在免疫系统的浩瀚宇宙中,模式识别受体(PRRs)无疑扮演着至关重要的角色。这些受体是宿主细胞中的重要感测器,能够辨识出特定于病原体的分子,保护着我们的健康。在古老的进化历程中,PRRs被誉为免疫系统的原始守卫,因为它们在适应性免疫系统出现之前便已经发展而成。
PRRs是由宿主的基因组编码的,它们感应着病原体和宿主细胞在损害或死亡时释放的分子。
PRRs主要由类树突细胞、巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞等天然免疫系统细胞表达,还由上皮细胞表达。它们能够识别两类分子:病原体相关分子模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMPs)。 PAMPs包括细菌碳水化合物、核酸和细菌肽等,而DAMPs则是宿主细胞在损伤或死亡过程中释放出来的内源性信号如尿酸、胞外ATP等。
根据位于细胞膜还是细胞内,PRRs可以分为膜结合型受体和细胞质型受体。其中,膜结合型受体包括类 Toll 受体(TLRs)和 C 型凝集素受体(CLRs)。而细胞质型受体如 NOD-like 受体(NLRs)和 RIG-I-like 受体(RLRs)则主要在细胞内发挥作用。
TLRs 是一类能够识别细胞外或内吞的病原体模式的膜蛋白,这些受体的结构特征为富含亮氨酸的重复序列(LRR)。它们能触发细胞产生和分泌细胞激素,启动免疫防御的各种程序。到目前为止,人类已经确认了10个功能性TLR,每个TLR都能与特定的PAMP互相作用。
当TLRs激活时,它们会进行二聚化,并通过MyD88依赖性或TRIF依赖性信号传导路径来启动细胞反应。 MyD88依赖性的信号传导涉及多个蛋白质的互动,最终导致促炎细胞激素的分泌。因此,TLRs在天然免疫系统和适应性免疫系统中都是关键的元件。
CLRs具有广泛的多样性,许多天然免疫系统的细胞会表达它们。这些受体主要以糖类作为其识别的分子,能够识别包括真菌在内的多种病原体。虽然CLRs被称为凝集素,但很多成员并不仅仅针对糖类。因此,CLR的功能比其名称所暗示的要复杂得多。
NLRs主要存在于细胞内,能够识别细菌的肽聚糖,激活促炎和抗微生物的免疫反应。而RLR则主要与病毒RNA的识别有关,并能启动抗病毒的信号。
在临床研究中,PRRs的作用不仅限于免疫防御,还扩展至癌症、感染、神经退行性疾病等领域的治疗。在免疫治疗中,研究人员正在探索如何利用自主免疫系统来治疗各种疾病,并且一些PRRs的信号转导途径已经被证实与多种疾病的发展有关。
研究显示,某些PRR的功能失调可以导致癌症的发展,这提醒我们在医疗领域中重新评估这些受体的潜力。
例如,NOD2的突变与克隆病的发病有关,而针对其信号通路的调控可能成为治疗的方向。此外,PRRs亦与肠道中的致癌因子如幽门螺旋杆菌的感染有所关联,表明这些受体在癌症免疫监视中的重要性。
随着对PRR功能的深入了解,我们有理由相信这些古老的防御机制在未来的临床应用中会变得愈加重要。这些受体不仅是免疫系统的原始守卫,它们可能还是人类健康与疾病之间的关键桥梁。那么,我们应如何充分利用这些古老的防御机制来应对当前和未来的健康挑战呢?