天然免疫信号
天然免疫信号(Innate Immune Signaling)是生物体抵御病原体入侵的第一道防线。该信号系统通过表达于细胞表面或胞质内的模式识别受体(PRRs),精准识别高度保守的病原体相关分子模式(PAMPs)或宿主受损时释放的损伤相关分子模式(DAMPs)。天然免疫信号的激活不仅能迅速诱导干扰素和促炎细胞因子的产生,直接抑制病原体,还能通过调控 树突状细胞 的成熟,为 CD8+ 杀伤性 T 细胞 等获得性免疫应答提供必要的指令。
基本生化过程:从识别到执行
天然免疫信号的传导通常遵循以下四个核心阶段:
- 分子识别(Detection): 模式识别受体通过识别病原体的核酸(DNA/RNA)、蛋白质(如鞭毛蛋白)或细胞壁成分(如 LPS),捕获入侵信号。
- 接头蛋白招募(Adaptor Recruitment): 受体激活后招募特定的接头蛋白(如 MyD88, TRIF, MAVS 或 STING),形成庞大的信号多聚体复合物。
- 激酶级联反应(Kinase Cascade): 通过 IKK 复合物和 TBK1 激酶的磷酸化作用,将信号传递给转录因子。
- 转录与效应(Output): 活化的 NF-kappaB 诱导促炎因子表达,而 IRF 家族则启动 I 型干扰素的合成,诱导细胞进入“抗病毒状态”。
核心信号受体家族对比
| 受体家族 | 识别对象 | 生理职责 |
|---|---|---|
| TLR 家族 | LPS, 细菌蛋白, 病毒 RNA/DNA | 膜表面及内吞体监测,诱导全面炎症。 |
| RLR 家族 | 胞质双链 RNA | 核心抗病毒防御,产生 IFN-beta。 |
| cGAS-STING | 胞质异位 DNA (病毒或肿瘤) | 识别损伤 DNA,启动肿瘤免疫监控。 |
| NLR 家族 | 细胞受损信号 (如 ATP, 结晶) | 组装炎性小体,释放 IL-1-beta。 |
肿瘤免疫中的天然信号:从“冷”到“热”
在肿瘤免疫治疗中,激活天然免疫信号是重塑肿瘤微环境的关键:
- STING 激动剂: 通过模拟胞质 DNA 信号激活 STING 通路,诱导 IFN-beta 产生,促进 cDC1 亚群的募集和 交叉提呈。
- 佐剂效应: 许多新型疫苗佐剂(如 TLR 激动剂)通过激活特定天然免疫通路,为获得性免疫提供必要的“辅助”环境。
- 癌症免疫循环: 天然免疫信号负责 癌症免疫循环 的第一步,即通过识别肿瘤抗原并诱导炎症,吸引 T 细胞浸润。
参考文献与学术点评
[1] Janeway C A Jr. (1989). Approaching the asymptote? Evolution and revolution in immunology. Cold Spring Harb Symp Quant Biol.
[学术点评]:该文献提出了模式识别受体(PRR)的预测性理论,是现代天然免疫研究的开山之作。
[2] Akira S, et al. (2006). Pathogen recognition and innate immunity. Cell.
[学术点评]:系统性解析了 TLR 家族的信号传导网络,确立了天然免疫在指令获得性免疫中的核心地位。
[3] Chen Q, et al. (2016). The cGAS-STING pathway for DNA sensing. Nature Immunology.
[学术点评]:详细解析了 cGAS 如何感知细胞质内的 DNA 并激活 STING,揭示了抗肿瘤免疫应答中的关键天然感知机制。