NF－κB與腦膠質(zhì)瘤的研究進(jìn)展

張忠民，顧志成＊，王彩霞，梁幫永

（1.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江佳木斯154000；2.牡丹江林業(yè)醫(yī)院，黑龍江省牡丹江157000）

NF－κB與腦膠質(zhì)瘤的研究進(jìn)展

張忠民1，顧志成1＊，王彩霞1，梁幫永2

（1.佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江佳木斯154000；2.牡丹江林業(yè)醫(yī)院，黑龍江省牡丹江157000）

腦膠質(zhì)瘤是人中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)病率和復(fù)發(fā)率最高的惡性腫瘤，發(fā)病率約占顱內(nèi)腫瘤的57%，且預(yù)后不理想，膠質(zhì)瘤具有較高侵襲性，盡管各種治療技術(shù)己取得了很大進(jìn)步，但患者總的預(yù)后并沒(méi)有明顯改善。核轉(zhuǎn)錄因子κB（nuclear transcription factor kappa B，NF－κB）是1986年Sen等在B細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的一種重要的核轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，NF－κB廣泛存在于細(xì)胞中，是Rel基因家族中的一種多顯性核轉(zhuǎn)錄因子，并且與腫瘤關(guān)系密切［1］。它能和多種細(xì)胞基因的特定序列的位點(diǎn)發(fā)生特異性結(jié)合，從而調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)的能力。從前人們著重于研究它在炎癥、免疫性疾病等方面的研究，而近年來(lái)大量的研究表明NF－κB不僅與機(jī)體的免疫應(yīng)答有關(guān)，而且與腫瘤細(xì)胞增殖、凋亡、遷移等密切相關(guān)，還參與腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移。

1 NF－κB概述

NF－κB能調(diào)控腫瘤血管的生成，在腫瘤發(fā)展過(guò)程中起到重要的作用，也是調(diào)節(jié)細(xì)胞基因轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵因子［2，3］。NF－κB蛋白家族中的5種轉(zhuǎn)錄因子有P50（NF－κB1）、P65（RELA）、C－REL、P52（NF－κB2）和RelB基因，所有這些基因的N端都有一個(gè)固定的REL同源區(qū)（Rel homologydomain，RHD），含有DNA結(jié)合區(qū)、二聚體區(qū)和核定位區(qū)，以p65和p50組成的二聚體形式最為典型，其中p65蛋白亞單位參與基因轉(zhuǎn)錄的起始調(diào)節(jié)，NF－κB抑制因子IκB－α與其相互結(jié)合并相互作用［4］。NF－κB在細(xì)胞質(zhì)中處于非活化狀態(tài)，且抑制IκB蛋白復(fù)合物。NF－κB是由兩個(gè)激酶IKKα和IKKβ調(diào)節(jié)的，后者特別重要，因?yàn)镮κB的磷酸化、泛素化，并通過(guò)26S蛋白酶體降解，從而使NF－κB活化。此外，IKK復(fù)合物需要調(diào)節(jié)IKKγ（NEMO）亞基。這些信號(hào)傳導(dǎo)累積了二聚體NF－κB轉(zhuǎn)錄因子，在細(xì)胞核內(nèi)主要有P50、P65和C－REL，它能激活超過(guò)200多個(gè)不同的靶基因細(xì)胞的生存／凋亡、細(xì)胞生長(zhǎng)，免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)。

2 NF－κB與腫瘤

NF－κB是腫瘤中一個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子，它與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，大量研究證明，NF－κB在各類實(shí)體腫瘤如胰腺癌［5］、乳腺癌［6］、血液腫瘤等腫瘤細(xì)胞中均有高表達(dá)，它可通過(guò)誘導(dǎo)和上調(diào)抗凋亡因子而抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡［7］，而NF－κB的異常表達(dá)，與腫瘤的分化程度和腫瘤的類別有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，NF－kB能減弱化療藥物和放射治療引起的細(xì)胞調(diào)亡［8］，NF－κB是許多癌癥發(fā)病機(jī)制中的核心，阻斷其信號(hào)傳導(dǎo)途徑，是我們研究的關(guān)鍵。NF－κB信號(hào)通路在正常B淋巴細(xì)胞內(nèi)被激活時(shí)產(chǎn)生抗原，使淋巴瘤中NF－κB大量累積，并激活了它的信號(hào)傳導(dǎo)途徑，使其遺傳性發(fā)生改變。同樣的，正常的漿細(xì)胞激活NF－κB配體，其惡性程度同多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞，自身攜帶的各種基因發(fā)生突變，NF－κB誘導(dǎo)激酶（NIK）激活了NF－κB。為了研究NF－κB在腫瘤中的作用，即模仿人類炎癥反應(yīng)，在有炎癥的小鼠模型中誘導(dǎo)癌癥腫瘤［9］。首個(gè)小鼠模型是與結(jié)腸炎相關(guān)的癌癥，結(jié)腸癌的小鼠出現(xiàn)潰瘍性結(jié)腸炎是一種慢性炎癥性腸道疾?。?0］。這些數(shù)據(jù)表明IKKβ在腸上皮細(xì)胞中的缺失會(huì)導(dǎo)致腫瘤的發(fā)病率急劇下降，而不會(huì)影響腫瘤的大小，使腫瘤上皮細(xì)胞凋亡。然而，在骨髓細(xì)胞中IKKβ減少，會(huì)促進(jìn)腫瘤細(xì)胞減少，可能是由于減少的細(xì)胞因子，可作為腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)因子的表達(dá)。另一種與炎癥有關(guān)的癌癥是肝細(xì)胞癌，肝癌是最常見(jiàn)的，這種癌癥主要是慢性病毒性肝炎引起。肝癌的動(dòng)物模型是伴有慢性肝臟炎癥的Mdr2基因敲除小鼠。該模型被用來(lái)研究NF－κB與炎癥和癌癥之間的關(guān)聯(lián)［11］。在基因敲除的小鼠中，觀察肝炎和癌癥的發(fā)展，結(jié)果顯示炎癥過(guò)程中，通過(guò)相鄰的內(nèi)皮細(xì)胞和炎癥細(xì)胞中TNFα的表達(dá)升高，觸發(fā)肝細(xì)胞的NF－κB活化。有趣的是，早期階段抑制NF－κB信號(hào)沒(méi)有影響肝細(xì)胞轉(zhuǎn)化，但在后期抑制腫瘤的發(fā)展，則導(dǎo)致肝細(xì)胞凋亡。另一種是在小鼠模型的基礎(chǔ)上有選擇地刪除肝細(xì)胞IKKγ，在即使沒(méi)有注入任何一種致癌物質(zhì)的情況下可出現(xiàn)肝損傷和肝癌［12］。因此，實(shí)驗(yàn)證明，IKKγ在肝臟中起到腫瘤抑制作用。

NF－κB已被證實(shí)參與慢性炎癥性疾病過(guò)程，負(fù)責(zé)維持慢性炎癥的細(xì)胞因子有TNFα，IL－1，IL－6，IL－8［13］。因此，在這些疾病中，可能與慢性免疫刺激、基因、環(huán)境因素和一些免疫抑制藥物等因素有關(guān)。還有很多其他腫瘤，很少出現(xiàn)在炎癥反應(yīng)中，但依賴于炎癥反應(yīng)這個(gè)過(guò)程，成為腫瘤發(fā)展的條件。例如前列腺癌，刪除前列腺上皮細(xì)胞中的IKKβ，發(fā)現(xiàn)前列腺癌的發(fā)展沒(méi)有受到任影響，然而刪除造血細(xì)胞中的IKKβ，則延緩雄激素非依賴性前列腺癌的生長(zhǎng)并抑制轉(zhuǎn)移［9］，最有可能與NF－κB細(xì)胞因子有關(guān)，使癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和生存水平降低。這些讓我們產(chǎn)生了極大的興趣，因?yàn)樗鼈兲峁┝擞嘘P(guān)腫瘤發(fā)生和發(fā)展機(jī)制，并可能有助于確定新的治療靶點(diǎn)。

3 NF－κB在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的作用機(jī)制

NF－κB和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤（glioblastoma，GBM）之間的關(guān)系的研究已有多年之久。許多實(shí)驗(yàn)證明不同的刺激激活NF－κB蛋白，會(huì)使GBM的細(xì)胞因子升高。表皮生長(zhǎng)因子受體（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）的增加和過(guò)度表達(dá)在GBM中十分明顯，約在40－50%的腫瘤中可觀察到。在GBM中增加的EGFR的50%中可以檢測(cè)到一個(gè)高度致癌的EGFR突變體（EGFRvIII）。這種突變的產(chǎn)生是刪除EGFR外顯子2－7基因，從而導(dǎo)致在細(xì)胞結(jié)構(gòu)受體外267個(gè)氨基酸缺失，EGFRvIII無(wú)法與配體結(jié)合。這說(shuō)明，GBM細(xì)胞攜帶截取的受體，使EGFR受體誘導(dǎo)Gab1和SHP－2的結(jié)合。在GBM細(xì)胞里這種蛋白復(fù)合體出現(xiàn)的關(guān)鍵是通過(guò)EGFR連接PI3－kinase／Akt信號(hào)使NF－κB活化［14］。實(shí)驗(yàn)證明，刪除IκB具有類似的效果，在GBM的發(fā)病機(jī)制中與EGFR增加和較短的存活率有關(guān)［15］。研究表明NF－κB在GBM的發(fā)病機(jī)制中起到重要作用。與其相關(guān)的實(shí)驗(yàn)是抑制NF－κB的激活，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的方法，如TRAIL，TNF家族成員有選擇性地誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和和O6－烷基化劑引起的DNA損傷，是治療膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的標(biāo)準(zhǔn)［16，17］。研究者發(fā)現(xiàn)蛋白激酶1抗體（receptor interacting protein 1，RIP1）和MDM2通常在GBM中過(guò)度表達(dá)，而在低級(jí)神經(jīng)膠質(zhì)瘤中卻沒(méi)有，如果RIP1的表達(dá)增加，則顯示預(yù)后更差。一些NF－κB活化已影響了GBM的化療。這些實(shí)驗(yàn)證明了NF－κB在GBM中的起到了關(guān)鍵作用，影響到了腫瘤的侵襲性和對(duì)化療的敏感性。

實(shí)驗(yàn)證明，激活NF－κB使膠質(zhì)瘤起始細(xì)胞（glioblastoma initiating cells，GICs）分化加快［18］。在細(xì)胞核內(nèi)的NF－κB是活化狀態(tài)，提高NF－κB的活性使P50－P65二聚體DNA的結(jié)合能力和IκB磷酸化水平增強(qiáng)。它已被證明，NF－κB的表達(dá)顯示用維甲酸后使分化的胚胎干細(xì)胞（embryonic stem cell，ES）增加。此外，NF－κB的核定位對(duì)TNFα做出反應(yīng)，活化的NF－κB在明顯分化ES細(xì)胞里，而不在未分化的ES細(xì)胞里［19］。其它學(xué)者也得到類似的結(jié)果［20］。正常分化的細(xì)胞在NF－κB信號(hào)抑制劑的存在下，相對(duì)于未經(jīng)處理的細(xì)胞生長(zhǎng)遲緩。NF－κB低活化性在GICs中檢測(cè)表明NF－κB對(duì)于原始細(xì)胞的增殖和存活是可有可無(wú)的，這些數(shù)據(jù)表明P65免疫反應(yīng)是在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，大部分來(lái)源于胚胎小鼠腦神經(jīng)球，但只是微弱的核定位（活動(dòng)狀態(tài)）檢測(cè)［21］。發(fā)現(xiàn)抑制NF－κB在GICs分化中利用遺傳方式或小分子抑制劑加速成熟，抑制細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［18］。蛋白酶體抑制劑PS－341能抑制NF－κB的活化，從而抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［22］。用磺胺撒克西啶可以特異性的抑制NF－κB的活化，使多個(gè)膠質(zhì)瘤細(xì)胞系的細(xì)胞周期受到阻斷并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，同樣在體外也可以抑制膠質(zhì)瘤裸鼠模型腫瘤的生長(zhǎng)［23］。在許多系統(tǒng)中NF－κB可能通過(guò)調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生發(fā)展［24］，如直接激活NF－κB可能是一個(gè)有效的方法用來(lái)研究膠質(zhì)母細(xì)胞瘤啟動(dòng)細(xì)胞以維持它的增殖能力，阻止這個(gè)轉(zhuǎn)錄途徑就會(huì)使腫瘤細(xì)胞衰老、凋亡。

4 針對(duì)NF－κB的治療策略

自從識(shí)別了NF－κB信號(hào)傳導(dǎo)途徑，許多研究證明了NF－κB的活性和癌癥之間的關(guān)系，主要是通過(guò)抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡。因此，這種轉(zhuǎn)錄途徑參與人類腫瘤的發(fā)生或進(jìn)展。曾認(rèn)為大部分抗炎藥物的抗癌活性，能起到對(duì)NF－κB的抑制作用。有些藥物被認(rèn)為是NF－κB的特異性抑制劑（即IKK抑制劑），而其他一些藥物則具有廣泛的生物活性（即蛋白酶體抑制劑）。目前，許多的IKKβ抑制劑被應(yīng)用于培養(yǎng)的細(xì)胞或動(dòng)物模型中，它不僅具有控制炎癥的能力，還能在將來(lái)作為潛在的抗腫瘤藥物，它可降低腫瘤細(xì)胞的活性和誘導(dǎo)致敏、化療的作用。其中PS1145、MLN120b和BMS－345541已在多種不同的腫瘤模型中進(jìn)行研究。在大多數(shù)情況下，致敏作用的產(chǎn)生是通過(guò)減少NF－κB靶基因的表達(dá)（即，Bcl－2和IAP家族成員的表達(dá)產(chǎn)生致敏性）。如果抑制NF－kB的活化，會(huì)加速膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞死亡［25］。這些研究結(jié)果支持這一治療策略，目的是阻止GBM細(xì)胞內(nèi)NF－κB的活化。一致的是，NF－κB的藥理作用是抑制作用，可使GBM細(xì)胞活力下降，而提出了一種低毒性正常的星形膠質(zhì)細(xì)胞，這表明腫瘤細(xì)胞的選擇性［26］，在這種情況下，抑制了蛋白酶體抑制劑和其他化合物，間接阻止NF－κB的活化。蛋白酶體抑制劑，如PS－341，具有選擇性和可逆性的抑制26S蛋白酶體，即通過(guò)蛋白酶體抑制劑的抑制作用避免了許多調(diào)節(jié)蛋白的泛素化蛋白酶體分解過(guò)程。這些蛋白質(zhì)破壞受損的是IκB，這可能導(dǎo)致NF－κB失活和惡性表型的逆轉(zhuǎn)。正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的新型IKK抑制劑如SAR113945、賽諾菲－安萬(wàn)特的小分子抑制劑，正在評(píng)估膝骨關(guān)節(jié)炎患者。如果這些抑制劑和其它的化合物能夠通過(guò)安全階段，那它即將會(huì)為癌癥患者的研究方向開(kāi)辟新的道路。

5 展望

越來(lái)越多的證據(jù)表明，NF－κ的活化在GBM的發(fā)病機(jī)制和進(jìn)展中起到關(guān)鍵的作用。有許多信號(hào)傳導(dǎo)途徑能夠降低NF－κB的活化，但對(duì)這些信號(hào)傳導(dǎo)途徑與GBM之間的相關(guān)性目前還了解甚少。在這些途徑中，通過(guò)被標(biāo)記的信號(hào)數(shù)量得知，DNA損傷信號(hào)似乎是在腦膠質(zhì)瘤形成過(guò)程中被激活的，主要激活的多為共濟(jì)失性調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張癥突變（ATM）激酶。這種蛋白激酶在DNA損傷后，觸發(fā)多種活動(dòng)，以促進(jìn)細(xì)胞的生存和修復(fù)。也許以后會(huì)有針對(duì)性的治療方案，用以避免NF－κB依賴腫瘤細(xì)胞而存活和抗化療藥物的作用。另外，詳細(xì)分析大量資料可知，在GBM中還未能實(shí)現(xiàn)對(duì)NFkB進(jìn)行上級(jí)調(diào)控，NF－κB是一種近年來(lái)新興的，并能對(duì)GMB進(jìn)行治療和干預(yù)的潛在轉(zhuǎn)錄因子。NF－κB擁有多向性轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能，還可以與其他的轉(zhuǎn)錄因子協(xié)同作用，執(zhí)行著非常重要的生理功能，與腫瘤的發(fā)生和發(fā)展關(guān)系密切。我們需要更廣泛、深入的研究，為膠質(zhì)瘤的治療提供一個(gè)新的靶點(diǎn)和思路。

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2014－01－23）

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