Toll-like Receptors
Toll-like-Rezeptoren (TLRs) sind Proteine, die im angeborenen Immunsystem und im Verdauungssystem wirken. Sie sind membranübergreifend, d.h. sie reichen von der Außenseite der Zelle bis ins Zellinnere.
TLRs erkennen Moleküle, die von Mikroben stammen. Sobald Mikroben physische Barrieren wie die Haut oder die Schleimhäute des Darmtrakts überwinden, werden sie von TLRs erkannt. Die TLRs setzen eine Immunzellantwort in Gang.
Der TLR-Signalweg führt zur Induktion oder Unterdrückung von Genen, die die Entzündungsreaktion orchestrieren. Insgesamt werden Tausende von Genen durch TLR-Signale aktiviert, und die TLRs sind eines der wichtigsten Mittel der Genmodulation.
Toll-like-Rezeptoren haben sich durch ihr Vorhandensein in dendritischen Zellen auch als wichtiges Bindeglied zwischen angeborener und adaptiver Immunität erwiesen.
Die gekrümmte leucinreiche Wiederholungsregion der Toll-like-Rezeptoren, hier dargestellt durch TLR3
Erweiterte Familie
Die meisten Säugetierarten haben zwischen zehn und fünfzehn Arten von Toll-like-Rezeptoren. Dreizehn TLRs (TLR1 bis TLR13) wurden bei Menschen und Mäusen identifiziert, und ähnliche wurden bei anderen Säugetierarten gefunden. TLRs sind nicht bei allen Säugetieren identisch. Beispielsweise ist ein Gen, das beim Menschen für ein Protein wie TLR10 kodiert, bei Mäusen vorhanden, scheint aber irgendwann durch ein Retrovirus geschädigt worden zu sein. Andererseits exprimieren Mäuse die TLRs 11, 12 und 13, von denen beim Menschen keines vorhanden ist. Andere Säugetiere können TLRs exprimieren, die beim Menschen nicht vorkommen. Nicht-Säugetierarten können andere TLR haben als Säugetiere.
Geschichte
Sie erhielten ihren Namen aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit dem Protein, das durch das 1985 von Christiane Nüsslein-Volhard in Drosophila identifizierte Toll-Gen kodiert wird. Das fragliche Gen lässt, wenn es mutiert ist, die Drosophila-Fliegen ungewöhnlich aussehen. Die Forscher waren so überrascht, dass sie spontan auf Deutsch "Das ist ja toll!" riefen, was übersetzt "Das ist toll!
Toll-like-Rezeptoren zählen heute zu den Schlüsselmolekülen, die das Immunsystem auf das Vorhandensein mikrobieller Infektionen aufmerksam machen. Im Jahr 1996 stellten Jules A. Hoffmann und seine Kollegen fest, dass Toll eine wesentliche Rolle bei der Immunität der Fliege gegen Pilzinfektionen spielt. Er wirkte, indem er die Synthese von antimikrobiellen Peptiden aktivierte. Pflanzenhomologe wurden 1995 (Reis XA21) und 2000 (Arabidopsis FLS2) entdeckt.
Die Funktion des TLR 4 als Lipopolysaccharid (LPS)-Sensorrezeptor wurde von Bruce A. Beutler und Kollegen entdeckt. Diese Arbeiter wiesen nach, dass Mäuse, die nicht auf LPS reagieren konnten, Mutationen hatten, die die Funktion von TLR4 aufhoben. Dadurch wurde TLR4 als eine der Schlüsselkomponenten des Rezeptors für LPS identifiziert.
Fragen und Antworten
F: Was sind Toll-like-Rezeptoren (TLRs)?
A: Toll-like-Rezeptoren (TLRs) sind Proteine, die im angeborenen Immunsystem und im Verdauungssystem wirken.
F: Wie sind die TLRs aufgebaut?
A: TLRs sind membranüberspannende Proteine, die von der Außenseite der Zelle bis ins Innere reichen.
F: Welche Moleküle erkennen die TLRs?
A: TLRs erkennen Moleküle, die von Mikroben stammen.
F: Was passiert, wenn Mikroben physische Barrieren wie die Haut oder die Schleimhaut des Verdauungstrakts überwinden?
A: Sobald Mikroben physische Barrieren wie die Haut oder die Schleimhäute des Verdauungstrakts überwinden, werden sie von den TLRs erkannt, und die TLRs lösen eine Reaktion der Immunzellen aus.
F: Welche Rolle spielt die TLR-Signalgebung?
A: Die TLR-Signalisierung führt zur Induktion oder Unterdrückung von Genen, die die Entzündungsreaktion orchestrieren, und Tausende von Genen werden durch die TLR-Signalisierung aktiviert.
F: Inwiefern sind Toll-like-Rezeptoren für die Genmodulation wichtig?
A: TLRs sind eines der wichtigsten Mittel der Genmodulation.
F: Welche Rolle spielen die Toll-like-Rezeptoren bei der adaptiven Immunität?
A: Es hat sich gezeigt, dass Toll-like-Rezeptoren durch ihre Präsenz in dendritischen Zellen ein wichtiges Bindeglied zwischen angeborener und adaptiver Immunität sind.
