TOLL样受体8；TLR8
HGNC 批准基因符号：TLR8
细胞遗传学定位：Xp22.2 基因组坐标（GRCh38）：X:12,906,620-12,923,169（来自 NCBI）
▼ 说明
Toll 样受体（TLR），例如 TLR8，是进化上保守的先天免疫系统的重要组成部分。TLRs对不同的细菌成分具有特异性，如脂多糖（TLR4；603030）、细菌脂蛋白（TLR2；603028），以及未甲基化的CpG二核苷酸（TLR9; 605474）。
▼ 克隆与表达
通过基因组DNA数据库搜索与TLR4胞质结构域同源的开放解读码组，然后对胎盘cDNA文库进行5-prime RACE和PCR，Chuang and Ulevitch（2000）和Du et al.（2000）获得了cDNA编码TLR7（300365）、TLR8、TLR9。序列分析预测，TLR8 I型跨膜蛋白由1,041个氨基酸组成，其胞外结构域具有信号肽、多个富含亮氨酸的重复序列（LRR）和富含半胱氨酸的区域。其胞质结构域具有该蛋白家族特有的TLR-IL1R（TIR）序列。Chuang and Ulevitch（2000）通过对cDNA文库进行PCR检测，检测到TLR8在肺和外周血白细胞中表达最丰富，在胎盘、脾脏、淋巴结和骨髓中表达较低。Du等（2000）通过RT-PCR分析发现在肺、脑、肝、心脏和气管中有表达。Chuang和Ulevitch（2000）利用荧光素酶分析表明，含有跨膜和胞质结构域的嵌合TLR7的表达，但全长TLR8的过度表达，激活了核因子kappa-B（164011）。
Kadowaki等人（2001）利用RT-PCR和ELISA分析确定了TLR1至TLR10的差异表达以及单核细胞和树突状细胞前体的病原体相关分子模式识别谱和细胞因子产生模式。他们的结论是，单核细胞和树突状细胞前体都不能对所有微生物抗原做出反应，并且它们的功能可塑性有限。
▼ 基因结构
通过基因组序列分析，Chang and Ulevitch（2000）确定TLR8基因含有2个外显子，起始子蛋氨酸编码在外显子1上，其余蛋白编码在外显子2上。然而，Du et al.（2000）指出该基因跨度约为 15.5 kb，包含 3 个外显子，其中外显子 3 是主要编码外显子。
▼ 测绘
通过基因组序列分析，Chang and Ulevitch（2000）和Du et al.（2000）将TLR8基因定位到Xp22.3-p22.2，大约16 kb端粒到TLR7基因。
▼ 基因功能
Heil et al.（2004）表明GU核苷，但不是其他核苷组合，以及来自HIV-1 U5区的富含GU的序列诱导TNF（191160）、IFNA（147660）、IL12p40（161561）和IL6 （147620）由CD123（IL3RA）生产；308385）-阳性或BDCA4阳性浆细胞样树突状细胞（PDC）。缺乏Tlr7的DCs不能对富含GU的ssRNA做出反应，但缺乏Tlr3（603029）或Tlr9的DCs则不然。相比之下，转染的人类细胞中对 ssRNA 的反应需要 TLR8，这支持了 TLR7 和 TLR8 物种特异性差异的观察。Heil et al.（2004）得出结论，富含GU的单链RNA是小鼠Tlr7和人类TLR8的天然配体。他们提出识别发生在内体或溶酶体区室中，因为 Tlr7 和 TLR8 信号传导需要这些区室的酸化。
CD4（186940）阳性调节性T（Treg）细胞主动抑制宿主免疫反应。Treg 细胞存在于肿瘤浸润淋巴细胞系中，TLR 参与导致 DC 成熟，使 DC 能够激活初始 T 细胞并使效应细胞对 Treg 细胞产生耐药性。Peng et al.（2005）发现一组含有poly（G）的DNA寡核苷酸可以触发TLR8-MYD88（602170）-IRAK4（606883）途径并逆转天然存在的抑制功能（CD4阳性/CD25） （147730）-阳性）和抗原诱导的Treg细胞群以DC孤立的方式。他们认为，这种 Treg 抑制的逆转依赖于 TLR8 而不是其他 TLR，因为 RT-PCR 分析表明，Treg 细胞中 TLR8 的表达相对较高，而 Treg 细胞很少甚至不表达 TLR7 和 TLR9。
Yang等（2005）发现IFNA/IFNB（147640）和IFNL（IL29）；在 IRAK4 缺陷的血细胞中，TLR7、TLR8 和 TLR9 刺激响应的 607403）生产被取消。
Fabbri et al.（2012）表明，肿瘤分泌的microRNA MIR21（611020）和MIR29A（610782）可以结合免疫细胞中的小鼠Tlr7和人TLR8，引发TLR介导的前转移炎症反应。
▼ 生化特征
Tanji et al.（2013）阐明了具有和不具有激动性化学配体的TLR8二聚体的晶体结构。在配体刺激后，TLR8二聚体被重组，使得2个C末端接近并且LRR14和LRR15之间的环被裂解。N 端和 C 端半部在切割后不会解离，并有助于配体识别和二聚化。Tanji et al.（2013）得出结论，配体结合诱导TLR8二聚体重组，从而实现下游信号传导过程。
▼ 分子遗传学
6例无血缘关系的男性X染色体连锁免疫缺陷-98伴自身炎症患者（IMD98; 301078），Aluri等人（2021）鉴定出TLR8基因的从头半合错义突变（300366.0001-300366.0003）。这些突变是通过外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并不存在。在 5 名患者中，突变以嵌合状态发生，在血细胞中表达范围为 8% 至 26%。3 名嵌合体患者的成纤维细胞也表达了该突变的嵌合体，表明它发生在发育早期。第六名患者患有新生种系突变。体外功能表达研究表明，当受到 TLR8 或 TLR8/TLR7 配体刺激时，与对照相比，突变导致 NFKB（参见 164011）激活增强，这与功能获得效应一致。即使用野生型 TLR8 蛋白表达突变，这种增加也会发生。与野生型相比，源自患者成纤维细胞的诱导多能干细胞分化的骨髓细胞在响应 TLR8 刺激时也显示出 NFκB 信号传导和细胞因子产生增加。当 TLR8 变体在也表达 TLR7 的报告细胞系中表达时，对 TLR8 配体的反应增强，但对 TLR7 配体的反应没有增强，这表明变体的特异性，并且 TLR8 变体不会改变对 TLR7 的反应。Aluri et al.（2021）推测表型变异（包括发病年龄）可能是由于环境因素（例如可能触发 TLR8 激活和炎症的病原微生物）造成的。
Fejtkova等人（2022）在一对患有IMD98的同卵双胞胎男孩中发现了TLR8基因的半合子种系错义突变（G572V；300366.0004）。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，遗传自有多关节炎和类固醇敏感性抗磷脂综合征病史的母亲。对患者细胞和转染 HEK293 细胞的体外研究表明，与野生型相比，突变蛋白导致 NFκB 转录活性和促炎细胞因子产生增加。然而，由于降解增加，突变型 TLR8 蛋白水平仅为健康对照的一半，这与部分 TLR8 缺陷相一致。患者细胞也对 TLR7 配体产生反应，表明 G572V 突变可能会损害 TLR8 与 TLR7 的相互作用，并使平衡偏向 TLR7 信号传导，从而导致自身炎症。一名患者对羟氯喹治疗有反应，而另一名患者则接受了造血干细胞移植。
▼ 动物模型
Demaria et al.（2010）发现Tlr8缺失小鼠脾肿大，B细胞发育缺陷，IgM和IgG2a自身抗体水平升高，IgG1抗体减少，并出现肾小球硬化，伴有类似狼疮性肾炎的免疫复合物沉积。Tlr8 缺陷导致 Tlr8 缺失的树突状细胞（而非巨噬细胞）产生细胞因子增加，这表明细胞特异性效应。树突状细胞中的 Tlr8 缺陷导致对 Tlr7 配体的高反应性，并且由于 Tlr7 过度表达而导致 NFKB 的激活更快更强。这些发现表明，Tlr8 通过控制 Tlr7 的表达在调节骨髓细胞和预防自身免疫方面发挥作用。
张等人（2018）发现Tlr8 -/- 小鼠表型正常。Tlr8 -/- 小鼠具有正常的瘙痒行为，但脊神经结扎（SNL）引起的疼痛明显减轻。在野生型小鼠中进行 SNL 后，脊髓中 Tlr8 的表达增加，而野生型小鼠脊髓神经中 Tlr8 的敲除可减轻疼痛。Tlr8主要在背根神经节（DRG）表达，SNL后表达增加，导致磷酸化ERK表达增加（见176948）和过度兴奋。SNL 后 DRG 神经元中 Mir21 表达增加，将 Mir21 注射到野生型小鼠体内可诱导 Tlr8 依赖性疼痛超敏反应。抑制 DRG 中的 Mir21 可减轻神经性疼痛。张等人（2018）提出MIR21-TLR8信号传导可能是神经病理性疼痛药物开发的潜在靶点。
▼ 等位基因变异体（4个精选例子）：
.0001 免疫缺陷 98 伴有自身炎症、X染色体连锁、体马赛克
TLR8、PRO432LEU
4例男性患者（P1、P2、P4、P5）中X染色体连锁免疫缺陷98伴自身炎症（IMD98；301078），Aluri et al.（2021）在TLR8基因中发现了一个从头半合子c.1295C-T转换（c.1295C-T, NM_138636.5），导致pro432到leu（P432L）的取代。外显子组测序发现，该突变以嵌合状态发生，在血细胞中的表达率低于30%（范围14%至26%）。它不存在于 gnomAD 数据库中。在 P1 和 P2 的成纤维细胞中也发现了突变的嵌合现象。患者单核细胞和中性粒细胞显示 TLR8 表达正常。当用低水平的激动剂刺激时，与对照相比，单核细胞表现出 NFKB 的激活增加，这表明突变细胞中 TLR8 配体的激活阈值降低。分子模型表明突变发生在对二聚化重要的残基处，并且可能稳定激活的 TLR8 同二聚体。体外功能表达研究表明，当受到 TLR8 配体刺激时，与对照相比，该突变导致 NFKB 激活增强，这与功能获得效应一致。
.0002 免疫缺陷 98 伴有自身炎症、X染色体连锁、体马赛克
TLR8、PHE494LEU
一名 19 岁男性（P3），患有 X染色体连锁免疫缺陷-98，伴有自身炎症（IMD98; 301078），Aluri et al.（2021）在TLR8基因中发现了一个从头半合子c.1482C-A颠换（c.1482C-A, NM_138636.5），导致phe494-to-leu（F494L）取代。通过外显子组测序发现的这种突变以嵌合状态发生，在血细胞中表达率约为 8%。它不存在于 gnomAD 数据库中。在成纤维细胞中也发现了突变的嵌合现象。患者单核细胞和中性粒细胞显示TLR8表达；当用低水平的激动剂刺激时，与对照相比，单核细胞表现出 NFKB 的激活增加，表明突变细胞中 TLR8 配体的激活阈值降低。分子模型表明突变发生在对二聚化重要的残基处，并且可能稳定激活的 TLR8 同二聚体。体外功能表达研究表明，当受到 TLR8 配体刺激时，与对照相比，该突变导致 NFKB 激活增强，这与功能获得效应一致。
.0003 免疫缺陷 98 伴有自身炎症，X染色体连锁
TLR8、GLY572ASP
一名8岁患者（P6）患有X染色体连锁免疫缺陷98并伴有自身炎症（IMD98; 301078），Aluri et al.（2021）在TLR8基因中鉴定出一个从头半合子种系c.1715G-A转换（c.1715G-A, NM_138636.5），导致gly572到asp（G572D）的取代。该突变是通过外显子组测序发现的，但在 gnomAD 数据库中并不存在。分子模型表明突变发生在对二聚化重要的残基处，并且可能稳定激活的 TLR8 同二聚体。体外功能表达研究表明，当受到 TLR8 配体刺激时，与对照相比，该突变导致 NFKB 激活增强，这与功能获得效应一致。
.0004 免疫缺陷 98 伴有自身炎症，X染色体连锁
TLR8、GLY572VAL
一对X染色体连锁免疫缺陷98伴自身炎症的同卵双胞胎男孩（IMD98; 301078），Fejtkova et al.（2022）在TLR8基因中发现了一个半合子种系c.1715G-T颠换（c.1715G-T, NM_138636），导致在TLR8基因附近发生gly572-to-val（G572V）替换。第一个配体结合位点。该突变是通过全外显子组测序发现并经桑格测序证实的，是遗传自未受影响的母亲。对患者细胞和转染 HEK293 细胞的体外研究表明，与野生型相比，突变蛋白导致 NFκB 转录活性和促炎细胞因子产生增加。然而，由于降解增加，突变型 TLR8 蛋白水平仅为健康对照的一半，这与部分 TLR8 缺陷相一致。患者细胞也对 TLR7（300365）配体有反应，表明 G572V 突变可能使平衡偏向 TLR7，从而导致自身炎症。
