制蛋白重复序列)、N上帝军亚家族(含酸性激活域)和NLRX亚家族(含其他NLR效应区)。85

在NLRs家族中，对NOD 1和NOD 2蛋白的研究最为深入.Nod 1主要识别革兰氏阴性菌细胞壁的二氨基吡肟酸(γ-D-Glu-meso-diinopimelic acid，EI-DAP)。90,91NOD 2除了能识别所有细菌细胞壁中的mdp外，还能识别病毒的单链RNA(SsRNA)，但它必须是一种完整的病毒ssRNA。92NOD 2活化和信号转导的基本过程是：致病菌被巨噬细胞吞噬后，首先形成吞噬体，然后与溶酶体融合形成巨噬细胞。在溶酶体酶作用下，细菌细胞壁组分分解为肽聚糖，降解为具有免疫调节活性的细胞壁肽，进入胞浆，活化NOD 2。93一般来说，NLR分子的LRR结构域与中心Nacht结构域折叠形成U形结构域，从而抑制NLR的多聚化，使NLRs不活跃。94一旦PAMP与LRRS直接或间接结合，NLR分子就会改变构象，暴露Nacht寡聚结构域，引发寡聚，NLR分子被激活。95同时，N端效应区被暴露，通过同型相互作用，下游适配器分子和具有相同结构的信号蛋白被招募来启动相应的信号转导(图1)。3).96虽然NOD 1和NOD 2不存在跨膜结构域，但研究表明，NOD 1和NOD 2被吸收到质膜和内小体膜中，这是信号转导所必需的。97在这一过程中，棕榈糖基化起着至关重要的作用。在棕榈酰基转移酶ZDHHC 5作用下，NOD 1/2蛋白的修饰使NOD 1/2具有快速可逆的局部化变化特征，这是膜再生和炎症信号转导所必需的。98本研究给我们一个很好的启示，即PRRs的修饰可能在调节宿主天然免疫信号中发挥关键作用。

类I受体

RLRs也是细胞内PRRs。在先天抗病毒免疫中，除了TLR 7和TLR 9识别病毒核酸外，大多数细胞通过RLR识别病毒核酸，诱导抗病毒免疫应答。99,100目前发现的RLR家族成员主要包括三种：RIPⅠ、黑色素瘤分化相关基因5(MDA 5)和遗传学与生理学实验室(LGP 2)(图2)。4).101

在维甲酸诱导的急性早幼粒细胞白血病细胞中首次发现了钻机-I。2004年，人们发现，在干扰素-β启动子区域可以诱导报告基因的表达，证实了该基因的抗病毒活性。102该蛋白质的结构由三部分组成.103,104,105中间部分是DexD/H螺旋酶结构域，它是RLR家族的共同结构域，具有ATP酶和螺旋酶活性。106,107,108该蛋白质的N端由两个caspase激活和募集结构域串联而成，109负责向下游发送信号。110C端由抑制域(RD)和C端域(CTD)组成，可以调节自身的状态。106,111前者可抑制受体的激活，后者负责识别病毒RNA。112,113在静息状态下，CARD、CTD和螺旋酶结构域被折叠，并处于自抑制状态。在病毒感染期间，CTD识别病毒RNA，并经历构象变化。114钻机-我使用ATP水解酶活动暴露和激活卡和多功能，从而招募下游信号链接分子(图一)。4).115,116,117

MDA 5的结构和功能与钻机-I相似，DexD/H螺旋酶结构域在中间，N-端有两条卡，C-端有一条CTD，而MDA 5缺乏RD，因此不具有自抑制功能。与其他RLR相比，LGP 2没有卡，118,119因此，它不能吸收具有相同结构的分子来传递信号，但它可以通过rig-I和MDA 5调节病毒核酸的识别，从而防止RLR介导的耐药性。120,121,122,123LGP 2能负调控病毒dsRNA的识别，减少IFN和炎症因子的产生，最终抑制抗病毒天然免疫应答。124LGP 2在MDA 5介导的抗病毒反应中也起关键作用。125LGP 2在MDA 5特异性增强和干扰之间表现出浓度依赖性的转换.126最新的研究揭示了LGP 2介导的调节MDA 5抗病毒天然免疫反应的机制基础。LGP 2有利于MDA 5纤维的组装，并与MDA 5结合，形成异种低聚物。127此外，LGP 2还能显着地诱导MDA 5卡域的暴露。128印度鲤鱼的细菌感染拉贝奥·罗希塔经dsRNA和多种PAMPs刺激后，LGP 2基因表达显著增加，提示LGP 2具有抗病毒和抗菌细胞质受体的作用。129

尽管RLR家族成员具有相似的结构，但他们通过配体识别域识别不同病毒的RNA。130Rig-i和mda 5都能识别病毒dsRNA，但它们的识别取决于dsRNA的长度。131我主要识别较短的dsRNA(<1000 bp)的病毒，而MDA 5则倾向于识别长链的dsRNA(>1000 bp).132此外，rig-i通过识别病毒的5‘-三磷酸RNA来介导抗病毒反应.1335‘-端三磷酸基团可被rig-i识别为非自组分，但经过翻译后修饰后，该分子不能被rig-I识别。134由于宿主细胞RNA在细胞核合成后需要经过不同程度的加工和修饰，这些结果表明，rig-I可以区分病毒dsRNA和内源性RNA。在细胞里，我主要识别流感病毒，135水泡性口炎病毒136仙台病毒和日本脑炎病毒137,138MDA 5主要识别小RNA病毒，如脊髓灰质炎病毒。139,140MDA 5还参与了dsRNA类似物聚胞二酸(PolyI：C)的合成。以往的研究表明，丝状纤维是在RIP-I和MDA 5识别配体的过程中形成的，信号通路分别是从病毒dsRNA的尾部和内部启动的。141

虽然TLR 3、TLR 7、TLR 8和TLR 9在“Toll样受体”中被提及，但它们主要存在于内小体膜上。RLRs不仅可以在被多种病毒感染的细胞中表达，而且可以直接识别和感知存在于胞浆中的病毒产物和病毒颗粒。其抗病毒作用不容忽视。142

C型凝集素受体

CLRs属于吞噬性PRRs，也是目前研究中的一种受欢迎的受体。143吞噬细胞受体的功能不同于通过信号转导激活细胞的受体。它通过PRRs识别和结合PAMP，并将病原体放置在细胞质囊泡中，以便直接消化和消除以控制感染。144CLRs是一类在Ca参与下识别病原微生物表面碳水化合物的受体。+.145它在巨噬细胞、树突状细胞和某些组织细胞上表达。CLRs识别碳水化合物的能力是由碳水化合物识别域(CRD)介导的。146CLRs的CRD是一个致密的球形结构，这一区域称为C型凝集素样结构域(CTLD).147,148根据蛋白质在细胞膜上的位置，CLRs分为跨膜受体和分泌受体。146,149,150分泌受体的主要代表是胶原凝集素家族(在“细胞外模式识别分子”下)。151跨膜受体根据其拓扑结构可分为Ⅰ型和Ⅱ型。152,153Ⅰ型受体的N端指向细胞外，含有多个CRD，而II型受体的N端指向细胞内，只有一个CRD。154,155研究表明，绝大多数CLRs作为活性膜相关受体参与抗原的表达，CLRs主要在DC、巨噬细胞等抗原提呈细胞上表达。145CLR是由两个二硫键连接的圆形结构。156CLR在细胞外至少包含一个CTLD，而胞内结构域不同。

甘露糖受体(MRS)属于单链跨膜分子。157,158,159MR的胞外段由两部分组成：一是由8个连续的CTLD组成的近端膜，负责配体的内吞和转运；另一部分是富含半胱氨酸的凝集素结构域的远端膜端，它识别碳水化合物结合的硫酸化。160MR的内源性配体为溶酶体水解酶和髓过氧化物酶，以及病原体表达的富含甘露聚糖的结构。161,162

树突状细胞相关C型凝集素(Dectin)-1和Dectin-2是CLR家族的典型代表.163,164Dectin-1是一种在DC、巨噬细胞、中性粒细胞和单核细胞中表达的Ⅱ型跨膜蛋白.165胞外区域是CTLD。细胞内的尾与免疫受体酪氨酸基激活基序(ITAM)相连，166表明该受体也具有信号转导功能。Dectin-1可以识别各种真菌，167包括酵母，168 白色念珠菌,169,170 卡氏肺孢子虫,171,172隐球菌，173,174还有曲霉菌。175,176Dectin-1的配体为β-1，3-葡聚糖，经配体识别和结合后，可通过酪氨酸激酶依赖和酪氨酸激酶无关途径激活下游信号。177,178糖基化是蛋白质(包括抗体)翻译后修饰的一种重要修饰，179它能显著改变蛋白质或抗体的结构和功能，也是免疫系统调节生物活性的关键机制。180糖基化异常常与恶性肿瘤有关。179因此，对糖基化糖聚糖分子的鉴定为人类传染病和恶性疾病的治疗提供了一条新的途径。研究发现，Dectin-1能识别糖基化位点N-端天冬酰胺附近的芳香氨基酸和抗体的核心岩藻糖，不竞争β-葡聚糖的同一蛋白结合位点，因此，Dectin-1可以通过与核心岩藻糖的结合来调节IgG诱导的免疫应答。181

与Dectin-1不同的是，Dectin-2不包含ITAM序列，不具有信号转导功能.182Dectin-2主要识别真菌细胞壁中的α-mannan，并识别曼氏血吸虫鸡蛋抗原。183,184Dectin-2识别结合配体的分子机制一直是研究的热点。Decout等人185经纯化后发现对Dectin-2的刺激作用结核分枝杆菌甘露糖冠脂阿拉伯甘露聚糖需要(α1→2)连接的甘露糖组成帽.此外，Dectin-2还能识别其他细菌中的脂聚糖.185,186从上述两种配体的结构和功能关系来看，双甘露苷帽和多价相互作用是Dectin-2识别结合配体和传导信号所必需的。187

AIM 2样受体

ALRS是一种能识别细胞内DNA的新型PRRs。188,189C-末端是DNA结合区HIN-200，N-末端是PYD.189,190,191,192HIN-200结构域识别双链DNA并与其结合.N端pyd与凋亡相关斑点样蛋白卡(Asc)的pyd结合，193,194从而促进炎症小体的形成，促进IL-1、β和IL-18的成熟和释放。195AIM 2的DNA结合亲和力及其炎症体活性均依赖于dsDNA，并可沿dsDNA组装成丝状结构。然而，没有dsDNA，它也可以形成丝在较高的蛋白质浓度。196,197,198ALRS不仅参与天然免疫应答，而且调节细胞凋亡，这与肿瘤的发生和发展有关。199

胞外可溶性模式识别分子

天然免疫反应的启动依赖于模式识别分子(PRMS)对PAMPs的识别，包括细胞PRRs和胞外可溶性PRMs。它们是一类能在血清中发挥抗菌作用的游离受体。200虽然天然免疫模式识别不具备适应性免疫应答的抗原特异性，但机体在病原微生物感染后产生的部分PRMs仍存在于血清中。一旦新的病原体入侵，它们也可以像抗菌分子一样与病原体结合，并发挥有效的作用。与细胞相关的PRRs不同，胞外可溶性PRMs是非特异性体液免疫的重要组成部分.201胞外可溶性PRMs由不同的分子家族组成，主要包括五肽，202收藏品和小说。203它们通常有两种功能：一种是它们识别各种致病因素，并通过补体激活来消除它们，204,205调理，206炎症调节的聚集和中和；另一种是它们与细胞相关的PRRs相互作用，并调节它们的功能，共同调节天然免疫反应。207

五肽具有五分子聚集的特点，在进化过程中具有高度保守性，包括短分子和长分子两大家族。208,209,210,211短分子家族称为急性相蛋白，以C反应蛋白(CRP)为代表。212,213,214血清淀粉样P组分215,216分别在人类和老鼠身上。这些分子主要由肝脏在炎症信号和白细胞介素刺激下产生。它们是反映全身炎症反应的非特异性蛋白质。机体感染或受伤后，血清水平迅速上升。CRP一般与钙中病原微生物表面表达的磷胆碱结合。+-依赖态度。217SAA能与细菌外膜蛋白A结合，并与TLRs相互作用。218,219在临床上，SAA和CRP常作为感染性疾病的辅助诊断指标，但研究表明，SAA和CRP对非感染性疾病也有诊断价值，可作为疾病分类指标。220,221五肽长分子家族的代表是PTX 3，222这是独一无二的，因为它有一个长的N端域。PTX 3是由树突状细胞、单核巨噬细胞、上皮细胞、平滑肌细胞(SMCs)和内皮细胞在多种炎症因子的调节下产生的。223PTX 3参与某些病原体的防御和炎症的调节。224,225,226由于PTX 3在炎症刺激条件下的表达急剧增加，可成为全身急性炎症和多种肿瘤的生物标志物。227在2019年冠状病毒病(新冠肺炎)患者中，循环和肺骨髓单核细胞及内皮细胞表达较高水平的PTX 3，PTX 3血浆浓度可作为判断急性胰腺炎近期死亡率的独立、较强的预后指标。228,229

凝集素主要包括甘露糖结合凝集素(MBL)和表面活性剂蛋白(SP).151,230MBL是通过连接多个同质三聚体而形成的。三聚体的每个组成部分包括一个CRD，一个α螺旋和一个由胶原螺旋形成的主茎。231,232胶原的主茎将每个三聚体聚集成束。MBL由六个CRD组成。151CRD的末端可以识别甘露糖、岩藻糖、葡萄糖等多种病原体表面的糖结构。233,234,235涉及的病原体包括酵母、寄生虫、革兰氏菌等。236,237,238,239,240当每个CRD在同一三聚体或相邻三聚体之间的距离为45 oA时，最有利于配体结合。241其他家庭成员包括A和D，242它们存在于肺泡表面，是肺部重要的天然免疫防御分子。两者均由N端区、CRD区、颈部区、胶原样区等部分组成.243CRD识别和结合糖基。其生物学意义在于，它们可以选择性地识别对自身有害的微生物碳水化合物结构。244,245

无花果素的结构域类似于凝集素，但它能识别多种具有纤维蛋白原型碳水化合物识别结构的细菌。246,247它的配体是N-乙酰氨基葡萄糖和LTA，革兰氏阳性细菌的细胞壁组分.248,249

PRRs信号通路

参与信号转导的分子主要有三种：蛋白激酶、适配蛋白和转录因子。虽然PRR在不同的亚细胞结构中被它们各自的配体激活，但参与信号转导的三种主要分子具有相似的结构和功能，它们传递的信号是互相交谈的，它们可以聚合成几条共同的信号通路。

NF-κB信号

转录因子NF-κB最早被发现参与B细胞κ链基因的转录。250NF-κB是由p50和p65两种分子组成的杂二聚体，在正常条件下由于与抑制蛋白IκB结合而不起作用。NF-κB在细胞炎症和免疫应答过程中起关键作用，251,252其介导的信号通路普遍存在于各种免疫细胞的激活中，包括由PRRs在天然免疫中启动的信号转导(图1)。5).253

在TLRs启动的信号转导中，45TLR识别并结合相应的PAMPs和阻尼后，TIR结构域通过与细胞质区不同受体适配蛋白结合的方式传递信号。254,255根据不同的适配蛋白，TLR信号通路可分为MyD 88依赖通路和MyD 88无关通路。256MyD 88在C端有一个TIR结构域，在N端有一个死亡结构域，是大多数TLR信号转导途径中的连接分子。257目前的研究表明，在MyD 88依赖的通路中，MyD 88信号主要导致促炎性细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)、IL-6、IL-1和趋化因子的产生。258,259,260MyD 88的C端与TLR的胞内区结合，MyD 88的N端与IL-1R相关激酶4(IRAK 4)结合。261并通过其中央激酶结构域的自磷酸化激活IRAK 1和IRAK 2。然后将泛素连接酶TNF受体相关因子6(TRAF 6)与转化生长因子(TGF)-β激活激酶1(TAK 1)和两种TAK结合蛋白(表1和TAB 4)形成复合物。TRAF 6由于自身的泛素化而被降解。262,263TAK1-tab1-TAB 4复合物通过磷酸化激活IκB激酶(IKK)复合物。后者磷酸化IκB，并通过泛素化降解。NF-κB被释放并转运到细胞核，从而调节炎症基因的转录.264,265

在NLRs介导的信号通路中，当细菌成分侵入细胞时，NOD 1和NOD 2分别识别细菌ie-DAP和MDP。266,267然后，Nod样受体被激活，自我二聚体化，并通过其卡片招募下游受体相互作用的丝氨酸-苏氨酸蛋白2(RIP 2).268活化的RIP 2聚集下游TAK 1、TAK 1结合蛋白1和NF-κB必需调节剂/IKKα/IKKβ复合物，前者激活IKKα/IKKβ，269从而激活NF-κB的转录，促进促炎症因子的释放.

当病毒侵入细胞时，Rig-I和MDA 5通过CTD识别相应的病毒RNA，并发生构象变化。270激活的钻机-I和MDA-5通过与线粒体抗病毒信号蛋白(MAVS)结合，诱导下游信号转导。MAVS是一种重要的下游信号转导适配蛋白。N端包含一个类似卡的域，它通过卡卡交互绑定到rig-i和mda-5.271,272小牛体内富含脯氨酸的区域可以与一系列下游信号分子相互作用，如TRAF 3和6，273激活蛋白激酶IKK导致IκB磷酸化，265然后IκB被泛素化并被蛋白酶降解，激活NF-κB通路.274

与其他典型的PRR介导的信号通路不同，脾酪氨酸激酶(Syk)可与CLRs磷酸化的ITAM基序结合激活。275在Dectin-1/Syk通路中，Syk激活蛋白激酶C-δ，介导CARD 9的磷酸化。276这使得CARD 9可以与B细胞淋巴瘤10结合。277和对-aspase黏膜相关淋巴组织淋巴瘤易位蛋白1，形成一个典型的激活NF-κB的三种分子结构。278

丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导

MAPK是一组丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，可以被不同的细胞外刺激激活，279如细胞因子、神经递质、激素、细胞应激和细胞粘附。MAPK通路是细胞增殖、应激、炎症、分化、功能同步、转化和凋亡等信号转导途径的共同交叉点之一。280,281它是从细胞表面到细胞核内部的一种重要的信号传递器。

在TLR的MyD 88依赖通路中，IRAK-1通过磷酸化激活，并与TRAF 6相互作用。除激活IKK复合物外，还可引起MAPKs(c-Jun N端激酶(JNK)，p38MAPK)的激活。282此外，当细菌成分侵入细胞时，NLRs被激活，招募下游的CARD 9，从而激活p38，jnk，最后激活MAPK通路。283促进促炎因子的释放。

Tbk 1-irf-3信号

IRF-3是促进Ⅰ型干扰素合成的关键转录因子，在抗病毒天然免疫应答中起重要作用。284Irf-3可通过两条天然免疫抗病毒信号通路TLR 3/TLR 4-TIR结构域介导的蛋白诱导干扰素β(Trif)和rig-i-Mavs激活，285然后将其二聚体并合并到细胞核中工作(图中所示)。6).286

MyD 88非依赖性通路的适配蛋白是TRIF。TRIF轴主要诱导Ⅰ型IFN的表达。287当受体被识别并与配体结合后，TRIF和TRAF 3激活该通路，导致IKKε/坦克结合激酶1(TBK 1)的出现，288IRF 3磷酸化，Ⅰ型干扰素基因激活，促进IFN-α和IFN-β的表达，并发挥抗病毒作用。6).289,290,291

RLRs(如Rig-I和MDA 5)可以检测病毒核酸。MDA 5和钻机-我将与共享的caspase招募域交互，以诱导Mavs二聚体化和绑定到TRAF 3。134,140,292反过来，TRAF 3招募适配蛋白库NAP 1和SINTBAD。坦克连接上游的RLR信号转导到TBK 1，从而诱导IRF-3的磷酸化。IRF-3磷酸化和随后的二聚导致IRF-3核易位，导致Ⅰ型IFN基因表达(图1).6).192,293,294

炎症信号

炎症小体是由细胞质内PRRs组装而成的多蛋白复合体，是天然免疫系统的重要组成部分。295炎症体可以识别PAMPs或阻尼，并招募和激活Caspase-1。活化的Caspase-1将ProIL-1β/proIL-18拼接成相应的成熟细胞因子.193,296已经发现了五种主要类型的炎症体，即NLRP 1炎症体，297NLRP 3炎症298NLRC 4炎症299,300IPAF炎症小体和AIM 2炎症小体。301已知的炎症体通常含有ASC、caspase蛋白酶和NLR家族的一种蛋白(如NLRP 3)或HIN-200家族蛋白(如AIM 2)。以NLRP 3为例，302NLRP 3在胞内PAMPs或阻尼作用下的二聚作用使两种PYDs发生聚合。NLRP 3通过同型相互作用，与PYD和CARD结合激活ASC复合物，从而使由CAD和Caspase-1组成的效应复合物重新激活。这样，NLRP 3(LRR+Nacht+PYD)、ASC(PYD+CARD)和效应复合物(CARD+Caspase-1)共同构成炎症小体，产生重要的促炎因子。303,304,305在AIM 2识别细胞质dsDNA后，它还利用炎症体产生IL-1β和IL-18。在AIM 2识别细胞质dsDNA后，它还通过炎症途径产生IL-1β和IL-18(如图1所示)。7).306

天然免疫不仅在感染早期起到控制病原体感染和传播的作用，而且在启动和调节适应性免疫方面也起着重要的作用。12,307PRRs识别PAMPs后，天然免疫细胞通过信号转导产生不同类型的细胞因子，直接影响适应性免疫中T辅助型1(Th1)、Th2、Th17等亚群的分化。15例如，病原微生物激活巨噬细胞分泌IL-6、TGF-β、IL-23等细胞因子，促进Th17反应，导致过度的免疫炎症效应和组织损伤，或激活NK细胞分泌IFN-γ，然后激活巨噬细胞分泌IL-12，促进Th0向Th1分化，促进细胞免疫应答，有效消除病毒感染。13,308因此，免疫系统是一个相互影响的系统。任何抗感染过程都是通过不同成分的相互激活或抑制来完成的。这些成分和每种细胞因子一样小，和免疫系统一样大。

PRR相关疾病

PRRS与癌症

肿瘤的炎性微环境是肿瘤生长的屏障，有利于肿瘤的形成和发展。309PRRS广泛表达于多种肿瘤组织中，如结肠癌、肺癌、乳腺癌、胃癌、黑色素瘤等。310,311在肿瘤细胞表面活化PRRs可诱导大量细胞因子、趋化因子、激素和血管促进因子的表达，这是诱导肿瘤炎症微环境形成和促进肿瘤发展的重要因素之一。312,313同时，在免疫细胞上激活PRRs可以诱导包括DC、肿瘤相关巨噬细胞和B细胞在内的抗原提呈细胞激活肿瘤特异性T细胞反应或增强吞噬细胞的抗肿瘤作用。这也表明PRRs在肿瘤免疫治疗中的作用是非常重要的，可能是肿瘤患者的一种新的治疗策略。314,315

我们可以从GEPIA的数据中看到316 (Http://gepia.cancer-pku.cn/在多形性胶质母细胞瘤、脑低级别胶质瘤、肾透明细胞癌、急性髓系白血病(AML)和胰腺癌(PAAD)等肿瘤中，TLR水平显著升高。Nod 1/2在AML和PAAD中高表达，RLRs在AML、PAAD、弥漫性大B细胞淋巴瘤、头颈部鳞状细胞癌和胸腺瘤中高表达。

结直肠癌

大肠癌，包括结肠癌和直肠癌，是临床上最常见的胃肠道恶性肿瘤之一，也是严重危害人类健康的癌症之一。317,318肠粘膜上皮细胞和免疫细胞通过TLRs识别肠道微生物及其产物。319,320,321,322TLR 2能识别肽聚糖和脂肽，从而感染肠上皮细菌，产生抗感染和其他免疫保护作用。323研究表明，大肠癌组织中TLR 2蛋白的表达水平明显高于正常上皮组织，324TLR 2激动剂的使用显著增强了结肠癌细胞的增殖、迁移和侵袭能力。325TLR 4在结肠癌细胞表面高表达。经刺激和激活后，可诱导多种免疫抑制因子，从而促进结肠癌细胞的增殖和免疫逃逸。326首先，TLR 4通过TLR 4/MyD 88/NF-κB信号通路产生营养因子和血管生长因子，从而促进肿瘤细胞的侵袭。327,328TLR 4通过TLR 4/环氧合酶2(COX 2)/前列腺素E2(PGE 2)促进肿瘤增殖。PGE 2是重要的细胞生长和调节因子。在与特定受体结合后，它在介导细胞增殖、分化、凋亡等一系列细胞活动中发挥关键作用，具有免疫抑制和抗炎作用。COX 2是前列腺素合成的限速酶，在炎症、肿瘤等病理状态中也有高表达。329HSU等人330结果发现，敲除小鼠TLR 4基因后，肠粘膜COX 2和PGE 2的表达明显降低；PGE 2给药后，肠粘膜COX 2的表达显著增加，促进了肠肿瘤的发生。PGE 2给药后，肠粘膜COX 2表达明显增加，促进了肠肿瘤的发生。同时，也发现它能促进肠黏膜中两性调节素和表皮生长因子受体(EGFR)的表达。研究结果表明，肠慢性炎症所致大肠癌组织中TLR 4的异常表达，可显著增强肠黏膜细胞中PGE 2的表达、COX 2的上调和EGFR的磷酸化，从而促进肿瘤细胞的增殖。TLR 5在肿瘤免疫治疗中也起着重要作用。331在人结肠癌小鼠移植瘤模型中，肿瘤周围鞭毛素激活TLR 5，抑制肿瘤生长，促进肿瘤凋亡。332此外，TLR 9在肠系膜表面表达，通过产生免疫反应来维持肠内动态平衡和修复肠损伤。333TLR 9依赖MyD 88通路诱导下游信号产生多种炎症因子，如IL-8、TGF-β、PGE 2和其他免疫抑制分子。334导致炎症的不断发展，导致免疫逃逸，促进肿瘤细胞无限增殖。TLR 9识别外源配体后，NF-κB信号因子表达上调.该通路一旦打开，可诱导基质金属蛋白酶-13(MMP-13)的分泌和细胞间粘附分子-1的活化，从而促进肿瘤细胞的转移。335,336同时，转移瘤细胞在转移过程中与细胞基质结合和适应更好，增强了肿瘤细胞转移的稳定性。虽然TLR能促进结肠癌的转移，但抑制这些受体并不能完全阻碍肿瘤的进展。令人惊讶的是，NOD 1在人CRC及其细胞系中高表达。经C12-IE-DAP激活后，主要通过p38MAPK途径促进CRC细胞的粘附、迁移和转移。337

肝细胞癌

肝癌是最常见的原发性肝癌类型。在其众多的影响因素中，炎症是诱发肝癌的主要原因之一。338TLR 2在肝癌组织中的表达明显高于正常肝组织，TLR 2蛋白的表达与导致肝癌发生的突变基因如p53、PIK3CA和β-catenin有关。339,340,341,342此外，Chew等人。提示TLR 3的表达对肿瘤实质和NK细胞浸润有独立作用，其表达与抑制肿瘤细胞增殖、促进肿瘤细胞死亡、延长患者生存率有关。343提示TLR 3可能直接作用于肿瘤实质细胞，促进NK细胞的募集和活化，发挥抗肿瘤作用。越来越多的证据表明LPS在HCC的发生发展中起着重要作用。周等人344发现LPS激活肝癌细胞的TLR 4-AKT-SOX 2信号通路，提高肿瘤干细胞的能力；Lin等。345发现LPS激活的COX-2/PGE 2/信号转导子和转录激活因子3(STAT 3)在肝癌细胞中存在正反馈环，调控与肿瘤增殖、分化和凋亡相关的基因表达。在最近的肝癌治疗研究中，发现TLR 9激动剂联合抗PD-1抗体或抗PD-L1的抗肿瘤作用明显优于单药治疗。346肝癌细胞TLR 9的激活调控了多聚(ADP-核糖)聚合酶-1的自身化、泛素化和STAT 3的磷酸化，共同上调了Pd-L1的表达，最终诱导了免疫逃逸。虽然TLRs已被报道与肝脏的慢性炎症有关，但它们是否促进HCC的发展仍不确定。宋等人347发现TAK 1缺失的小鼠模型中TLR 4、TLR 9及其下游分子MyD 88的缺失可阻断肝组织炎症-纤维化-癌变轴，减轻肝损伤和肿瘤生长。对于TLR 3，肝癌患者TLR 3的下调导致预后不良(如免疫细胞聚集缺陷和转化肝细胞缺乏杀伤)，从而保护转化后的肝细胞免受凋亡，从而促进肝癌的发生。348因此，TLR 3的表达可能成为临床治疗监测的有用指标。

除了上述原因外，越来越多的证据表明肠-肝轴失衡也可能在HCC的发生中起作用。349周等人350发现NOD 2作为细菌传感器，通过已知的机制和新发现的机制将肠道来源的微生物与肝癌的发生联系起来。已知的机制是NOD 2以依赖于RIP 2的方式激活NF-κB、JAK 2/STAT 3和MAPK通路，导致肝脏炎症。351值得注意的是，活化的NOD 2也可以作为不依赖于RIP 2的核自噬途径的启动者，从而促进核成分层蛋白A/C的降解，导致DNA损伤修复机制的损伤和基因组不稳定性的增加，最终导致肝癌的发生。350同时发现ALRS的表达与HCC患者的肿瘤体积、分期和转移呈负相关。研究人员认为，ALRS在肝癌细胞中的过度表达可增加Caspase-1和IL-1a的表达，同时还可观察到乳酸脱氢酶的释放。352这是细胞凋亡发生的标志之一。因此，ALRS可能通过促进肿瘤细胞凋亡而发挥抗肿瘤作用。

乳腺癌

乳腺癌是女性人群中最常见的恶性肿瘤之一。它具有很强的侵袭和转移能力。353它可转移到肝、肺、脑、骨等器官，形成并发症，增加治疗难度。研究表明，TLR 2信号通路对人乳腺癌细胞的转移和侵袭能力的促进作用是通过促进炎性细胞因子的分泌而实现的。354LTA是TLR 2的特异性配体，能显著促进乳腺癌细胞分泌肿瘤转移相关因子IL-6、TGF-β和血管内皮生长因子(VEGF)。355从而促进乳腺癌细胞的增殖和转移，这种促进作用与TLR 2的表达水平有关。356,357此外，TLR 4的激活还能促进癌细胞分泌IL-6和IL-10，并诱导分泌MMP-2、MMP-9和VEGF。358,359可显著增强乳腺癌的侵袭能力。已有报道表明，TLR 4在转移性乳腺癌细胞上的活化可调节整合素的表达，促进其粘附和侵袭。360

头颈部鳞状细胞癌

鳞状细胞癌，又称表皮癌，是一种发生在表皮或附件细胞中的恶性肿瘤。361,362多见于鳞状上皮所覆盖的部位，如皮肤、口腔、唇、食管、宫颈、阴道等。363,364TLR 2、TLR 4和TLR 9在口腔舌鳞状细胞癌(OTSCC)原发肿瘤、颈部转移和复发肿瘤中均有表达，其表达随肿瘤表面和浸润面的不同而不同，这可能是促进口腔鳞状细胞癌侵袭的重要因素之一。365,366Nod 1和NOD 2基因在人口腔鳞状细胞癌(OSCC)细胞系YD-10B中表达，它们可能通过MAPK途径启动免疫应答。令人惊讶的是，研究表明，由NOD 2激动剂MDP刺激可通过诱导细胞凋亡来抑制细胞生长。这些发现为MDP作为口腔鳞癌抗肿瘤药物的新的候选药物提供了潜在的价值。367

呼吸道疾病

烟曲霉是自然界广泛分布的真菌。它很容易侵入呼吸道，引起患者的支气管炎和肺炎。368,369对于曲霉引起的过敏性肺部炎症，机体树突状细胞对PAMPs的识别主要是通过TLR2-MyD 88通路负调控。结果表明，TLR 2识别的PAMPs上调IL-10，减少肺嗜酸性粒细胞的生成，从而下调Th2反应。370,371在过敏性哮喘中，TLR 9-IL-2通过调节IL-17A的表达而影响Th2反应，因此靶向TLR 9的小分子抑制剂可能成为一种新的治疗策略。372

神经疾病

天然免疫与神经系统的联系越来越复杂和密切。373,374,375研究表明，NOD 1/NOD 2可能是治疗应激性肠脑疾病的新靶点。376肠-脑轴是消化道和中枢神经系统的生化信号，它影响着从大脑发育到神经系统疾病发展的所有事件。下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)是肠-脑轴信号传递的主要途径之一.377据报道，免疫系统在脑功能和应激反应中起着关键作用。NLRs是在肠道和大脑中表达的PRRs。NOD 1和NOD 2的缺乏影响了肠道和大脑的5-羟色胺能信号、海马细胞的增殖和神经元的成熟，使缺乏这两种细胞的小鼠在刺激下容易受到HPA过度激活的影响，从而表现出焦虑、认知障碍和抑郁。378,379,380TLR 4在感染和无菌性神经元损伤引起的神经病理性疼痛过程中起着非常重要的作用。TLR 4通过NF-κB的活化和核定位以及促炎细胞因子的产生发挥作用，这些细胞因子可以激活疼痛受体，引起神经病理性疼痛。381,382有关研究首次发现溶菌酶作为内源性配体在无菌神经损伤中激活TLR 4，从而促进神经元兴奋和神经病理性疼痛。383溶菌酶作为湿疣的鉴定提高了我们对神经炎症的认识，为神经病理性疼痛的治疗开辟了前景。

消化系统疾病

慢性梗阻性黄疸新生儿易发生胆汁淤积性肝病，胆道闭锁占半数。384病毒一直被认为是本病的致病菌，而TLRs在BA的发病和发展中的作用已经被确定。385随后的研究表明，TLR 7的激活可诱导1型IFN信号转导、凋亡和新生肝及胆道系统发育不良。这一新发现揭示了新生儿胆汁淤积性肝病的发病机制。386

TLR 5的表达与细菌引起的各种传染病密切相关。387,388TLR 5的缺乏会引起肠道菌群的改变并引起结肠炎。389TLR 5与鞭毛蛋白的相互作用在病原防御、免疫疾病和肿瘤中起着重要的作用。4-((4-benzyl-5-(pyridin4yl)-4H-1，2，4-triazol-3-yl)thio)pyrido[3’，2’：4，5]thieno[3，2-d]嘧啶(TH1020)是经高通量筛选鉴定的一种小分子抑制剂，可破坏TLR 5与鞭毛素之间的联系，为抗TLR 5的新疗法提供先导化合物。390,391

酒精性肝病是由长期大量饮酒引起的肝病.早期表现为脂肪肝，可发展为酒精性肝炎、肝纤维化和肝硬化。392,393晚期酒精性肝硬化患者更易感染。394这种现象与多器官功能衰竭和免疫缺陷有关，通常表现为中性粒细胞抗菌活性不足。395中性粒细胞抵抗微生物感染的功能需要通过NADPH氧化酶2产生活性氧。Rolas等。发现在酒精性肝硬化患者中，NADPH酶缺乏催化核心黄色素b558(gp91phox，p22phox)和p47phox可能是患者易受感染的新因素。令人惊讶的是，TLR 7/8的激活可以逆转缺乏的gp91phox的表达和活性，为恢复免疫缺陷患者的抗菌反应提供了方向。396,397

心血管疾病

动脉粥样硬化是由脂质、胆固醇、钙等血管物质组成的斑块引起的慢性炎症性疾病。398,399据报道，TLRs广泛而深入地参与了动脉粥样硬化的过程。400,401TLR 7已被认为是严重动脉粥样硬化患者预后良好的指标。在动脉粥样硬化病变中产生的斑块中的TLR 7在受配体刺激后会分泌IL-10和TNF-α。研究发现TLR 7可能通过抑制促炎细胞因子的作用来调节动脉粥样硬化中的炎症反应。402除了产生斑块外，动脉粥样硬化病变中也会释放无细胞DNA(Cfdna).TLR 9识别cfDNA，通过促进巨噬细胞的促炎激活，在血管炎症和动脉粥样硬化的发展中起着关键作用。403动脉粥样硬化斑块的形成是由巨噬细胞与内皮细胞的相互作用、巨噬细胞浸润等因素引起的。404,405值得注意的是，有研究表明TLR 5介导的NADPH氧化酶4(NOX 4)激活可以调节平滑肌细胞的迁移，促进促炎症细胞因子的表达，这可能有助于动脉粥样硬化斑块的形成。提示鞭毛素-TLR5-NOX4级联在动脉粥样硬化内膜增生中具有重要意义。406,407此外，TLR 2激活p38和细胞外信号调节激酶1/2信号，从而上调IL-6介导的NF-κB配体受体激活物，下调护骨素的表达。这将使软骨形成血管平滑肌细胞转分化，导致血管钙化。408TLR 3在肺动脉高压患者肺组织和内皮细胞中的表达降低，其缺乏症增加了细胞凋亡和肺动脉高压的易感性。409除TLRs外，NOD 1和NOD 2的缺乏还可导致动脉粥样硬化斑块的脂质沉积和炎症细胞浸润的减少，因此被认为是疾病前因素。410

人脑周细胞(HBPs)是微血管壁的重要组成部分，有助于血脑屏障(BBB)的完整性。411已发现TLR 4和NOD 1在HBP中表达，表明HBP具有检测全身感染或血液传播PAMPs的能力。HBP可通过TLR 4和NOD 1介导的不同途径感受到革兰氏阴性菌对血脑屏障的保护作用，或通过释放趋化因子和细胞因子而触发旁分泌信号通路，导致BBB的破坏。412,413这些都是新的见解，即PRRs参与了机体的炎症反应，并可能对疾病的治疗产生影响。

内分泌疾病

为了适应不断变化的内外部环境，保持内部环境的相对稳定，人体必须依靠神经、内分泌和免疫系统的配合和调节，414,415使各个器官和系统的活动相互协调，共同承担身体的所有生命现象。免疫系统不仅受其他两个系统的调节，而且还通过化学信息分子和受体影响免疫系统。416,417

在自身免疫性甲状腺疾病患者中，TLR 2、3和9的表达和活化明显增强。418,419此外，据报道TLR 9对胰岛发育和β细胞分化具有负调控作用，为糖尿病的防治提供了新的方向。420在饮食诱导的肥胖中，TLR 2和TLR 4抑制β细胞的复制，并影响细胞周期调节因子cyclinD 2和cdk 4的核丰度。因此，靶向TLR 2-TLR 4可减轻糖尿病患者β细胞的功能衰竭。421

糖尿病最常见的并发症之一是糖尿病足溃疡，而不容易好转的原因是伤口的炎症。422,423Singh等人认为细胞内TLRs表达水平的改变可能是糖尿病足溃疡等慢性创面持续炎症的原因之一，也可能阻碍2型糖尿病(T2DM)患者创面愈合。424这些促炎作用的基础是胞内TLRs激活树突状细胞和B细胞产生IFNⅠ和Ⅲ，加重炎症反应。425,426,427伤口愈合级联的炎症期是伤口发育的决定性阶段，研究发现，先天免疫的某些成员在慢性创面愈合异常的发病机制中起着重要的作用。428,429细胞内TLRs信号通路参与了一些慢性炎症疾病，如系统性红斑狼疮(SLE)、多发性硬化、肝炎和T2DM。430

骨骼疾病

NOD 2在人骨关节炎(OA)软骨中的表达水平明显高于正常软骨，其与TLR 2的联合作用对29 kDa氨基末端(OA患者滑膜液基质降解产物)诱导的人软骨细胞促分解基因表达有一定的促进作用。431,432提示NOD 2和TLR 2交叉调节通路可能是预防关节炎发生的靶点。越来越多的证据表明，不同信号通路之间的相互作用可能是疾病发生和发展的新途径。最新的研究结合了骨骼肌在运动过程中的三个生物学过程：天然免疫反应、自噬蛋白稳态和腺苷一磷酸激活蛋白激酶(AMPK)激活，揭示了TLR 9在运动过程中可以调节骨骼肌的能量代谢，而TLR 9通过与核心自噬蛋白beclin1相互作用来调节运动诱导的骨骼肌AMPK激活。433,434

PRRs的临床治疗

由于PRRs在天然免疫中的重要作用，在免疫学和药物研究领域受到了广泛的关注。310,435PRR种类繁多，配体种类繁多。可作为肿瘤、炎症、自身免疫性疾病、病原微生物感染等疾病的药物靶点，是免疫治疗的重要切入点。314PRRs的激活具有双面效应：一方面刺激天然免疫和适应性免疫，抵抗致病微生物；另一方面，促进大量细胞因子的表达，形成炎性微环境，造成组织损伤。29,436因此，针对PRRs的治疗策略主要是利用配体类似物激活PRRs，435使用拮抗剂来抑制它们的激活，或使用抗体和小分子来抑制PRR信号通路。437据报道，TLRs的激动剂和拮抗剂大多处于临床发展阶段，并在PRRs中进行了全面的研究(表)。2)。此外，微RNA(MiRNA)、外显子和联合治疗在这一领域也具有一定的潜力。438,439

表2研究TLR激动剂和拮抗剂在疾病中的应用的临床试验

全尺寸表

PRR激动剂

咪喹莫德是治疗TLRs的第一种靶向药物。它是TLR 7受体的特异性激动剂。可诱导产生干扰素-α、IL-6和肿瘤坏死因子-α，达到调节免疫和治疗肿瘤的目的。440Selgantolimod是一种新型的TLR 8激动剂，能激活慢性乙型肝炎患者的TLR 8，诱导细胞因子反应。441,442进一步的研究，持续时间较长的自愿者治疗是需要评估的有效性。TLR 9的配体为非甲基化DNA，模拟该结构的CpG寡核苷酸(CpG ODN)具有良好的抗肿瘤潜力(如IMO-2055、MGN-1703、MGN-1704)。443MGN-1703治疗晚期大肠癌的研究尚处于Ⅲ期，MGN-1703可诱导肠内产生一种强有力的Ⅰ型干扰素反应，这与肠道菌群的细微变化有关。444临床上，PRR激动剂不仅可以作为治疗药物，也可以作为佐剂与其他免疫疗法结合使用。445,446由于现有药物的不稳定性和耐药性，一些针对PRRs的佐剂应运而生。TLR 3特异性佐剂ARNAX能促进DC的启动和CTL的增殖，无细胞因子毒性.447TLR 1/2激动剂PAM3CSK4-CDGSF可作为增强抗肿瘤免疫治疗疫苗的有效佐剂。448NLR激动剂能促进IL-1β的加工和分泌，对激活多种免疫细胞具有重要作用。449,450因此，NLR激动剂可以作为疫苗和免疫兴奋剂的有效成分。

Ⅱ类主要组织相容性复合体反式激活物(CIITA)是N上帝军亚家族中的一个成员。451作为主要组织相容性复合体II的主要调节因子，其自身的修饰在肿瘤的发生和发展中起着非常重要的作用。组蛋白的去乙酰化和DNA的去甲基化都会下调CIITA的转录。452替米他滨(5-Aza-2‘-脱氧胞苷)、Eninostat(MS-275)和曲古抑菌素A靶向CIITA，促进肿瘤组织表达的恢复。此外，穿心莲内酯、阿洛泊林、福龙酮、芒果苷等植物制剂可通过抑制NLRP 3炎症体来治疗肿瘤。453,454,455,456,457具有代表性的NLR激动剂如米非司酮已被批准用于非转移性肉瘤的临床试验。

RLRs参与了天然免疫系统对病毒感染的识别，其激动剂包括PolyI：C。99研究揭示了能量代谢与天然免疫之间的联系，表明乳酸可能是RLR信号转导的天然抑制剂。458最新研究表明，在扩散α射线治疗转移性和低免疫原性肿瘤之前激活钻机-I是一种更有效的抑制肿瘤生长和转移的联合治疗技术。459

PRR拮抗剂治疗

PRR拮抗剂属于免疫抑制剂，主要用于抑制受体功能，阻断受体与配体的连接。460它们可用于治疗免疫系统异常激活的疾病。TLR 7、8和9的异常激活与炎症性疾病的发生和维持有关。461,462针对它们的抑制剂IMO-3100和IMO-8400能显著降低IL-23诱导的IL-17A的表达，这在炎症级联中具有潜在的作用。463,464另外，IRS-954或氯喹对TLR 7和TLR 9的抑制作用可能是肝癌的一种新的治疗方法。465CPG-52364是小分子化合物喹唑啉的衍生物，除了可作为TLR抑制剂的免疫抑制寡核苷酸外，还能阻断配体诱导的TLR 7、8和9的激活。462FP7是一种合成的糖脂类药物，可作为TLR 4抑制剂治疗感染性休克。466研究发现，含有抑制性ODN的硫代磷酸修饰的脊骨对系统性红斑狼疮和类风湿关节炎有潜在的治疗作用。ODN 1411直接与TLR 8细胞外区结合，竞争性地抑制其信号转导。467

在NLR家族中，NLRP 3炎症体与多种炎症疾病的病理生理密切相关，因此常被用作抑制性靶点。298,304,305MCC 950是一种特殊的NLRP 3拮抗剂，可以阻止其激活或维持其激活状态。468β-胡萝卜素与NLRP 3的PYD直接结合，从而阻断NLRP 3与其适配蛋白之间的联系，最终抑制NLRP 3炎症小体的激活。469这一结果进一步补充了新的药理学策略，以防止NLRP 3炎症驱动的痛风性关节炎。NLRP 3的小分子抑制剂的开发工作正在如火如荼地进行。470,471戴等人报道了一系列四氢喹啉抑制剂。在进一步的体外研究中，发现化合物6直接结合到NLRP 3的Nacht结构域，而不与PYD或LRR结构域结合，从而抑制NLRP 3炎症小体的组装和激活。在体内，化合物6能明显抑制IL-1β的表达，减轻结肠炎的症状。472Agarwal等人确定烯基磺酰脲衍生物是一种新的，口服，生物有效的NLRP 3抑制剂。烯基磺酰脲衍生物化合物7具有良好的药动学特性和较高的口服生物利用度。473

其他潜在的PRRs疗法

新的证据表明，miRNA和PRR通路之间的相互作用与免疫调节密切相关。438两者之间的相互作用在类风湿关节炎(RA)的发病机制中尤为重要。474,475RA是一种常见的自身免疫性疾病，以滑膜增生和慢性滑膜炎引起的不可逆骨质破坏为特征。类风湿关节炎滑膜成纤维细胞(RASF)在此过程中起着重要作用。476,477,478MR-146 a和miR-155在RASF中的表达上调。MIR-146 a抑制TLR信号通路中TRAF-6和IRAK-1的表达，从而抑制RA TLR下游关键适配器分子的产生。479MiR-155对TLRs/IL-1R炎症通路的激活具有负调控作用。这两种药物最终都能减轻RA的炎症。480此外，miR19a/b、miR-20a和miR-10a在RASF中被下调。下调的miR19a/b直接靶向TLR 2增加其表达481MiR-20a抑制tLR 4通路的关键成分ask 1的表达。482MiR-10a作用于IRAK 4和TAK 1，加速IκB的降解和NF-κB的活化。483这些作用促进了RA的炎症反应。所有这些证据表明，miRNAs可以超越其常规功能，作为TLRs的生理配体，从而调节细胞因子在炎症反应中的表达。MiRNA也可以针对其他PRR。Mir-485可以靶向平台-I mRNA进行降解，从而增强病毒复制，抑制抗病毒反应。484MiRNA-155通过调节NOD 1/NF-κB信号通路，加重缺氧缺血新生大鼠脑组织炎症，从而引起新生大鼠缺氧和缺血性脑损伤。485,486

此外，外显子还参与了miRNA和PRRs的复杂免疫调节网络。487外小体是含有复杂RNA和蛋白质的小膜囊泡。在正常和病理条件下，多种细胞都能分泌外显子。488,489有证据表明，外显子可以通过结合TLRs来调节天然免疫，为机体抵抗病原体和治疗疾病提供了一种新的方法。487脑外体富含淀粉样β(Aβ)，是神经性斑块的主要成分，能激活TLR 2、TLR 4和TLR 9信号，从而减轻阿尔茨海默病的早期症状。490发现梅毒患者血浆miR-216a-5p的表达与炎性细胞因子的表达呈负相关。含有miR-216a-5p的外显子通过靶向TLR4-MyD88途径，抑制重组Tp 17诱导的炎症反应。491三聚氰胺是一种遗传毒性药物，能增强MM细胞释放MM.Hsp 70外胚层外体的能力，激活NK细胞中的TLR 2，从而诱导γ的产生。492这就启示我们，大量接触湿气的外体可以将化疗与抗肿瘤天然免疫反应联系起来。