核因子-κB与肿瘤的相关性研究

贾鑫崔晓波

贾鑫崔晓波（通讯作者）（内蒙古医学院第一附属医院耳鼻咽喉科内蒙古呼和浩特010059）

【摘要】核因子-κB（nuclearfactor-κB，NF-κB）是一种核蛋白因子，它能与免疫球蛋白κ轻链基因增强因子κB序列特异结合，紧密地调节着大群基因的表达，与肿瘤的发生发展、转移及耐药性都有密切关系。因此，通过基因治疗来抑制NF-κB的活性，再以常规的化疗为辅助，将有望成为有效的肿瘤治疗的一种方法。本文就NF-κB在肿瘤中作用的国内外最新研究成果进行了综述，并对其未来的研究前景进行了展望。

【关键词】核因子-κB肿瘤相关基因

1986年,Sen等[1]首先应用凝胶电泳迁移率实验从B淋巴细胞核中检测到一种蛋白因子,它能与免疫球蛋白κ轻链基因增强子κB序列（GGGACTTTCC)特异结合,并促进κ链基因表达,将之命名为核转录因子-κB（nuclearfactorkappaB,NF-κB)。NF-κB普遍存在大多数真核细胞中，此后研究表明,它在免疫应答、炎性反应、细胞生长分化凋亡以及其他应激反应等方面扮演着重要的角色。近年来的研究表明,NF-κB被证实在肿瘤的发生发展中起重要作用，并积极参与调控肿瘤细胞增殖、细胞周期及浸润转移等的密切关系，而且与疾病的预后、肿瘤免疫以及机体对抗耐药性有一定的关系[2-3]，使之成为抗肿瘤的新的分子靶点。本文就其结构、功能、作用机制与肿瘤的关系研究进展予以综述。

1NF-κB的构成和激活途径

NF-κB是一类特殊蛋白质，它能和某些基因启动子区域内的固定核苷酸序列结合，从而启动该基因转录[4]。NF-κB是由两个亚家族组成:分别是Rel蛋白和NF-κB蛋白。目前研究已发现，在哺乳动物中,Rel亚家族包括c-RelRelB和RelA(p65);NF-κB亚家族包括p50/p105(NF-κB1)和p52/p100(NF-κB2)[5]，Rel/NF-κB家族成员之间可形成同源和异源二聚体。不同的二聚体具有不同的结合序列，有各自特征，不同的二聚体识别有差异的κB序列，以增加对基因的调控。

在静止的细胞中，NF-κB通过与细胞质内抑制蛋白κB的抑制剂(inhibitorkappaB,IκB)结合，处于P50-p65-IκB多聚体的无活性状态，滞留于细胞中。当细胞受到刺激后,IκB被磷酸化和泛素化进而被蛋白酶体降解时,游离的NF-κB活化后转位至细胞核内，和靶基因的调控区结合,调控蛋白转录[6]。多种细胞因子如TRAF1、TRAF2、c-IAP1、c-IAP2、Bcl-2、Bcl-xl、Bad、Bax、Bcl-xs等产生都受到NF-κB调控。目前已发现5种蛋白可以抑制NF-κB的活化,其中包括3种NF-κB抑制因子:IκBα,IκBβ和IκBε及2种NF-κB前体蛋白P105和P100,所有的抑制蛋白都拥有与NF-κB结合的锚蛋白重复序列结构域(ARD)[7],其中几种蛋白的氨基末端调节区有被IκB激酶(IκBkinase,IKK)磷酸化位点,羧基末端含有PEST降解序列.IκBα囊括了IκBβ和IκBε的抑制功能,并且通常是与P50/RelA结合[8].游离的IκBα的热力学稳定性是非常低的,并且很快地被蛋白酶体降解,这一过程不需要发生磷酸化和泛素化[9],最近有研究表明IκBα快速的合成和降解为对抗代谢性应激提供了一种机制。

NF-κB作为一种普遍存在的转录因子,是信号转导途径的汇聚点[10]。NF-κB的信号传导通路有两条重要信号通路.分别为经典通路和旁路通路[11-13]。经典通路是通过磷酸化进而泛素化水解NF-κB抑制子（IκBs），从而使p50／p65二聚体变成游离状态。旁路通路是使p100／RelB二聚体变成游离状态，两者的不同之处在于激活经典通路的胞外刺激物有很多种，而仅有少数几种应答成员作为激活旁路通路的胞外刺激物，它们包括淋巴毒素αβ（lymphotoxinαβ，ITαβ）、分化抗体群40配体（clusterofdifferentiation40ligand,CD40L）、TNF家族的B细胞激活因子（Bcellactivatingfactortothetnffamily,BAFF）、异二聚体以及核因子κB受体活化因子配基（receptoractivatorofNF-κBligand,RANKL）[14]。

NF-κB激活的过程是信号传递级联的，即在静止细胞内IκB与NF-κB结合，掩盖NF-κB的核定位序列（nuclearlocalizationsequence,NLS），因此抑制其核易位，使未激活的状态留在细胞质中。当被激活时，诱导物与相应的膜受体连接，结合蛋白被募集，作用于下游的激酶，再通过NF-κB诱导型激酶（NF-κBinducedtypekinase,NIK）、有丝分裂原激酶1（mitogenkinase1,MEKK1）等激活IκB激酶（IκBkinase,IκK）信号复合体，进而被激活的IκKN端调节区域中两个共有的丝氨酸残基发生磷酸化，磷酸化得IκB并未与NF-κB解离，而是迅速与泛肽结合。当NF-κB被激活，胞浆中IκB含量下降时，IκKβ将其C末端自动磷酸化，当至少磷酸化的有9个丝氨酸时，IκK将成为低活性状态。这种IκK的自动磷酸化机制对于酶活性的降低是非常重要的。如果没有这一自动负调节机制，单一的一个诱导信号就可能会持久使IκK保持激活状态，并由此导致NF-κB处于持续的状态[15]。进入细胞核的新合成的IκK与NF-κB-DNA序列复合体中的NF-κB结合，使两者的亲和力降低，从顺式作用原件上将NF-κB解离下来，新形成的三聚体又重新返回到细胞质中等待再次激活[16]。

2NF-κB与肿瘤的关系

近年来,Oya等[17]发现NF-κB激活与血浆中C反应蛋白升高相关，而血浆中C反应蛋白升高与侵袭性、转移等肿瘤进展的炎性瘤外综合征有关，因此NF-κB可能是促进肿瘤的发生和肿瘤细胞的增殖，是肿瘤侵袭、转移的标志。在人类的不同种类肿瘤细胞中发现都存在NF-κB的持续激活及其过量表达，同时还伴有IκB的抑制，而在相应的正常组织中却没有发现此改变，其中包括由淋巴来源的T-cells淋巴瘤Hut78细胞株，和多种黑色素瘤细胞株[18-20];非淋巴来源的细胞包括大肠癌、肾细胞瘤、胃癌、前列腺癌、乳腺癌和胰腺癌等。

2.1NF-κB诱发肿瘤的机制

近年来研究表明，诱发肿瘤的机制主要有以下几点:(1)NF-κB可以抗肿瘤细胞直接或间接诱导细胞凋亡，促进肿瘤细胞的生长。(2)NF-κB诱导肿瘤细胞抗凋亡，我们已经开发出抗化疗和放射治疗。(3)NF-κB的增加与肿瘤生长及侵润有关的多种基因的表达，如肿瘤相关粘附因子，细胞因子IL-6、IL-8，细胞外基质蛋白水解酶等。(4)NF-κB的直接作用外循环或DNA复制导致癌症。(5)由外部因素诱发的肿瘤微环境的NF-kB活化的增长。

2.2NF-κB与乳腺癌

乳腺癌中存在NF-κB异常激活，活化的NF-κB通过提高促进细胞增殖和抑制细胞凋亡基因表达，引起细胞恶性转化，参与乳腺癌的发生发展。据报道NF-κB可诱导乳腺癌2型易感蛋白（breastcancertype2susceptibilityprotein,BRCA2）启动子[21]，组成型NF-κB的表达以及与靶DNA的结合都可以导致乳腺癌细胞中BRCA2抑制子的过表达[22]。Benezra等[23]发现BRCA1肿瘤抑制子作为NF-κB一个活化因子可极大的提高NF-κB的转录活性。

2.3NF-κB与胃癌

NF-κB是胃癌发生、发展中的关键环节之一。在胃癌发生和发展过程中，刺激因素能导致NF-KB活化，从而导致胃癌发生。这些因素包括幽门螺杆菌、白细胞介素-1β、白细胞介素-6、MAPK、TLR9、TLR5和Rho／RTKN等。幽门螺旋杆菌感染后可出现不同的临床变化，这表明可能是危险的应变幽门螺杆菌。活化的NF-κB又可进一步调节Bc1-2家族、IL-8、lAPS、环氧化酶2、hTERT，并最终有助于胃癌的发生发展[24]。刘江月等[25]发现，NF-κB可能有助于胃癌的发生和发展以及侵袭转移。蒲泽锦等[26]发现NF-κB参与在胃黏膜的癌变过程中，同时还可以作为一种指标用来监测胃黏膜恶变难易的程度。一般认为，在癌症早期的事件中，NF-κB可以通过刺激恶性细胞的生长，促进细胞的恶性转化，进而促进癌症的发生；在晚期癌症中，NF-κB也发挥了一定作为调节因子的作用，如促进环氧化酶2的表达，增加肿瘤血管生成；也可能导致c—myc等原癌基因转录，诱导Bcl—xl等抗凋亡基因的表达而抗细胞凋亡[27]。

3肿瘤治疗中NF-κB抑制剂的应用

细胞凋亡是各种病理坏死性细胞死亡的一种形式，是活跃的某些生理或病理条件下细胞死亡过程。死亡受体、凋亡蛋白酶（caspase）、凋亡抑制蛋白、某些原癌基因和Bcl-2蛋白家族等均调控细胞凋亡，而NF-κB可以调控以上的部分基因。

NF-κB抑制剂通常来讲具有以下3个方面的作用:（1）减弱化疗抵抗；（2）诱导癌细胞调亡;（3）联合其他化疗药物使用可以增强抗癌疗效。因此,目前广泛关注NF-κB抑制剂的抗癌作用及其机制的实验研究,以NF-κB作为肿瘤治疗靶点的研究变得尤为重要。

通过调控与细胞分化和细胞凋亡、增殖相关基因的表达，NF-κB蛋白在肿瘤的发生、发展过程中具有重要意义。可采用抑制NF-κB蛋白活化产生其后效应的方法,NF-κB可能成为新的靶基因在肿瘤治疗中发挥作用,因而各种水平、各种层次的抑制NF-κB,可以在一定程度上起到抑制细胞由M向S期过渡的作用,改变转化细胞形态,成为一种新的肿瘤治疗思路。开发特异调控NF-κB活性的药物将有助于提高肿瘤治疗的成功率[28],有望使肿瘤真正成为可防可治的疾病。

4结论

NF-κB信号通路是非常复杂的,而其与肿瘤的关系密切,如果能够开发出靶向性更强、毒性更小的,更为有效地阻止NF-κB的核转移或是其与核内DNA结合的药物,使它们可以更有效地缓解癌症患者的症状,并能显著减少副作用,以进一步提高患者的生活质量。

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