TLRの1つであるTLR9は、マクロファージや樹状細胞などの免疫細胞で発現しています。 TLR9は、細菌およびウイルス性ゲノムで一般的に見られるが、哺乳類DNAでは見られない非メチル化CPG DNAを特異的に認識しています。これにより、TLR9は外来と自己DNAを区別し、侵入した病原体に対する免疫応答を引き起こすことができます。
TLR9がメチル化されていないCPG DNAを検出すると、DNAに結合し、細胞内シグナル伝達経路の活性化につながる立体構造の変化を受けます。これらの経路は、炎症性サイトカインとケモカインの産生をもたらし、免疫細胞を感染部位に補充し、病原体の除去を促進します。
外来DNAの検出におけるその役割に加えて、TLR9はDNAメチル化パターンの認識を通じて自己DNAと非自己DNAを区別することもできます。哺乳類のDNAは通常、特にCPGジヌクレオチドで重くメチル化されています。このメチル化により、TLR9は自己DNAへの結合を防ぎ、免疫応答をトリガーします。
したがって、TLR9は、外国と自己DNAを識別することにより、自然免疫系で重要な役割を果たします。これは、微生物DNAの特定の分子パターンを認識し、病原体に対する免疫応答を開始すると同時に、自己免疫反応を避けるために自己DNAに耐えます。