Toll樣受體、干擾素α與白血病關系的研究進展

邱元秀(綜述)，莫東華，王曉桃(審校)

(桂林醫學院附屬醫院血液內科，廣西桂林541001)

白血病是累及造血干細胞的造血系統惡性腫瘤，隨著對白血病發生、發展、腫瘤免疫及分子技術研究的進展，白血病免疫治療日益受到重視。Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)在血液系統惡性腫瘤中的表達及其功能通過一系列基礎和臨床試驗已經得到了一定的認識。干擾素 α(interferon-alpha，IFN-α)能夠使一些惡性腫瘤患者獲得緩解，早已被廣泛用于白血病的治療，并且IFN-α與其他藥物聯合使用治療白血病也有一定的進展。TLRs和IFN-α在白血病方面的研究已引起越來越多的關注。現將TLRs和IFN-α與白血病的關系綜述如下。

1 TLRs與白血病的關系

1.1 TLRs結構特點及其信號轉導途徑

1.1.1 TLRs 結構特點1980年生物學家 Nüsslein-Volhard 等［1］在研究黑腹果蠅的過程中發現了一種突變基因導致果蠅的胚胎發育發生變化，首次有了“Toll”這一概念，至今已發現 TLRs家族中的11個成員，命名為TLR1 ～ 11［2］。TLRs 家族成員具有相似的結構特征，它們均是Ⅰ型跨膜糖蛋白，由胞外區、跨膜區和胞質區三部分組成，在結構上胞外段均有富含亮氨酸的重復序列，胞內段則與白細胞介素1受體(interleukin-1 receptor，IL-1R)的胞質結構域有很高的同源性，稱為Toll/IL-1R(Toll/interleukin-1 receptor，TIR)同源區。亮氨酸的重復序列一般由24個氨基酸組成，不同物種的多種含亮氨酸的重復序列的蛋白都參與宿主對病原體的防御反應，它主要是識別病原體表面的病源相關分子模式，而胞內TIR主要負責機體相應反應的信號轉導。TIR結構域含3個高度保守區，這3個保守區主要在TLRs和信號轉導銜接蛋白中發揮作用［3］。不同的TLRs使用不同的銜接蛋白確定下游信號轉導通路。TLRs表達于多種免疫細胞，是天然免疫和獲得性免疫的重要分子，主要在固有性免疫系統細胞表面表達，如單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、嗜酸粒細胞、自然殺傷細胞、樹突狀細胞、血小板和T/B淋巴細胞［4］。研究表明［5］，TLRs還可分布于各種腫瘤細胞，如結腸癌、乳腺癌、前列腺癌等腫瘤細胞，并在多種血液系統腫瘤細胞中也發現有TLRs表達，但TLRs在不同的組織和細胞表達量有所不同。

1.1.2 TLRs介導的信號轉導途徑 TLRs是病原微生物跨膜信號轉導的重要受體，TLRs作為一種重要的模式識別受體可識別多種病源相關分子模式，通過刺激信號的級聯反應誘導炎性因子和細胞因子的產生，在抗炎癥中發揮重要作用。TLRs的生物學效應主要由MyD88依賴型和非依賴型轉導途徑介導。其中 TLR-1、TLR-2、TLR-6、TLR-7 和 TLR-9 介導的信號轉導途徑為MyD88依賴型，TLR-3介導的信號轉導途徑為非MyD88依賴型，TLR-4則既可為MyD88依賴型，亦可為非MyD88依賴型。TLRs通過各種途徑識別其特異性配體后，其本身結構發生二聚化，并通過TIR區域傳遞信號和激發下游效應。當病原體入侵機體后TLRs特異性識別病源相關分子模式，胞內TIR區與MyD88羧基端的TIR結合使其活化，活化的MyD88可誘導IL-1R相關激酶自身磷酸化，然后IL-1R相關激酶與胞質內的腫瘤壞死因子受體相關因子6等結合形成復合體，繼而激活生長因子β活化蛋白激酶，生長因子β活化蛋白激酶1酶磷酸化促使胞質區核因子κB廣泛活化，最終激活多種炎性基因的轉錄［6，7］。TLRs家族中，僅 TLR3、TLR4 通過此通路導致IFN調節因子3、IFN調節因子7活化，導致IFN-β、正常T細胞表達和分泌因子、IFN誘導蛋白10的產生，此通路已被證明是由TLRs相關的IFN 活化子介導的［8］。

1.2 TLRs在白血病中的表達及功能 TLRs在絕大多數血液系統惡性腫瘤中均有不同程度的表達，并且發揮一定生物學效應。熊芳等［9］首次在國內報道急性髓系白血病細胞株U937中，TLR-1～9均可表達，用TLR-8激動劑ssRNA40/LyoVec處理U937后，發現TLR-8受體激動劑ssRNA40/LyoVec能明顯地抑制U937細胞的生長，并呈明顯的量效關系和時間依賴性，使細胞阻滯在G0/G1期，但無明顯的促凋亡作用。Shindo等［10］利用反轉錄-聚合酶鏈反應技術檢測了41例不同亞型急性髓系白血病(M0～5;n＞5)患者白血病細胞TLR-1～10 mRNA的表達，結果發現大多數的急性髓系白血病細胞高表達TLR-2、-4、-7、-8，低表達 TLR-1、-5、-9、-10，同時伴有 TLR-3表達缺失。另外，在M4和M5亞型的急性髓系白血病細胞中還發現TLR-4和TLR-7呈非常顯著的高表達。Shindo等［10］的試驗表明，應用特殊的TLRs激動劑激活TLR-4和TLR-7后在M4/M5亞型的細胞表面可引起激活T細胞所必需的表面共刺激分子(CD54、CD80、CD86)表達增加，并且同時會促進有抗白血病效應的T細胞增殖。

大多數B細胞性慢性淋巴細胞白血病細胞表達TLR-7和TLR-9，不表達TLR-8。TLRs與慢性淋巴性白血病的發生、發展密切相關，尤其是 TLR-7和TLR-9，其配體能誘導B細胞性慢性淋巴細胞白血病細胞協同刺激分子的表達發生變化。Hammadi等［11］研究發現，B細胞性慢性淋巴細胞白血病細胞可以表達TLR-7和TLR-9，當TLR-7激動劑作用后，導致細胞凋亡抑制增強，且檢測到與誘導型一氧化氮合酶的表達提高和釋放、核因子κB激活等因素有關，故TLR-7可能通過核因子κB依賴的一氧化氮途徑介導B細胞性慢性淋巴細胞白血病細胞的凋亡抑制，參與B細胞慢性淋巴性白血病的發病過程。

2 IFN-α與白血病的關系

2.1 IFN-α的功能 IFN-α是一種具有多種生物活性的糖蛋白。有研究資料表明［12-14］，IFN-α可通過直接的抗增生作用和間接的免疫調節發揮抗腫瘤作用，如刺激自然殺傷細胞與巨噬細胞的活性，上調腫瘤細胞表面的主要組織相容性復合物Ⅰ分子，在腫瘤組織中促進白細胞聚集，上調腫瘤特異性的抗原與黏附分子的表達，抑制細胞內增殖蛋白或轉化蛋白，抑制腫瘤細胞癌基因的表達等。IFN-α可直接抑制腫瘤細胞的增殖與分化，殺傷腫瘤細胞，增加自然殺傷細胞以及其他免疫活性細胞的功能，具有廣譜的抗腫瘤活性，這種作用機制可通過瘤體內直接注射IFN而得以證實。并且IFN-α能通過對腫瘤相關血管生成的調控來調節腫瘤的生長，它利用宿主免疫學反應的活性作用或通過對腫瘤細胞增殖的直接抑制作用發揮抗癌作用［15］。目前，IFN-α的這種抗癌作用已被廣泛應用于臨床各種腫瘤的輔助治療。此外，IFN-α還可以通過調節機體的免疫功能、抑制腫瘤血管增生、激活體內的多種腫瘤殺傷細胞(如細胞毒性T淋巴細胞、自然殺傷細胞等)間接發揮抗腫瘤作用。IFN-α的直接和間接作用都是由 IFN刺激基因亞群誘導引起的，并且IFN刺激基因還具有致凋亡作用［12，14］。

此外，IFN-α可以通過IFN調節因子激活許多免疫活性細胞(如細胞毒性T細胞和自然殺傷細胞)使其增殖和成熟，從而加強固有的免疫應答并在各種惡性腫瘤中發揮抗腫瘤作用［16］。有研究證明［17］，IFN-α能夠使FasL表達增加，通過Fas/FasL途徑誘導腫瘤細胞凋亡，從而加速跨膜凋亡信號的傳遞，促進凋亡的發生，而且還可以通過調節凋亡調控因子的變化、促進腫瘤壞死因子的活性，激活caspase-8系統，調節IL活性及改變凋亡調控基因的表達等多種途徑誘導腫瘤細胞凋亡［14，18］，如可通過直接活化caspase-3而激活ccaspase-8或通過使線粒體釋放細胞色素C而間接活化caspase-3誘導細胞凋亡信號的轉導，調節腫瘤細胞對Fas介導細胞凋亡的敏感性，從而誘導腫瘤細胞的凋亡［19］。

2.2 IFN-α 誘導白血病細胞凋亡 研究表明［18，20］，IFN-α是一種非常有效的抗腫瘤細胞因子，在許多癌細胞中均可誘導其凋亡，并且對許多惡性疾病(如肺癌、慢性粒細胞白血病)均有顯著效果，但這些作用機制非常復雜。Lehner等［21］報道 IFN-α聯合 TLRs激動劑(如內毒素脂多糖)可增強外周血單核細胞的凋亡。申加英等［22］研究報道，IFN-α能抑制U937細胞的生長并誘導細胞發生凋亡，而且呈現出一定的時間-效應與劑量-效應，具有顯著的體外抗白血病作用。劉加軍等［23，24］研究結果也表明，IFN-α 能抑制單核細胞白血病U937細胞的生長并誘導細胞發生凋亡，且IFN-α與阿糖胞苷聯合應用對白血病K562細胞具有明顯的生長抑制及誘導凋亡作用。范可等［25］研究報道IFN-α對體外白血病細胞U937細胞有明顯的抗增殖和誘導凋亡作用，降低細胞周期蛋白E的表達，進一步驗證了IFN-α抗腫瘤活性與濃度、劑量和時間密切相關。Xu等［26］發現，IFN-α 可以抑制某些白血病細胞株端粒酶反轉錄酶及端粒酶的活性，抑制細胞增殖。

3 結語

TLRs和IFN-α在白血病發生、發展過程中發揮作用，以TLRs作為治療靶點對白血病進行治療也有了突破，針對TLRs為靶點的藥物研究也正成為一個熱點。IFN-α目前已被廣泛應用于白血病的治療，黃云燕［27］和錢劼靖等［28］均有研究報道，IFN-α 協同其他藥物可誘導白血病細胞凋亡。總之，TLRs和IFN-α與白血病的發生、發展存在相關性。但是，TLRs聯合IFN-α能否誘導白血病細胞凋亡，在誘導凋亡時有無協同作用以及其作用分子機制需要作進一步研究。

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