NF-κB信號(hào)通路在膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

涂艷陽(yáng)，楊宏偉，徐小珊

NF-κB信號(hào)通路在膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

涂艷陽(yáng)1，楊宏偉2，徐小珊1

（1第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院實(shí)驗(yàn)外科，陜西西安710038；2哈佛醫(yī)學(xué)院布列根與婦女醫(yī)院神經(jīng)外科，美國(guó)波士頓02115）

NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在腫瘤細(xì)胞凋亡中的作用是近年來腫瘤領(lǐng)域的重要發(fā)現(xiàn).有文獻(xiàn)報(bào)道，NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑可通過多種方式來抑制細(xì)胞的凋亡，與Bcl-2家族、IAPs家族、JNK等都有較大的關(guān)聯(lián)，但其具體作用機(jī)制尚未完全明確.通過抑制NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的活化從而達(dá)到促進(jìn)細(xì)胞凋亡的目的，可能為腫瘤的治療提供了新的思路.本文就NF-κB信號(hào)通路及其在腫瘤細(xì)胞凋亡中的作用以及在膠質(zhì)瘤基因治療中的應(yīng)用前景做了一些探討.

NF-κB信號(hào)通路；膠質(zhì)瘤；凋亡；機(jī)制

0　引言

膠質(zhì)瘤（glioblastomamultiforme，GBM）是嚴(yán)重危害人類健康的顱內(nèi)原發(fā)性腫瘤，惡性程度極高，具有較高的復(fù)發(fā)性，約占顱內(nèi)腫瘤的46%.目前臨床上針對(duì)腦膠質(zhì)瘤的治療手段以手術(shù)切除為主，以放療與化療為輔.但因膠質(zhì)瘤細(xì)胞多呈浸潤(rùn)性生長(zhǎng)，增殖失控，且與正常的腦組織之間無明確的界限，因而無法從根本上全部切除腫瘤組織.此外，一些腫瘤細(xì)胞對(duì)放化療不敏感，術(shù)后易復(fù)發(fā)，也是腦膠質(zhì)瘤患者預(yù)后差的一個(gè)主要原因.因此急需找到更為安全有效的治療手段，尋求從根本上誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡，抑制其惡性增殖與轉(zhuǎn)移的可能性.

NF-κB（nuclear transcription factor，核轉(zhuǎn)錄因子）是Sen等［1］1986年從B淋巴細(xì)胞中提取的一種重要的轉(zhuǎn)錄因子，廣泛存在于多種細(xì)胞中，能夠特異性結(jié)合細(xì)胞內(nèi)多種基因的啟動(dòng)子特定序列位點(diǎn)，促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄與蛋白表達(dá).NF-κB信號(hào)通路包括NF-κB家族蛋白、NF-κB抑制蛋白以及IκB激酶復(fù)合物［2］.正常狀態(tài)下NF-κB以非活化的復(fù)合物形式與IκB結(jié)合存在于胞質(zhì)中，當(dāng)受到外界刺激時(shí)，IκB蛋白分子經(jīng)磷酸化降解，激活NF-κB入核參與抗凋亡基因的激活，從而促進(jìn)細(xì)胞的增殖［3］.

NF-κB是細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)的樞紐，參與細(xì)胞增殖與凋亡等多種生理和病理過程的調(diào)控，在多種惡性腫瘤如胰腺癌［4］、乳腺癌［5］、黑色素瘤［6］、腦膠質(zhì)瘤［7］中都有較高的表達(dá).近年來大量研究表明NF-κB信號(hào)通路可以通過調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖、凋亡等相關(guān)因子的轉(zhuǎn)錄而介導(dǎo)腫瘤的發(fā)生與發(fā)展，本文就NF-κB信號(hào)通路與腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡之間的關(guān)系作一綜述.

1　NF-κB家族的相關(guān)蛋白及作用

到目前為止，在哺乳類動(dòng)物的細(xì)胞中共發(fā)現(xiàn)了五種NF-κB的亞單位成員:RelA（p65）、RelB、C-Rel、NF-κB1（p50/p105）與NF-κB2（p52/p100）.NF-κB的每個(gè)成員N端都含有約300個(gè)氨基酸殘基共同構(gòu)成的Rel同源域.此結(jié)構(gòu)域中包含二聚化域、DNA結(jié)合域與核定位信號(hào)域，主要作用為介導(dǎo)Rel與DNA的特異性結(jié)合，促使二聚體的形成.其中p52與p50蛋白分別是由p100與p105蛋白水解生成，它們含有特殊錨蛋白序列，可以識(shí)別靶基因的特異性結(jié)合位點(diǎn)，從而發(fā)揮調(diào)控靶基因表達(dá)的作用.C-Rel、RelB和p65的羧基末端含有一個(gè)轉(zhuǎn)錄激活域，受到外界刺激時(shí)，該區(qū)域可以和靶基因上的特異性結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，促進(jìn)靶基因的轉(zhuǎn)錄.NF-κB的各亞單位成員組成同源或異源的二聚體，其中以p50和p65組成的二聚體最為常見，p65亞單位的主要作用是促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄的起始，在靜息狀態(tài)下IκB-α作為抑制蛋白與其結(jié)合，以抑制基因的轉(zhuǎn)錄［8］.NF-κB抑制蛋白主要有6種: IκB-α、IκB-β、IκB-γ（p105）、IκB-δ（p100）、IκB-ε與Bcl-3.其中IκB-α作為主要的抑制蛋白在機(jī)體受到外界刺激時(shí)被快速分解，使得NF-κB的二聚體游離出來，在亞單位P65的介導(dǎo)下入核，參與細(xì)胞增殖、凋亡等一系列相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控［9］.

2　NF-κB信號(hào)通路參與膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡調(diào)控的作用機(jī)制

NF-κB信號(hào)通路參與多種生理以及病理過程的調(diào)控，如細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡以及血管生成等.研究［10］發(fā)現(xiàn)，c-Myc、細(xì)胞周期素D1、ICAM-1、Bcl-xL、Bcl-2等多種與細(xì)胞凋亡和增殖相關(guān)的基因啟動(dòng)子或是增強(qiáng)子上都有NF-κB的結(jié)合位點(diǎn).表明NF-κB被激活后可能促進(jìn)上述基因的表達(dá)，產(chǎn)生細(xì)胞增殖、抗凋亡等不同的生物學(xué)效應(yīng).

NF-κB作為核轉(zhuǎn)錄因子，在腫瘤細(xì)胞中具有調(diào)控多個(gè)基因表達(dá)的作用，它與腫瘤的生物學(xué)行為息息相關(guān).近年來NF-κB信號(hào)通路對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡與增殖方面的調(diào)控已經(jīng)成為腫瘤領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一.蔣方帥等發(fā)現(xiàn)在腦膠質(zhì)瘤組織中NF-κB高表達(dá)，且NF-κB的表達(dá)隨膠質(zhì)瘤級(jí)別升高而增加.已有研究表明NF-κB在惡性的膠質(zhì)母細(xì)胞瘤組織中構(gòu)成性活化［11］.此外，Gill等［12］也通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)NF-κB可以影響膠質(zhì)母細(xì)胞瘤細(xì)胞的生長(zhǎng).有文獻(xiàn)［13］報(bào)道，在膠質(zhì)瘤的手術(shù)樣本與細(xì)胞系中，NF-κB也處于被持續(xù)激活狀態(tài)，而且可以促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)與存活.進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)體內(nèi)NF-κB被激活后會(huì)導(dǎo)致彌散性膠質(zhì)瘤的擴(kuò)散與轉(zhuǎn)移［14］.此外，在膠質(zhì)瘤細(xì)胞對(duì)于放療的敏感性以及致死損傷的修復(fù)方面，NF-κB也具有一定的調(diào)控作用［15］.通過調(diào)控NF-κB信號(hào)途徑影響膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡機(jī)制的相關(guān)報(bào)道很多，有研究表明PS-341（蛋白酶抑制劑）通過下調(diào)NF-κB的表達(dá)阻礙NF-κB信號(hào)通路，從而抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖，誘導(dǎo)其凋亡［16］，同樣的2-ME（2-甲氧雌二醇），它作為一種雌激素的衍生物也可以通過干擾NF-κB信號(hào)通路的傳遞降低核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性以及其與DNA的結(jié)合活性，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的發(fā)生［17］.有研究發(fā)現(xiàn)，MG-132（一種NF-κB抑制劑）可以增強(qiáng)TRAIL（腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體）對(duì)Caspase-3的激活效應(yīng)，由此我們推測(cè)NF-κB信號(hào)通路對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡的調(diào)控是通過上調(diào)FLIP基因的表達(dá)，干擾caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)來發(fā)揮效應(yīng)的［18］.與之相反的，將人的膠質(zhì)母細(xì)胞系用脂多糖或是硫酸鋁預(yù)處理后，NF-κB途徑被激活，致使膠質(zhì)瘤細(xì)胞大量增殖［19］.此外，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞成熟因子［20］、TNF-α［21］以及化療與放療［22］等因素的刺激都會(huì)導(dǎo)致膠質(zhì)瘤細(xì)胞中的NF-κB途徑被激活，從而發(fā)揮調(diào)控細(xì)胞增殖的作用.

3　針對(duì)NF-κB信號(hào)途徑的治療策略

隨著研究的深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到NF-κB信號(hào)途徑不僅與機(jī)體慢性炎癥、細(xì)胞生長(zhǎng)等生理和病理過程相關(guān)，它還可以通過影響腫瘤細(xì)胞的凋亡參與癌癥的發(fā)生與發(fā)展.近年來，越來越多的文獻(xiàn)報(bào)道很多抗炎藥物具有抗癌的活性，同時(shí)還可抑制NF-κB信號(hào)途徑.目前，多種IKKβ抑制劑已被應(yīng)用于動(dòng)物模型干預(yù)治療以及細(xì)胞培養(yǎng)中，因?yàn)檫@些抑制劑不僅具有抗炎的能力，還可降低腫瘤細(xì)胞的增殖能力，增強(qiáng)對(duì)放化療藥物的敏感性，有望成為新的抗腫瘤藥物.

通常情況下，抑制NF-κB靶基因的表達(dá)可以減少致敏反應(yīng)的產(chǎn)生，如Bcl-2與IAP表達(dá)減少可以增加放化療藥物的敏感性，即通過抑制NF-κB的活化可以加速膠質(zhì)瘤細(xì)胞的死亡［23］.近年來的研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酶體抑制劑與其他化合物可以間接抑制NF-κB活化.PS-341（蛋白酶體抑制劑的一種）可以選擇性地抑制蛋白酶體26S，從而遏制多種調(diào)節(jié)蛋白泛素化蛋白酶體的降解.而這些蛋白可以使IκB受損，進(jìn)而導(dǎo)致NF-κB失活.目前，臨床上正在試驗(yàn)一些新型的IKK抑制劑，希望可以通過抑制NF-κB信號(hào)途徑來抑制癌癥的發(fā)展.這些新型抑制劑的安全性和有效性一旦得到證實(shí)，將會(huì)為癌癥患者帶來新的曙光.

4　展望

作為一種核轉(zhuǎn)錄因子，NF-κB具有多向性的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)功能，可以通過與轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)同作用發(fā)揮重要的生理作用，而這個(gè)過程與機(jī)體腫瘤的發(fā)生發(fā)展息息相關(guān).越來越多的研究也表明，NF-κB信號(hào)途徑的活化在膠質(zhì)瘤的發(fā)生發(fā)展過程中起到十分重要的作用.雖然有許多信號(hào)途徑可以降低NF-κB途徑的活化，但是關(guān)于這些信號(hào)途徑和膠質(zhì)瘤之間的相關(guān)性研究卻鮮有報(bào)道.NF-κB信號(hào)途徑調(diào)控腫瘤細(xì)胞的凋亡、增殖與轉(zhuǎn)移等生理與病理過程已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，研究NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑對(duì)臨床上膠質(zhì)瘤的治療具有十分重要的意義.如何在不影響機(jī)體正?；蜣D(zhuǎn)錄的前提下，阻礙NF-κB對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的抗凋亡調(diào)控作用，這是一個(gè)急需攻克的難點(diǎn)，也是今后研究的重點(diǎn).

［1］Sen R，Baltimore D.Multiple nuclear factors interactwith the immunoglobulin enhancer sequences［J］.Cell，1986，46（5）:705-716.

［2］Ghosh G，Wang VY，Huang DB，et al.NF-κB regulation:lessons from structures［J］.Immunol Rev，2012，246（1）:36-58.

［3］Stambolic V，MacPherson D，Sas D，etal.Regulation of PTEN transcription by p53［J］.Mol Cell，2001，8（2）:317-325.

［4］Liu A，Chen H，Tong H，et al.Emodin potentiates the antitumor effects of gemcitabine in pancreatic cancer cells via inhibition of nuclear factor-κB［J］.Mol Med Rep，2011，4（2）:221-227.

［5］Ko HS，Lee HJ，Kim SH，etal.Piceatannol suppresses breast cancer cell invasion through the inhibition of MMP-9:involvement of PI3K/AKT and NF-κB pathways［J］.JAgric Food Chem，2012，60（16）:4083-4089.

［6］Gallagher SJ，Mijatov B，Gunatilake D，et al.Control of NF-κB activity in human melanoma by bromodomain and extra-terminalprotein inhibitor I-BET151［J］.Pigment Cell Melanoma Res，2014，27（6）:1126-1137.

［7］Han Y，Lu T，Nelms J，et al.Constitutive activation of NF-κB is present in malignant gliomas and may serve as a therapeutic target［J］.Cancer Res，2004，64:971.

［8］Xin ZG，Aiken R，Burke J.The nuclear factor NF-kappaB pathway in inflammation.［J］.CSH Perspect Biol，2009，1（6）:1984-1993.

［9］Yan M，Xu Q，Zhang P，etal.Correlation of NF-κB signal pathway with tumormetastasis of human head and neck squamous cell carcinoma［J］.BMCCancer，2010，10:437.

［10］Takada Y，Kobayashi Y，Aggarwal BB.Evodiamine abolishes constitutive and inducible NF-kappaB activation by inhibiting IkappaBalpha kinase activation，thereby suppressing NF-kappaB-regulated antiapoptotic and metastatic gene expression，up-regulating apoptosis，and inhibiting invasion［J］.J Biol Chem，2005，280（17）: 17203-17212.

［11］Ansari SA，Safak M，Del Valle L，et al.Cell cycle regulation of NF-κappa b-binding activity in cells from human glioblastomas［J］. Exp Cell Res，2001，265（2）:221-233.

［12］Gill JS，Zhu X，Moove MJ，et al.Effects of NFkappa B decoy oligonucleotides released from biodegradable polymer microparticles on a glioblastoma cell line［J］.Biomaterials，2002，23（13）:2773-2781.［13］Robe PA，Bentires-AljM，Bonif M，et al.In vitro and in vivo activity of the nuclear factor-kappaB Inhibitor sulfasalazine in human glioblastomas［J］.Clin Cancer Res，2004，10（16）:5595-5603.

［14］Wang H，Wang H，ZhangW，et al.Analysis of the activation status of Akt，NFkappaB，and Stat3 in human diffuse gliomas［J］.Lab Invest，2004，84（8）:941-951.

［15］Ho E，Ames BN.Low intracellular zinc induces oxidative DNA damage，disrupts p53，NFkappa B，and AP1 DNA binding，and affects DNA repair in a rat glioma cell line［J］.Proc Natl Acad Sci，2002，99（26）:16770-16775.

［16］Yin D，Zhou H，Kumagai T，et al.Proteasome inhibitor PS-341 causes cell growth arrest and apoptosis in human glioblastomamultiforme（GBM）［J］.Oncogene，2005，24（3）:344-354.

［17］Kumar AP，Garcia GE，Orsborn J，et al.2-Methoxyestradiol interferes with NF kappa B transcriptional activity in primitive neuroectodermal brain tumors:implications formanagement［J］.Carcinogenesis，2003，24（2）:209-216.

［18］Song Y，Que T，Long H，et al.Downregulation of Death-associated Protein Kinase 3 and Caspase-3Correlate to the Progression and Poor Prognosis of Gliomas［J］.Cancer Transl Med，2016，2（3）:72-78.

［19］Campbell A，Yang EY，Tsai-Turton M，et al.Pro-inflammatory effects of aluminum in human glioblastoma cells［J］.Brain Res，2002，933（1）:60-65.

［20］Lim R，Zaheer A，Yorek MA，et al.Activation of nuclear factorkappaB in C6 rat glioma cells after transfection with gliamaturation factor［J］.JNeurochem，2000，74（2）:596-602.

［21］Yamagishi N，Miyakoshi J，Takebe H.Enhanced radiosensitivity by inhibition of nuclear factor kappaB activation in human malignant glioma cells，International Journal of Radiation Biology，Informa Healthcare［J］.Int JRadiat Biol，2009，72（2）:157-162.

［22］Otsuka G，Nagaya T，Saito K，et al.Inhibition of Nuclear Factor-κB Activation Confers Sensitivity to Tumor Necrosis Factor-αby Impairment of Cell Cycle Progression in Human Glioma Cells［J］.Cancer Res，1999，59（17）:4446-4452.

［23］Coupienne I，Bontems S，Dewaele M，et al.NF-kappaB inhibition improves the sensitivity of human glioblastoma cells to 5-aminolevulinic acid-based photodynamic therapy［J］.Biochem Pharmacol，2011，81（5）:606-616.

《轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)電子雜志》征訂啟事

《轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)電子雜志》是經(jīng)國(guó)家新聞出版廣電總局批準(zhǔn)，中國(guó)人民解放軍總后勤部主管，第四軍醫(yī)大學(xué)出版社主辦，唐都醫(yī)院承辦的以光盤（CD-ROM）附紙質(zhì)導(dǎo)讀形式公開發(fā)行的醫(yī)學(xué)電子專業(yè)學(xué)術(shù)期刊（月刊）.圖文聲像并茂，報(bào)道信息容量大，具有很強(qiáng)的互動(dòng)性.以全國(guó)各級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床醫(yī)護(hù)工作者、醫(yī)教科研人員及醫(yī)藥衛(wèi)生管理者為主要讀者對(duì)象，開展學(xué)術(shù)交流，服務(wù)軍隊(duì)和地方醫(yī)學(xué)事業(yè)發(fā)展.設(shè)置的欄目有專家視野（述評(píng)）、基礎(chǔ)與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、預(yù)防與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、臨床與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、短篇報(bào)告、醫(yī)學(xué)教育、綜述、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)動(dòng)態(tài)與咨訊、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)多媒體課件等.

本刊為月刊，大16開，96頁(yè)，每月最后一日出版.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)出版物號(hào):ISSN 2095-6894，CN 61-9000/R.每期定價(jià)20元（含光盤和紙質(zhì)），全年定價(jià)240元.可向編輯部訂閱.

編輯部地址:陜西省西安市灞橋區(qū)新寺路569號(hào)第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院《轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)電子雜志》編輯部；

郵政編碼:710038；

聯(lián)系電話:029-84778169；

傳真:029-84778169.

R730.264

A

2095-6894（2016）08-01-03

2016-07-18；接受日期：2016-08-01

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（81572983）

涂艷陽(yáng).博士，副教授，副主任醫(yī)師.Tel:029-84777469

E-mail:tu.fmmu@gmail.com