彭 帅， 付保强， 郑天宇， 陈 朗， 朱乔峰， 刘丽霞

(西北民族大学生命科学与工程学院，甘肃 兰州 730030)

Toll样受体(Toll-like receptors，TLRs)作为动物机体重要的模式识别受体(pattern recognition receptors)，由Medzhitov等首次在人类身上发现并克隆[1]，因其胞外段与果蝇Toll蛋白同源而引起人们的广泛关注，迄今为止已有10余个家族成员[2]，其中TLR2多位于免疫细胞(如巨噬细胞)表面，是一种跨膜糖蛋白，能识别病原微生物细胞壁中特定成分(肽聚糖、脂磷壁酸和脂多糖等)，再把病原微生物入侵信号传递入细胞内，激起机体的免疫应答。

1 牛TLR2基因结构特点

牛的TLR2基因位于17号染色体上，mRNA序列总长3 513 bp，共有2个外显子，其CDS区位于外显子2上，长为2 355 bp，编码784个氨基酸[3]。TLR2胞外段富集亮氨酸重复序列(Leucine- richrepeats，LRR)，可以辅助识别病原体；胞内段被称为TLR结构域(Toll/IL-1R)，其与人类白细胞介素1受体(IL-1R)胞质区结构相似。牛TLR2可通过NF-Κb途径诱导白细胞介素-1β的产生[4]。周峰等对TLR2跨膜结构进行了预测分析，结果表明TLR2可能是由胞外区(1 aa～587 aa)，跨膜区(588 aa～610 aa)，胞内区(611 aa～784 aa)三部分组成的膜蛋白[5]。TLR2作为TLRs的家族成员之一，其活性居于前列，几乎在所有组织中表达，并且在脾脏中有高表达现象[6]，离体培养的不活跃乳腺成纤维细胞也可以表达TLR2[7]。

2 牛TLR2基因作用及调控机理

牛TLR2基因是固有免疫系统的重要组成部分，可识别并结合对应的病原相关的分子模式(PAMPs)，比如革兰氏阳性菌的肽聚糖、脂磷壁酸以及革兰氏阴性菌的脂多糖、类脂A等，PAMPs来源各不相同，但其化学本质基本相同，即糖脂结构，PAMPs可以将病原体入侵信号传递到细胞内部，诱导并激活特定的免疫效应分子(如炎症细胞因子)表达，从而启动固有免疫应答[8]。TLR2还可以控制由细菌脂蛋白(BLP)引起的细胞凋亡、诱导-氧化氮依赖性杀菌活性以及促进免疫细胞(如树突状细胞、巨噬细胞)成熟和膜表面分子表达等。

牛TLR2配体识别过程比较复杂，主要通过与TLR1/2结合形成异源二聚体来识别对应配体,并且其自身结合的同型二聚体不能激活信号转导。配体包括PAMPs内源性分子和合成性激动剂[9]。TLR2与TLR6形成的异源二聚体可识别病原微生物的肽聚糖，与TLR1结合可识别细菌的脂多糖。随后研究中发现，没有TLR1、TLR2的参与，TLR2也能激活免疫效应，说明TLR2在体内具有很强的生物活性，还可与其他TLRs结合或与其他物质结合产生效应，如CD14便可与TLR2结合并产生活性[10]。

牛TLR2介导的信号转导由许多分子共同参与进行，由MyD88依赖性信号转导途径和MyD88非依赖性信号转导途径组成，且相互依存[11]。PAMPs作用于TLR2，信号通过胞内段的TLR结构域进而与MyD88结合，激活MyD88与白细胞介素1受体相关激酶(IRAK)的死亡结构域发生反应，导致IPAK磷酸化后与肿瘤坏死因子受体相关因子6(TRAF6)结合形成复合物，进而促进炎症因子的合成和释放。

3 牛TLR2的研究现状

近年来，国内外学者对牛TLR2基因做了大量分子水平上的研究，为牛抗病育种提供了强有力的理论依据。张翠霞等对荷斯坦牛TLR2基因进行了遗传多态性分析，结果表明其存在3个单核苷酸突变，但都保持着中低度多态[12]。林宝山等建立了检测牦牛TLR2基因mRNA含量的荧光定量PCR，研究发现TLR2基因在牦牛小肠中表达量最高[13]。Zheng等研究表明，在牛肠中，TLR2可识别并结合微小的隐孢子虫[14]。Bhaladhare等发现牛TLR2存在3个SNP位点[15]。Zhao等对荷斯坦牛TLR2进行多态性分析，发现新突变位点[16]。杨永江等筛选出6个荷斯坦牛TLR2基因的SNP位点[17]。

牛TLR2与乳腺炎、结核病、子宫内膜炎等疾病有关联，尤其是与奶牛乳腺炎具有密切的关联。Goldammer等选用逆转录PCR的方法分离纯化出TLR2基因的mRNA，进一步利用原位杂交和荧光PCR研究发现，在奶牛患乳腺炎区TLR2基因mRNA的转录量与不患乳腺炎区的转录量差异显著，表明TLR2基因与奶牛乳腺炎有关联[18]。马腾壑等应用酶切技术对荷斯坦牛TLR2基因进行多态性分析，结果表明，第2外显子上有3个突变位点，但只有一个位点发生氨基酸的变化，并与乳腺炎抗性有关联[19]。白杰等以中国荷斯坦牛和新疆褐牛作为研究对象，对TLR2基因外显子2进行多态位点筛选并进行体细胞评分，研究发现TLR2基因有3个SNP位点[20]，且乳腺炎和体细胞评分之间的遗传相关性保持在0.3～0.98之间[21]。周峰等对南阳黄牛TLR2基因进行研究，结果表明6个SNP位点具有统计学显著差异，表现出与牛结核病有关联[22]。孙丽萍等研究表明，牛TLR2存在3个突变位点，且严重感染乳区TLR2表达量明显增加，说明其与乳腺炎有关联[23]。董慧敏等对奶牛子宫注射金黄色葡萄球菌和大肠杆菌菌液，注射后子宫中TLR2的mRNA表达量显著增加，表明TLR2与子宫内膜炎有关联[24]。牛TLR2基因与很多疾病具有较强的相关性，在牛的免疫应答中起着至关重要的作用，由此可见，牛TLR2基因可作为牛抗病育种的候选基因，应用于疾病的抗性分子标记辅助选择育种。

4 展 望

随着时代的发展、科技的进步，人们热衷于追求高品质牛奶及肉质，同时也意识到疾病会导致牛奶和肉质中存在大量抗生素、炎症因子等，严重影响消费者的健康。目前将TLR2基因作为功能基因，研究基因本质与疾病的相关性已有大量报道，研究只证明TLR2基因可以作为预防疾病的候选基因之一，但研究的深度和广度还有待加深，如何把分子水平上的研究转化到抗病育种、临床治疗等方面还没有具体的方法。因此，通过整理归纳前人已有的研究数据，可以对牛TLR2基因进行更全面的分析，结合其多态性进行临床试验以及抗病育种具有重要意义。