褪黑素對核因子κB蛋白質(zhì)表達(dá)影響的研究進(jìn)展

李志鯤(綜述)，李 明(審校)

(第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長海醫(yī)院脊柱外科，上海 200433)

褪黑素是生物體內(nèi)普遍存在的一種吲哚類激素，在人體內(nèi)主要由松果體合成和分泌。大量研究表明，褪黑素具有鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、調(diào)整時(shí)差、抗氧化、免疫增強(qiáng)、抗腫瘤等作用，且相對安全[1]。核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)是普遍存在于細(xì)胞質(zhì)中以p50/p65異二聚體為形式的一種快反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子。激活的NF-κB轉(zhuǎn)位入核與靶基因啟動(dòng)子/增強(qiáng)子上的κB位點(diǎn)結(jié)合，從而調(diào)節(jié)許多靶基因的表達(dá)，再通過靶基因表達(dá)產(chǎn)物，NF-κB信號通路參與感染、炎癥、免疫反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和腫瘤等病理過程以及細(xì)胞周期調(diào)控與細(xì)胞分化等[2-3]。近年來國內(nèi)外在各種疾病中研究褪黑素對NF-κB蛋白質(zhì)表達(dá)的影響備受關(guān)注，本文就其主要研究進(jìn)展綜述如下。

1 消化系統(tǒng)

1.1胃黏膜 吳建勝等[4]研究褪黑素對胃黏膜NF-κB活化的影響，將80只SD大鼠隨機(jī)分成正常對照組、預(yù)防對照組、褪黑素預(yù)防低劑量組和褪黑素預(yù)防高劑量組，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)正常對照組大鼠胃黏膜NF-κB活性極低，預(yù)防對照組大鼠胃黏膜NF-κB活性較正常對照組顯著升高；褪黑素預(yù)防組大鼠胃黏膜NF-κB活性較預(yù)防對照組顯著降低，但褪黑素預(yù)防低劑量組和高劑量組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明預(yù)防應(yīng)用褪黑素可使大鼠胃黏膜NF-κB活性較模型組顯著下降。

1.2肝損傷 張楷等[5]研究褪黑素對缺血/再灌注后大鼠肝臟NF-κB表達(dá)的影響，將78只SD大鼠隨機(jī)分成假手術(shù)組(S組)、缺血/再灌注組、褪黑素組(Mel組)，收集標(biāo)本發(fā)現(xiàn)S組僅有極少量的肝細(xì)胞凋亡，無NF-κB陽性表達(dá)；缺血/再灌注組和Mel組經(jīng)歷單純肝臟缺血后NF-κB的表達(dá)及肝細(xì)胞凋亡率與S組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而再灌注后兩組均有不同程度的NF-κB表達(dá)和肝細(xì)胞凋亡率的增加，Mel組于再灌注后各相應(yīng)時(shí)點(diǎn)NF-κB的陽性表達(dá)率和肝細(xì)胞凋亡率均顯著低于缺血/再灌注組，結(jié)果表明，褪黑素可以有效下調(diào)肝臟缺血/再灌注過程中NF-κB的表達(dá)，抑制肝細(xì)胞的凋亡，發(fā)揮其對肝臟缺血/再灌注損傷的保護(hù)作用。另外，高卉等[6]在研究褪黑素對燒傷膿毒癥大鼠肝臟NF-κB表達(dá)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),褪黑素能有效地抑制NF-κB的結(jié)合活性，從而減輕燒傷膿毒癥大鼠肝臟損傷。

1.3胰腺炎 倪銀等[7]研究了褪黑素在大鼠急性胰腺炎肝臟損傷中的保護(hù)作用：將SD大鼠隨機(jī)分為重癥急性胰腺炎組、褪黑素干預(yù)組(Mel)及假手術(shù)組。分別于造模成功后4、12、24、48 h處死大鼠，實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果4個(gè)時(shí)間點(diǎn)三組實(shí)驗(yàn)鼠腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)表達(dá)量差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；重癥急性胰腺炎組NF-κB活性及肝細(xì)胞凋亡指數(shù)各時(shí)間點(diǎn)均高于假手術(shù)組，并隨著時(shí)間推移逐漸升高，于24 h達(dá)高峰隨后下降；Mel組上述指標(biāo)各時(shí)間點(diǎn)均低于重癥急性胰腺炎組，但高于假手術(shù)組；Mel組相應(yīng)各時(shí)間點(diǎn)病理損傷亦較重癥急性胰腺炎組輕，表明肝組織NF-κB的活化介導(dǎo)了重癥急性胰腺炎肝臟損傷。褪黑素干預(yù)可抑制NF-κB活性，減輕肝細(xì)胞凋亡和壞死，減輕急性胰腺炎的肝臟損傷。柴芳等[8]也得出相似的結(jié)論。

2 呼吸系統(tǒng)

2.1肺損傷 佟飛等[9]觀察了褪黑素治療急性百草枯中毒前后大鼠肺組織中NF-κB表達(dá)的變化：將45只SD大鼠隨機(jī)分為染毒組、褪黑素治療組和對照組，實(shí)驗(yàn)后取大鼠肺組織檢測NF-κB表達(dá)，結(jié)果顯示染毒組大鼠NF-κB表達(dá)顯著高于對照組，經(jīng)褪黑素治療后顯著降低，但仍高于對照組，表明NF-κB在百草枯所致大鼠肺損傷中起重要作用，褪黑素能減少染毒大鼠肺組織NF-κB的激活，減輕染毒大鼠肺組織損傷。

2.2呼吸道炎癥 Wang等[10]對褪黑素在NF-κB的表達(dá)和呼吸道炎癥中的作用進(jìn)行研究顯示，褪黑素會部分抑制NF-κB的表達(dá)和下調(diào)肺組織中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的活性，另外在支氣管肺泡灌洗液檢查中褪黑素減少了一氧化氮的產(chǎn)生，說明褪黑素可能在減少呼吸道高反應(yīng)性和呼吸道炎癥中發(fā)揮抑制作用。

3 心血管系統(tǒng)

3.1心肌病 錢為國等[11]對NF-κB在多柔比星心肌病中的作用及褪黑素的干預(yù)作用進(jìn)行研究：將30只雄性SD大鼠隨機(jī)分為正常對照組、多柔比星模型組、多柔比星+褪黑素組，實(shí)驗(yàn)處理后發(fā)現(xiàn),與正常對照組相比，NF-κB在多柔比星模型組顯著活化，褪黑素可抑制NF-κB的激活；與正常對照組相比，多柔比星組一氧化氮水平、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶活性和心肌細(xì)胞凋亡率顯著升高，褪黑素干預(yù)后均顯著降低。得出結(jié)論：NF-κB參與心肌氧化應(yīng)激損傷，促進(jìn)心肌細(xì)胞凋亡；褪黑素可抑制NF-κB活化，減少自由基的生成，抑制心肌細(xì)胞凋亡，多柔比星對心肌病具有保護(hù)作用。Alonso等[12]也證實(shí)了褪黑素的治療通過廢除NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可阻止產(chǎn)生有毒介質(zhì)參與炎癥過程。

3.2冠心病 張弛等[13]研究了褪黑素對氧化型低密度脂蛋白所致的巨噬細(xì)胞TNF-α釋放及NF-κB活性的影響，研究結(jié)果示褪黑素能夠顯著減少氧化型低密度脂蛋白所致的巨噬細(xì)胞TNF-α的釋放，且p65/NF-κB的核移位減少，NF-κB與DNA的結(jié)合活性降低，表明褪黑素減少氧化型低密度脂蛋白所致的巨噬細(xì)胞TNF-α的釋放與其調(diào)節(jié)NF-κB的活性有關(guān)。

4 神經(jīng)系統(tǒng)

4.1腦損傷 顧鏡月等[14]研究了褪黑素對新生大鼠缺氧缺血性腦損傷的神經(jīng)保護(hù)作用及作用機(jī)制：將120只新生健康7日齡Wistar大鼠隨機(jī)分為假手術(shù)組、缺氧缺血模型組、褪黑素治療組；實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：與假手術(shù)組相比，缺氧缺血組NF-κB表達(dá)隨時(shí)間的變化顯著增加；與缺氧缺血組相比較，褪黑素治療組NF-κB表達(dá)在12、24、48 h三個(gè)時(shí)間點(diǎn)中下降顯著；得出結(jié)論：褪黑素對新生大鼠缺氧缺血性腦損傷后海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞具有保護(hù)作用，其作用機(jī)制可能與抑制NF-κB在海馬區(qū)的持續(xù)活化有關(guān)。

4.2帕金森病 邢紅霞等[15]研究了褪黑素對6-羥多巴胺所制造的離體帕金森病模型的影響：將14只大鼠隨機(jī)分成假手術(shù)組、褪黑素組和對照組，結(jié)果顯示假手術(shù)組未見黑質(zhì)細(xì)胞顯著凋亡，褪黑素組較對照組黑質(zhì)細(xì)胞凋亡顯著減少，且黑質(zhì)細(xì)胞NF-κB p65的表達(dá)也有所減少，與對照組比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；得出結(jié)論：褪黑素對離體帕金森病模型具有保護(hù)作用，其機(jī)制可能為抗凋亡。

5 生殖系統(tǒng)

5.1前列腺癌 Shiu等[16]在研究潛在影響前列腺癌的化學(xué)預(yù)防和治療中發(fā)現(xiàn)，褪黑素通過其褪黑素1受體誘導(dǎo)蛋白激酶A和蛋白激酶C的刺激來抑制NF-κB與DNA的結(jié)合；另外，褪黑素對p27轉(zhuǎn)錄的上調(diào)作用可以被激活的NF-κB廢除，但是可以被NF-κB抑制物替代；結(jié)果表明褪黑素抑制NF-κB的活動(dòng)是通過褪黑素1受體誘導(dǎo)蛋白激酶A和蛋白激酶C的雙激活實(shí)現(xiàn)的。褪黑素1受體抑制NF-κB的活性提供了一個(gè)新穎的機(jī)制來支持在前列腺癌化學(xué)預(yù)防和治療中使用褪黑素。

5.2宮頸癌 陳少雅等[17]在研究褪黑素對HeLa細(xì)胞生長的影響及其對HeLa細(xì)胞中NF-κB蛋白表達(dá)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，褪黑素作用72 h抑制HeLa細(xì)胞的半數(shù)抑制濃度為61.71 mg/L；褪黑素1 g/L作用1、2、3 d，細(xì)胞壞死隨作用時(shí)間延長而增多；褪黑素0.2 g/L作用1、2、3 d以及褪黑素0.008、0.04、0.2 g/L作用3 d可下調(diào)HeLa細(xì)胞NF-κB蛋白水平，并存在劑量依賴性與時(shí)間依賴性，表明褪黑素抑制HeLa細(xì)胞增殖可能與其下調(diào)NF-κB蛋白水平有關(guān)。

6 其他疾病

6.1膿毒癥 Bekyarova等[18]研究了燒傷引起的肝損傷中褪黑素對NF-κB的調(diào)節(jié)作用，發(fā)現(xiàn)燒傷模型建立后，實(shí)驗(yàn)組與正常大鼠相比肝臟NF-κB表達(dá)水平顯著提高了48%，褪黑素治療后肝臟NF-κB活動(dòng)顯著降低；得出結(jié)論：燒傷后肝臟NF-κB過度激活，可能導(dǎo)致肝臟釋放TNF-α致肝損傷，褪黑素能抑制NF-κB活性，因而從某種程度上降低肝損傷。高卉等[6]用褪黑素對燒傷膿毒癥大鼠肝臟NF-κB表達(dá)的影響進(jìn)行研究也得出相似結(jié)論。

6.2口腔疾病 Murakami等[19]研究褪黑素是否參與口腔厭氧菌環(huán)氧化酶2的表達(dá)和NF-κB激活，褪黑素和吲哚的50%最大有效水平分別是3300 μm和130 μm，發(fā)現(xiàn)褪黑素在非細(xì)胞毒性濃度下顯著地抑制環(huán)氧化酶2的表達(dá)，且顯著抑制NF-κB的共識序列和依賴磷酸化的蛋白水解作用；然而，吲哚并沒有抑制環(huán)氧化酶2表達(dá)和NF-κB的激活，表明褪黑素可以防止口腔細(xì)菌引起疾病的機(jī)制是抑制了NF-κB的表達(dá)。

7 結(jié) 語

在各類疾病中，褪黑素都扮演著一個(gè)抑制NF-κB表達(dá)的角色。褪黑素主要由下丘腦分泌，具有多項(xiàng)調(diào)節(jié)功能；而NF-κB是一種快反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子，幾乎參與了所有代謝活動(dòng)。褪黑素在分子水平阻斷了NF-κB轉(zhuǎn)錄過程，阻止了其表達(dá)產(chǎn)物生成，因而產(chǎn)生各種各樣的生理效應(yīng)，現(xiàn)階段已充分利用這方面來治療各種疾病，并且得到了一些收獲。然而，完全、持續(xù)阻斷NF-κB信號通路又將導(dǎo)致免疫缺陷和健康細(xì)胞的凋亡等不良反應(yīng)。因此，深入研究NF-κB的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，探索具有靶細(xì)胞特異性和對不同NF-κB成員具有選擇性的細(xì)胞內(nèi)NF-κB活化阻斷劑，可能為臨床治療開辟新的途徑。

[1] Zawilska JB，Skene DJ，Arendt J.Physiology and pharmacology of melatonin in relation to biological rhythms[J].Pharmacol Rep,2009,61(3)：383-410.

[2] Aggarwal BB，Takada Y，Shishodia S，etal.Nuclear transcription factor NF-kappa B：role in biology and medicine[J].Indian J Exp Biol,2004,42(4)：341-353.

[3] Baldwin AS Jr.Series introduction：the transcription factor NF-kappaB and human disease[J].J Clin Invest,2001,107(1)：3-6.

[4] 吳建勝，吳金明，王旦,等.核因子-κB信號通道介導(dǎo)褪黑素對大鼠應(yīng)激性潰瘍的保護(hù)作用[J].中華消化雜志,2005，25(2)：107-109.

[5] 張楷，吳浩榮.褪黑素對缺血再灌注后大鼠肝臟NF-κB表達(dá)及肝細(xì)胞凋亡的影響[J].江蘇醫(yī)藥,2006，32(10)：957-959.

[6] 高卉，林麗，李軍,等.褪黑素對燒傷膿毒癥大鼠肝臟核因子-κB表達(dá)的影響[J].中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2007，24(5)：592.

[7] 倪銀，吳建勝，方佩佩,等.重癥急性胰腺炎大鼠肝損傷機(jī)制及褪黑素保護(hù)[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2008，88(40)：2867-2871.

[8] 柴芳，崔東旭，尹劍橋,等.褪黑素對大鼠肝臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用[J].解剖科學(xué)進(jìn)展,2007，13(2)：121-123.

[9] 佟飛，扈琳，田英平,等.褪黑素對急性百草枯中毒大鼠肺組織核因子-κB及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的影響及治療作用的研究[J].中國現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志,2006，16(24)：3733-3745.

[10] Wang YT，Chen SL，Xu SY.Effect of melatonin on the expression of nuclear factor-kappa B and airway inflammation in asthmatic rats[J].Zhonghua Er Ke Za Zhi,2004,42(2)：94-97.

[11] 錢為國，嚴(yán)文華，呂海濤,等.NF-κB在多柔比星所致大鼠心肌損傷中的作用及褪黑素的治療作用[J].中國藥理學(xué)與毒理學(xué)雜志,2010，24(1)：69-72.

[12] Alonso M，Collado PS，González-Gallego J.Melatonin inhibits the expression of the inducible isoform of nitric oxide synthase and nuclear factor kappa B activation in rat skeletal muscle[J].J Pineal Res,2006,41(1)：8-14.

[13] 張弛，黃靚，余美華.褪黑素對ox-LDL所致巨噬細(xì)胞TNF-α釋放及核因子κB活性的影響[J].中南醫(yī)學(xué)科學(xué)雜志,2011，39(1):14-17.

[14] 顧鏡月，安亮，梅梅.褪黑素對新生鼠缺氧缺血性腦損傷表達(dá)NF-κB的影響[J].黑龍江醫(yī)藥科學(xué),2012，35(1)：37-38.

[15] 邢紅霞，彭海，劉敏.褪黑素對離體帕金森病模型黑質(zhì)NF-κB表達(dá)及黑質(zhì)細(xì)胞凋亡的影響[J].中國神經(jīng)免疫學(xué)和神經(jīng)病學(xué)雜志,2008，15(1)：9-14.

[16] Shiu SY，Leung WY，Tam CW，etal.Melatonin MT(1) receptor-induced transcriptional up-regulation of p27(Kip1) in prostate cancer antiproliferation is mediated via inhibition of constitutively active nuclear factor kappa B (NF-κB)： potential implications on prostate cancer chemoprevention and therapy[J].J Pineal Res,2013(54)：69-79.

[17] 陳少雅，陳崇宏，楊麗娟，等.褪黑素對HeLa細(xì)胞的生長及NF-κB蛋白表達(dá)的影響[J].中國藥理學(xué)通報(bào),2011，27(1)：73-76.

[18] Bekyarova G，Apostolova M，Kotzev I.Melatonin protection against burn-induced hepatic injury by down-regulation of nuclear factor kappa B activation[J].Int J Immunopathol Pharmacol,2012,25(3)：591-596.

[19] Murakami Y，Yuhara K，Takada N，etal.Effect of melatonin on cyclooxygenase-2 expression and nuclear factor-kappa B activation in RAW264.7 macrophage-like cells stimulated with fimbriae of Porphyromonas gingivalis[J].In Vivo,2011,25(4)：641-647.