李肖然综述，鲁晓擘审校

(新疆医科大学第一附属医院感染科，新疆乌鲁木齐 830054)

·综述·

TLR4在KSHV感染的卡波西肉瘤中表达的研究进展

李肖然综述，鲁晓擘审校

(新疆医科大学第一附属医院感染科，新疆乌鲁木齐 830054)

TLR4(Toll-like receptor 4)是Toll样受体的一个重要的组成成员，是革兰氏阴性细胞壁成份脂多糖(LPS)的识别受体。活化TLR4将诱导产生一系列炎症介质，包括细胞因子、趋化因子等从而产生强有力的炎症反应，TLR4在抗细菌，抗病毒的炎症反应中，以及在应激状态下均发挥重要作用。TLR4在KSHV(Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus，卡波西肉瘤相关疱疹病毒)感染的卡波西肉瘤中也有表达，本文就TLR4在KSHV感染的卡波西肉瘤中的信号转导机制及研究进展做一综述。

TOLL样受体4；卡波西肉瘤；卡波西肉瘤相关疱疹病毒

卡波西氏肉瘤疱疹病毒(KSHV)是卡波西肉瘤发病的病原学基础，TLR4在KSHV感染的卡波西肉瘤中的表达作用是目前的一个研究热点，有研究发现KSHV感染人的内皮细胞后抑制了TLR4的表达，而激活TOLL样受体4则是一种保护机制。在KSHV感染的内皮细胞中，TLR4在mRNA水平及蛋白水平显著下调，KSHV感染的内皮细胞中TOLL样受体，TLR2上调，TLR3、TLR4下调，TLR9未见明显变化。KSHV更容易感染具有TLR4的基因多态性的细胞。在KSHV感染的细胞中，vGPCR和vIRF1有助于TLR4的下调，TLR4在KLEC的表达受ERK信号通路的激活调控，TLR4下调机制与两种病毒蛋白有关，KSHV编码G蛋白耦联受体(vGPCR)和病毒(vIRF1、IRF-1)部分抑制TLR4的表达。KSHV-TRIF的增高引起TLR4下调。

1 卡波西肉瘤及TLR4研究进展

1.1 卡波西肉瘤的表现及研究进展卡波西肉瘤是kaposi肉瘤(Kaposi's sarcoma，KS)是匈牙利皮肤学家Moritz Kaposi1872年首次发现的一种罕见的肿瘤性疾病，表现为皮肤表面、黏膜、内脏尤其是肺和胆道系统的单个或多个结节，呈暗红色或紫色，伴不明原因发热、夜间盗汗、短期体重下降，大于10%，以及持续腹泻超过两周等。一直被认为发生在HIV阳性患者CD4+较低和高病毒载量的患者中，约1/3为艾滋病患者合并并发症的首发表现[1]。随着中国HIV疾病的流行，HIV-KS也日益增多，1994年Chang等首次从KS患者正常皮肤及病损组织中同时发现了KSHV，提出KS与KSHV感染有关，现有的大量研究表明，KSHV是KS发病的病原学基础。

1.2 TOLL样受体4的作用TOLL样受体(TLRs)是一类病原分子识别受体，共有11个成员属于I型跨膜蛋白，分布广泛，外周血白细胞中表达水平最高，在识别病原体和宿主的天然免疫反应是至关重要的[2]。而TOLL样受体4(TLR4)已经被证实在KSHV天然免疫中起很大的作用[3]，最初研究发现，TLR4是革兰氏阴性细胞壁成份脂多糖(LPS)的识别受体。TLR4表达于许多的免疫和非免疫细胞，在神经系统的星形胶质细胞也有所表达[4]。活化TLR4将诱导产生一系列炎症介质，包括细胞因子、趋化因子等从而产生强有力的炎症反应，TLR4在抗细菌、抗病毒的炎症反应中，以及在应激状态下均发挥重要作用。

2 HSHV与TLR4相互作用机制

2.1 KSHV感染的内皮细胞与TOLL样受体的关系有研究[5]采用基因表达微阵列的方法发现KLEC (KSHV-infected LEC)免疫转导通路中，TLR2被上调，TLR3、TLR4被下调，而在LEC(Human lymphatic endothelial cells人类淋巴内皮细胞)中，TLR3mRNA的水平很低，这表明TLR3在LEC中未显著表达，因此考虑在感染后，TLR4在KLEC表达是下降的，TLR4作为LPS的功能性受体,在结构相似的可溶性CD14(sCD14)、皮肤微血管、脐静脉、淋巴管内皮细胞内存在[6]。TLR4通过上调ICAM-1在LPS的表达和功能，用qPCR方法验证，感染KSHV后TLR4mRNA水平下调。然而TLR9识别病毒DNA，在被KSHV感染LEC中不受影响[7-8]。TLR4活化包括磷酸化、泛素化、降解IRAK1[9]，TLR4活化后可诱导靶基因的转录，介导早期的天然免疫反应，在评估KSHV感染内皮细胞后TLR4下调的功能相关性后，在LEC中，观察到LPS刺激IRAK1磷酸化5～10 min的过程中，IRAK1蛋白随之被降解。在LPS刺激后，IRAK活化明显受损，同样，在LPS刺激后，KLEC中，TNF-α转录、诱导和分泌明显减少。

2.2 KSHV对TLR4介导的天然免疫的回应TLR4参与的细胞信号转导通路有三种：①MYD88依赖性信号转导；②MYD88非依赖性信号转导；③PI3K-AKT信号转导[10]。尽管KSHV不感染小鼠的功能性T淋巴细胞，注入的NOD/SCID小鼠的巨噬细胞是一个体内的病毒的靶细胞，有文献报道；首次在缺乏TLR4的小鼠感染模型和野生型小鼠之间证明TLR4在KSHV感染腹膜巨噬细胞中的作用，KSHV感染的TOLL样受体基因敲除的小鼠的巨噬细胞与野生型对照有一个2～3倍病毒基因的表达差异[11]。小鼠和人类的TLR4基因活化有差异[12]，KSHV感染被认为有物种的差异，TLR4在人的LEC在原发感染的天然免疫中的作用与在被敲除TLR4的小鼠的巨噬细胞中得到的数据类似，感染的人类LEC后siRNA介导TLR4不表达，导致较高的病毒的基因表达，这种现象与在KSHV感染后LEC与天然免疫siRNA介导TLR4不表达有关、也与TNF-α、 IL1β、IL-6、IFN-β受损有关。总之，这些结果表明，TOLL样受体4有助于KSHV感染的天然免疫反应，这种抗病毒活性可能是由病毒包膜糖蛋白被TLR4激活的结果，当LEC暴露到紫外线灭活的KSHV中也导致了TLR4依赖性诱导的TNF-α、IL1β、IL-6、IFN-β的表达减少。

2.3 TLR4的基因多态性在KSHV感染患者中的作用TLR4单核苷酸多态性与TLR4活性下降有关，可导致在体外和体内KSHV病毒载量较高，从而影响了KSHV相关肿瘤发展[13]，在比较了KSHV感染人的LEC携带一个杂合的TLR4(Asp299Gly)及野生型的TLR4基因，结果发现，野生型较突变型的表达TLR4较高[14]。而在TLR4的mRNA水平未表现显著性差异(同TLR9)，为了确定在野生型和突变型TLR4活性，观察它们受LPS刺激后的反应，与之前的结果相同，刺激突变体的LEC中的TLR4，导致炎性细胞因子的转录诱导显著高于野生型LEC中的TLR4，值得注意的是，与炎症基因表达谱数据相反，证明，在LPS刺激时，LEC-TLR4-a/g(突变型)产生较少的IFN-b。推测TLR4介导的反应：受损的干扰素和增强的炎症组合可以使突变细胞易受KSHV感染。事实上，KSHV感染杂合的TLR4比起纯合的TLR4更有效。上述结果表明，细胞TLR4 SNP更易被KSHV感染，提示功能性的TLR4可保护细胞免受KSHV的感染，感染个体更易患MCD(Multicentric Castleman's disease)[15]。鉴于TLR在免疫系统中的重要作用，其基因突变能降低机体对各种病原微生物的免疫应答，Ferwerda等[13]选取了两个经常突变的TLR4位点，在109例HIV感染患者中，在这一组中，43例诊断为KSHV相关肿瘤(23例KS，9例KS+MCD，11例MCD)66例HIV感染者但无KSHV相关肿瘤，Asp299Gly和Ile399Thr突变率为12.8%和4.6%，观察到Asp299Gly SNP在MCD与无KSHV感染的肿瘤和只有KS患者之间，有较高的出现频率。因此有数据证明，HIV感染患者Asp299Gly SNP与TLR4未突变者相比更有可能得MCD(有或无KS)。此外还能证明MCD与高KSHV病毒载量相关[16]。这些发现可以推断，在体外，KSHV感染与TLR4多态性有关。

2.4 在KSHV感染的细胞中，vGPCR和vIRF1有助于TLR4的下调在KSHV感染后，在TOLL介导的天然免疫中，TLR4显著下调，据Gregory等[17]的报道，TLR4下调具体机制与两种病毒蛋白有关，KSHV编码G蛋白耦联受体(vGPCR)和病毒(vIRF1、IRF-1)部分抑制TLR4的表达。KSHV编码vIRF1已经被证明是抑制IRF介导的转录分子[18]，而人类的TLR4的表达是由干扰素结合蛋白的调节[19]，IRF与vIRF1具有高的序列相似性，vIRF1的N末端区有IFN DNA结合模序的类似位点，KSHV的结构蛋白及vGPCR激活ERK，磷酸化的ERK作用于TLR4启动子上保守的ETS结合位点，降低TLR4mRNA水平，从而下调TLR4的表达。vIRF1可以阻断介导TOLL样受体介导的IFN，每个vIRF1有独特的功能和机制阻止干扰素抗病毒反应[20]。

2.5 在KSHV感染的细胞中，ERK/MAPK通路中的作用RTA为KSHV的病毒复制与转录激活因子，有关RTA激活的分子机制研究提示多条细胞信号通路参与了其激活：(1)RAF/MEK/ERK/ETS-1信号通路参与了RTA的激活。事实上，RTA、MTA和K-bZIP各启动子区域均含有AP-1蛋白特异结合序列，而AP-1存在于细胞核中，是该信号通路的下游效应分子，直接作用于病毒裂解期基因的转录调节。(2)MEK/ERK/JNK/P38 MAPK信号路活化能够激活TPA-诱导的KSHV重激活。据报道，ERK激活与vGPCR或KSHV结构蛋白的活性有关，如K8.1或糖蛋白B[21]，在内皮细胞TLR4表达中起了关键作用。小鼠体内，树突状细胞ERK激活导致TLR4上调[22]，推测TLR4的在KLEC调控通过ERK激活，只是复杂的信号通路的一部分，包括在不同MAPK信号通路之间其他信号连锁反应及干扰的激活，其具体机制尚不明确。

2.6 KSHV-TRIF的增高抑制TLR-TRIF信号通路引起TLR4下调TLR-TRIF信号通路的激活增强KSHV中RTA蛋白的表达，而KSHV-TRIF的增高反而抑制TLR-TRIF信号通路。从而阻止天然免疫发生。假定的KSHV-TLRs受体相互作用循环可能在KSHV的生命周期中是一个至关重要的元素，来逃避和侵占宿主天然免疫[23]TRIF是一种含有TIR的转接蛋白，可活化IRF-3诱导IFN-β的基因表达，进而影响干扰素诱导基因的转录[24]，研究显示：接TRIF和TLR4的是转接蛋白TRIF相关接头分子(TRAM)，TRAM在结构上与MAL相似，也含有TIR结构域，可不依赖MyD88而激活IRF-3、IRF-7和NK-Κ b，TLR4的MYD88非依赖性信号可引起NK-Κb、IRF-3迟发激活。IRF3活化后与ISRE结合诱导包括IFN-β在内的一系列基因的转录，最终引起炎症反应。

3 结语

卡波西氏肉瘤疱疹病毒(KSHV)感染人的内皮细胞后抑制TLR4的表达。这是一个对KSHV感染后的TOLL样受体4介导的天然免疫系统的免疫逃逸机制，而激活TOLL样受体4可保护细胞免受感染。KSHV更容易感染具有TLR4的基因多态性的细胞。KSHV的结构蛋白和KSHV编码G蛋白耦联受体的ERK激活在TLR4的下调起到了关键的作用，而vIRF1也起了这个效果。KSHV-TRIF的增高抑制TLR-TRIF信号通路引起TLR4下调。虽然有些具体机制仍然在研究中，但TLR4在对疱疹病毒天然免疫中有很大作用，研究TLR4受体激动剂对KSHV相关的肿瘤治疗有帮助。

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Research progress on TLR4 expression in Kaposi's sarcoma with KSHV.

LI Xiao-ran,LU Xiao-bo.
The Infectious Disease Department,The First Affiliated Hospital of Xinjiang Medical University,Urumqi 830054,Xinjiang,CHINA

Toll-like receptor 4(TLR4)is one of the important members of Toll like receptors,which is a recognition receptor of lipopolysaccharide(LPS),a cell wall component of gram-negative bacteria.Activation of TLR4 induced a series of inflammatory mediators,including cytokines and chemokines,to produce a strong inflammatory reaction.TLR4 played an important role in anti-bacteria,inflammation,antiviral,and stress.TLR4 was also expressed in kaposi's sarcoma,which is infected by Kaposi's sarcoma associated herpesvirus(KSHV).This paper reviewed the most recent advancements of signal transduction mechanism of TLR4 in Kaposi's sarcoma．

Toll-like receptor 4(TLR4);Kaposi's sarcoma;Kaposi's sarcoma associated herpesvirus(KSHV)

R37

A

1003—6350（2014）12—1787—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2014.12.0693

2014-01-02)

国家自然科学基金资助项目(编号：81060131)

鲁晓擘。E-mail：luxiaobo1101@sina.com