在免疫系統的浩瀚宇宙中,模式識別受體(PRRs)無疑扮演著至關重要的角色。這些受體是宿主細胞中的重要感測器,能夠辨識出特定於病原體的分子,保護著我們的健康。在古老的進化歷程中,PRRs被譽為免疫系統的原始守衛,因為它們在適應性免疫系統出現之前便已經發展而成。
PRRs是由宿主的基因組編碼的,它們感應著病原體和宿主細胞在損害或死亡時釋放的分子。
PRRs主要由類樹突細胞、巨噬細胞、單核細胞和中性粒細胞等天然免疫系統細胞表達,還由上皮細胞表達。它們能夠識別兩類分子:病原體相關分子模式(PAMPs)和損傷相關分子模式(DAMPs)。PAMPs包括細菌碳水化合物、核酸和細菌肽等,而DAMPs則是宿主細胞在損傷或死亡過程中釋放出來的內源性信號如尿酸、胞外ATP等。
根據位於細胞膜還是細胞內,PRRs可以分為膜結合型受體和細胞質型受體。其中,膜結合型受體包括類 Toll 受體(TLRs)和 C 型凝集素受體(CLRs)。而細胞質型受體如 NOD-like 受體(NLRs)和 RIG-I-like 受體(RLRs)則主要在細胞內發揮作用。
TLRs 是一類能夠識別細胞外或內吞的病原體模式的膜蛋白,這些受體的結構特徵為富含亮氨酸的重複序列(LRR)。它們能觸發細胞產生和分泌細胞激素,啟動免疫防禦的各種程序。到目前為止,人類已經確認了10個功能性TLR,每個TLR都能與特定的PAMP互相作用。
當TLRs激活時,它們會進行二聚化,並通過MyD88依賴性或TRIF依賴性信號傳導路徑來啟動細胞反應。MyD88依賴性的信號傳導涉及多個蛋白質的互動,最終導致促炎細胞激素的分泌。因此,TLRs在天然免疫系統和適應性免疫系統中都是關鍵的元件。
CLRs具有廣泛的多樣性,許多天然免疫系統的細胞會表達它們。這些受體主要以糖類作為其識別的分子,能夠識別包括真菌在內的多種病原體。雖然CLRs被稱為凝集素,但很多成員並不僅僅針對糖類。因此,CLR的功能比其名稱所暗示的要複雜得多。
NLRs主要存在於細胞內,能夠識別細菌的肽聚糖,激活促炎和抗微生物的免疫反應。而RLR則主要與病毒RNA的識別有關,並能啟動抗病毒的信號。
在臨床研究中,PRRs的作用不僅限於免疫防禦,還擴展至癌症、感染、神經退行性疾病等領域的治療。在免疫治療中,研究人員正在探索如何利用自主免疫系統來治療各種疾病,並且一些PRRs的信號轉導途徑已經被證實與多種疾病的發展有關。
研究顯示,某些PRR的功能失調可以導致癌症的發展,這提醒我們在醫療領域中重新評估這些受體的潛力。
例如,NOD2的突變與克隆病的發病有關,而針對其信號通路的調控可能成為治療的方向。此外,PRRs亦與腸道中的致癌因子如幽門螺旋桿菌的感染有所關聯,表明這些受體在癌症免疫監視中的重要性。
隨著對PRR功能的深入了解,我們有理由相信這些古老的防禦機制在未來的臨床應用中會變得愈加重要。這些受體不僅是免疫系統的原始守衛,它們可能還是人類健康與疾病之間的關鍵橋樑。那么,我們應如何充分利用這些古老的防禦機制來應對當前和未來的健康挑戰呢?