Toll-Like-Рецепторы – Инструмент для распознавания микробных агентов клетками врожденного неспецифического иммунитета

За последние неполные десять лет в области фундаментальной иммунологии, в частности в исследованиях механизмов врожденного неспецифического иммунитета, были сделаны два выдающихся открытия, которые сейчас по праву рассматриваются в качестве основы врожденной резистентности к инфекционным заболеваниям. Во-первых, было установлено (B. Lemaitre et al., 1996), что белок Toll у дрозофилы, известный ранее как необходимый инструмент в эмбриогенезе мушки, играет важную роль в неспецифической резистентности, в частности защищает ее от инфекции, вызванной грибами рода Aspergillus. В результате по-следующих исследований белки с подобной функцией были обнаружены у млекопитающих, в том числе у человека, и получили название Toll-like (Toll-подобные) рецепторы (TLR). Во-вторых, был описан (A. Poltorak et al., 1998) один из первых таких рецепторов у мышей – TLR4, который авторы идентифицировали как рецептор для липополисахарида (LPS), необходимый мышам для эффективного распознавания и иммунного ответа на грамотрицательные бактерии, у которых LPS является неотъемлемой частью наружной клеточной мембраны. Эти исследования подтвердили наличие распознающего аппарата у клеток врожденного неспецифического иммунитета и указали на центральную роль TLR в первичном распознавании инфекционных патогенов у млекопитающих.

Открытие TLR по своей значимости сравнивают с более ранними открытиями распознающих рецепторов у В- и Т-лимфоцитов. Но, учитывая тот факт, что механизмы врожденного неспецифического иммунитета предшествуют включению механизмов специфического приобретенного иммунитета, полагают, что TLR представляют собой более важные рецепторы в иерархии общей иммунной резистентности.

В настоящее время доказано, что TLR представляют собой семейство мембранных гликопротеинов присутствующих прежде всего на дендритных клетках, макрофагах и полиморфноядерных гранулоцитах. TLR входят в суперсемейство интегральных мембранных гликопротеинов І типа, куда включены также рецепторы к интерлейкину-1 (IL-1R). При сравнении этих двух рецепторов оказалось, что внеклеточные части их существенно различаются: у IL-1R – это три Ig-подобных домена, а у TLR – лейцинобогащенные аминокислотные последовательности . Напротив, цитоплазматический домен TLR имеет высокую гомологию с таковым IL-1R и был назван TIR (Toll-IL-1-рецептор) (J.L. Slack et al., 2000). В общей сложности цитоплазматический домен состоит из приблизительно 200 аминокислот, гомологичные участки которых составляют три отдельных региона (box), необходимые для сигнальной трансдукции, т.е. для передачи сигнала внутрь клетки.

Первоначальная гипотеза о том, что для каждого TLR существует свой набор консервативных микробных молекул, которые он распознает, подтвердилась, и в настоящее время ни у кого не вызывает сомнений, что TLR ответственны за распознавание структурных консервативных молекулярных компонентов. Предполагают, что их не так уж много – около 20 на всю микробную «армию», – но они экспрессируются огромным количеством, если не всей совокупностью инфекционных агентов (бактериями, вирусами, грибами, паразитами) (B. Beutler, 2004).

TLR клеток моноцитарно-макрофагального ряда и, прежде всего, дендритных клеток, связываются со своими лигандами и передают сигнал тревоги внутрь клетки, что приводит к включению продукции целого ряда провоспалительных цитокинов и ко-стимуляционных молекул. В итоге развивается воспаление как защитная реакция организма со стороны неспецифического иммунитета и делаются первые шаги по развитию специфического (адаптивного) иммунитета (Sh. Akira, K. Takeda, 2004; B. Beulter, 2004).