小白菊內酯對核轉錄因子κB的抑制作用及相關動物模型的研究進展Δ

賈倩倩，朱艷，龍海波，牛紅心，周偉東，李申恒（南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院中西醫(yī)結合腎病中心，廣州510282）

小白菊內酯對核轉錄因子κB的抑制作用及相關動物模型的研究進展Δ

賈倩倩＊，朱艷，龍海波，牛紅心，周偉東，李申恒#（南方醫(yī)科大學珠江醫(yī)院中西醫(yī)結合腎病中心，廣州510282）

目的：為小白菊內酯（PL）的進一步開發(fā)和應用提供參考。方法：查閱近年來相關文獻，對PL抑制核轉錄因子（NF）-κB產生的藥理作用及在此類研究中選用的動物模型進行綜述。結果：PL通過抑制NF-κB，可發(fā)揮抗炎、抗腫瘤等多種藥理作用，常用的有小鼠膿毒癥、大鼠偏頭痛、鼠纖維囊泡癥、鼠腎損傷、裸鼠異種移植腎細胞癌等模型。結論：PL具有多種藥理活性，是一種強有力的NF-κB抑制劑，應加大其開發(fā)力度。

小白菊內酯；核轉錄因子κB；抑制作用；動物模型

小白菊內酯（Parthenolide，PL）是一種從天然的紫苑屬菊科植物Tanacetum parthenium中提取的倍半萜烯內酯類化合物，具有抗炎、抗腫瘤等多種藥理作用。其生物活性主要受三方面化學性質的影響，即烷化中心反應性、側鏈親脂性、分子幾何位置和電子特征[1]，其作用機制多與抑制核轉錄因子（NF）-κB有關。本文主要就PL對NF-κB的抑制作用及相關動物模型的研究進展作一綜述。

1 NF-κB的組成、激活途徑及其作用

1.1 NF-κB的組成

NF-κ B 是一個亞單位分子家族，包括 p50、p52、p65（RelA）、c-Rel和RelB，這些亞單位在許多細胞中以最高濃度的形式結合為同型二聚體或異二聚體。膿毒癥時與炎癥事件密切關聯(lián)的是p50/p65異聚體，這種異聚體典型存在于胞漿中，處于失活狀態(tài)，受抑制分子家族（包括IκB-α、IκB-β、IκB-γ、Iκ B-ε）的束縛，IκB與NF-κB的核定位信號位點結合而使NF-κB失活。

1.2 NF-κB的激活途徑

有2條始發(fā)途徑可導致NF-κB信號通路激活，即經典途經和替代途徑。經典途徑依賴IκB激酶復合體（IKK）-β、IKK-γ和IκB-α的降解，與p50/p65異聚體的易位有關，在調節(jié)與早期膿毒癥有關的炎癥反應及固有免疫反應中起重要作用；替代途徑依賴IKK-α的同型二聚體和NF-κB誘導的激酶（NIK），與p52/RelB異聚體的核易位有關，控制B淋巴細胞的成熟和淋巴器官形成。這2條途徑不是完全分離的。當宿主細胞受到微生物代謝產物如革蘭陰性菌的脂多糖（LPS）或革蘭陽性菌的肽聚糖刺激后，發(fā)出信號致使IKK-α、IKK-β、IKK-γ的相互結合體誘導IκB蛋白磷酸化[2]，IκB蛋白釋放，出現(xiàn)遍在蛋白化作用和蛋白酶體降解，p50/p65異聚體可自由轉移到核內，控制對宿主防御和炎癥反應起關鍵作用的大量基因的表達[3]。

1.3 NF-κB的作用

盡管NF-κB激活對正常的生理過程是必須的，但是它的不恰當激活和延遲激活與炎癥性疾病有關。NF-κB在起初的促炎反應中起著重要作用，可以控制腫瘤壞死因子（TNF）、白細胞介素（IL）-1、IL-2、IL-6等細胞因子，IL-8、巨噬細胞炎癥蛋白（MIP）-1α、單核細胞趨化蛋白（MCP）-1、嗜酸細胞活化趨化因子等趨化因子，細胞間黏附分子（ICAM）、血管內皮細胞黏附分子（VCAM）、內皮細胞選擇素等黏附分子，環(huán)氧化酶（COX）-2、誘導型一氧化氮合成酶（iNOS）等誘導酶類，生長因子，一些急性期反應蛋白和免疫受體等基因編碼的表達。NF-κB還可以抑制凋亡和延長炎癥細胞的生存時間，并參與了炎癥過程的演變[4]。而且，NF-κB增加TNF、IL-1等分子的表達，通過TNF和IL-1受體介導的途徑能夠放大NF-κB的激活。NF-κB還激活一些直接控制p50/p65刺激效應的反饋機制，如NF-κB其他亞單位結合體（如p50同型二聚體）可能被激活并和核內κB一致位點結合從而抑制轉錄，p50/p65異聚體本身也可刺激胞漿抑制劑IκB的生成。NF-κB磷酸化后，NF-κB的釋放物結合DNA并適應刺激的變化，包括免疫、炎癥反應、疾病發(fā)展、細胞生長和凋亡。有活性的NF-κB能夠誘導與炎癥性疾病、動脈粥樣硬化、癌癥等有關的許多種基因表達[5]，由NF-κB激活的基因在一些疾病狀態(tài)中起到中樞性作用，包括關節(jié)炎、炎癥性腸病、肺部疾病、蛋白尿[6]、神經再生性疾病[7]、心臟疾病和癌癥等。

2 PL通過抑制NF-κB而產生的藥理作用

2.1 抗炎

PL包含α-次甲基-γ-內酯環(huán)和一個環(huán)氧化物基團，可以與多種生物分子的親核基團相互作用。PL外環(huán)的亞甲基與羰基的共軛作用可使維持NF-κB活性的必需基團巰基失活[8]，PL可以使DNA結合的p65亞單位的必需半胱氨酸殘基烷基化并失活[9]，而α-次甲基-γ-內酯是PL抑制NF-κB的關鍵[10]。 PL通過細胞內機制抑制IκB蛋白磷酸化和NF-κB的激活從而起到抗炎作用。并且，它有力的抗炎作用與對IL-1活性效應的抑制有關，IL-1可以通過受體介導的途徑放大NF-κB的激活。PL能夠抑制與NF-κB激活信號通路依賴的炎癥介質MCP-1、IL-6、轉化生長因子（TGF）-β和ICAM-1、VCAM-1等分子的上調。PL通過抑制巨核細胞的NF-κB途徑增強血小板產物可獨立于其誘導的氧化應激反應，PL能在增強功能性血小板產物的同時減輕不必要的血小板激活[11]，而這一特性也是研究和開發(fā)抗血小板藥物的方向。

2.2 抗腫瘤

PL通過抑制NF-κB而產生的抗腫瘤作用包括誘導凋亡、恢復腫瘤細胞對化療與放射治療的敏感性。PL通過抑制NF-κB激活和誘導氧化應激共同作用而誘導白血病定向干細胞凋亡[12]。誘導癌細胞NF-κB可促使癌細胞對化療產生抵抗，通過抑制由于IκB的過度表達所致的NF-κB的激活可以恢復癌細胞的化學敏感性。已有報道應用PL聯(lián)合三苯氧胺來治療乳腺癌[13]，而PL和非甾體消炎藥舒林酸共同調節(jié)生長抑制和抑制胰腺癌細胞的NF-κB途徑[14]。PL還能夠通過抑制NF-κB途徑使人前列腺癌細胞對放射治療敏感[15]。

2.3 抑制途徑

在穩(wěn)定轉染反義寡核苷酸的人支氣管上皮細胞株（16HBE）中，用不同濃度的PL（10、20、40μmol·L－1）直接加入細胞核提取物中并在室溫下孵化1h后，用32P-寡核苷酸探針檢測。結果顯示，在體外，PL并不改變已激活的NF-κB結合DNA的能力，這表明PL只是阻止了NF-κB的活化，而不是阻止已激活的NF-κB結合DNA的能力[16]。

3 用于研究PL抑制NF-κB作用的動物模型

3.1 小鼠膿毒癥模型

對LPS激發(fā)的膿毒癥的C57BL/6J鼠株，給予PL（1.0mg·kg－1）治療后，LPS致死量組與安慰劑組相比，早期（1或3h）可降低肺和腎NF-κB水平及NF-κB指數(shù)（肺與腎NF-κB的總量），但晚期（6、9或 12h）又出現(xiàn)升高，隨著時間延長NF-κB指數(shù)達到統(tǒng)計學意義。炎性細胞因子的表達也一致，并且不同劑量的PL（0.25～4.00mg·kg－1）干預都出現(xiàn)生存率的微小持續(xù)的下降并達到統(tǒng)計學意義（P≤0.04）[17]，其他相關研究也發(fā)現(xiàn)有一致的結果[18]。PL盡管在體外能夠降低LPS受激的巨噬細胞RAW 264.7細胞株NF-κB的結合活性和炎性細胞因子（包括 IL-1β、IL-6、IL-10和TNF-α等）的釋放，而在體內的膿毒癥模型較少證實其效應。但這類藥物臨床應用于膿毒癥之前仍要謹慎，清楚了解抑制NF-κB對預后的凈效應是必要的[8]。

3.2 大鼠偏頭痛模型

研究表明，在硝化甘油誘發(fā)的大鼠偏頭痛模型中，硝化甘油誘發(fā)大鼠硬腦膜勻漿巨噬細胞激活，進而iNOS基因表達，NO增加，出現(xiàn)大鼠遲發(fā)偏頭痛，腹腔注射PL（3mg·kg－1）能特異性抑制巨噬細胞IKB/NF-κB通路，抑制硬腦膜NO產生，從而治療硝化甘油誘發(fā)的大鼠偏頭痛[19]。

3.3 鼠纖維囊泡癥模型

PL對不同疾病的動物模型取得療效，纖維囊泡癥（CF）便是其中之一[16]。CF是累及肺的延時和過度的炎癥反應并且激活NF-κB所致，而PL能夠改善CF鼠模型的過度炎癥反應。在體外，應用CF跨膜傳導調節(jié)蛋白（CFTR）缺陷的細胞株和正常細胞株配對。在活體內，應用CFTR敲除（CFTR-KO）小鼠和野生小鼠所有細胞株在PL預處理后給予IL-1β和/或TNF-α刺激，PL顯著抑制這些細胞因子誘導的IL-8的分泌，抑制NF-κB激活、IκB降解和IκB激酶復合體的活性；CFTR-KO小鼠和野生小鼠在給予PL或媒介預處理后給予氣管內應用PL，并于3、6、8h進行支氣管肺泡灌洗，發(fā)現(xiàn)PL預處理能夠抑制白細胞的聚集和細胞因子、趨化因子的產生，伴隨抑制IκB降解和NF-κB激活。PL抑制IκB激酶，穩(wěn)定胞漿IκB，抑制NF-κB易位，減輕隨后的炎癥反應，可以被安全地用于CF患者來抑制導致肺破壞和死亡的炎癥過程。

3.4 鼠腎損傷模型

化療藥物順鉑促進活性氧族生成增加，并可激活NF-κB，進而促使促炎癥介質表達增加，而促炎癥介質可增加順鉑的細胞毒效應。在順鉑誘導的Wistar鼠腎損傷模型中，PL處理組與對照組相比，可減輕順鉑誘導的腎臟結構損傷，降低血清肌酐水平，減少腎間質單核/巨噬細胞的滲出，并且觀察到PL（3mg·kg－1）能夠顯著抑制由順鉑誘導氧化反應引起的鼠尿中脂質過氧化反應水平和急性腎小管壞死，通過電泳遷移率變動分析（EMSA）證實PL可抑制腎皮質和外髓核轉錄因子NF-κB的激活[20]。

3.5 鼠膀胱炎模型

在環(huán)磷酰胺的代謝產物丙烯醛與膀胱及尿路上皮直接接觸引發(fā)的炎癥事件中，TNF-α、IL-1β與COX-2直接參與了膀胱損傷。在環(huán)磷酰胺所致的鼠膀胱炎模型中[21]，PL預處理抑制與NF-κB激活有關的膀胱炎癥和膀胱的過度活動，PL呈劑量依賴性抑制TNF-α誘導的COX-2的表達，并阻止NF-κB磷酸化、NF-κB核轉位和IκB-α磷酸化/降解，它能夠有效降低膀胱炎癥和膀胱過度活動。PL通過抑制NF-κB p65的磷酸化，有希望用來預防環(huán)磷酰胺引起的泌尿系統(tǒng)并發(fā)癥。

3.6 裸鼠異種移植腎細胞癌模型

在裸鼠異種移植腎細胞癌模型中，口服或皮下注射PL能夠通過減少IL-8或血管內皮舒張因子的產生，明顯抑制腫瘤細胞的生長。免疫組化和Western-blot法表明，PL治療能夠減少NF-κB及磷酸化NF-κB蛋白的核定位和隨后的MMP-9、Bcl-xL和COX-2的表達，這進一步證實了PL對治療腎細胞癌有益，它可能是通過抑制NF-κB起作用的[22]。對于進展型腎細胞癌，PL可能是一個治療選擇。

4 PL的臨床研究

PL具有抗炎性質，臨床上已成功用于治療偏頭痛。兩個大型安慰劑對照、雙盲臨床研究證實了其在預防偏頭痛發(fā)作和減輕疼痛強度方面的安全性，且沒有顯著的不良反應[23，24]。然而，作為一種新的具有抗定向干細胞活性的化合物，水溶性弱的特性限制了PL在臨床上的直接應用，而Ⅰ期臨床實驗則提示PL的代謝作用進一步降低了其臨床潛力[25]，而合成水溶性更好的PL衍生物則可能解決這一問題。目前，人工合成的水溶性更好的PL衍生物的一項前期臨床試驗結果已令人鼓舞[26]。

5 結語

PL具有多種藥理活性，是一種強有力的NF-κB抑制劑。PL通過抑制NF-κB的抗炎和抗腫瘤作用在不同的細胞株和動物模型中取得療效，而其在發(fā)揮抗炎、抗腫瘤等作用的同時，對宿主自身防御機制的影響仍有待進一步研究。鑒于PL的多種有效藥理作用，其臨床開發(fā)應用前景將十分廣闊。

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R965.1；R285.5

A

1001-0408（2012）47-4500-03

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2012.47.33

Δ國家自然科學基金資助項目（81072848）；廣東省自然科學基金資助項目（9451051501002549）；廣東省科技計劃項目（2009B060700054）

＊醫(yī)師，碩士研究生。研究方向：糖尿病腎病發(fā)病機制及其治療。電話：020-62782305。E-mail：xiaobing716@sina.com.cn

#通訊作者：主治醫(yī)師。研究方向：糖尿病腎病。電話：020-62782305。E-mail：lish1218@sina.com

2011-10-26

2012-04-18）