NF-κB在肝細胞癌發(fā)生發(fā)展中的作用及其機制研究進展

孫丹妮　黃　洵.上海綠谷制藥有限公司，上海003；.中國科學院上海藥物研究所，上海003

NF-κB在肝細胞癌發(fā)生發(fā)展中的作用及其機制研究進展

孫丹妮1黃洵2
1.上海綠谷制藥有限公司，上海201203；2.中國科學院上海藥物研究所，上海201203

肝細胞癌（HCC）是世界第六大常見腫瘤，死亡率在腫瘤相關(guān)死亡中位列第三。研究發(fā)現(xiàn)，超過80%的肝細胞癌患者經(jīng)歷了慢性肝炎、肝纖維化、肝硬化、肝癌的炎癌轉(zhuǎn)變過程。炎癥，特別是非可控性炎癥在誘導肝癌發(fā)生及促進肝癌發(fā)展中均發(fā)揮重要作用。核因子κB（NF-κB）作為一種廣泛存在的核轉(zhuǎn)錄因子，參與機體的炎性反應(yīng)、免疫應(yīng)答、細胞凋亡及其他應(yīng)激反應(yīng)。NF-κB是聯(lián)結(jié)肝損傷、肝纖維化和肝細胞癌的重要橋梁。NF-κB激活是機體生理需要和防御反應(yīng)的表現(xiàn)，但過度激活則促進肝損傷重癥化及各種并發(fā)癥發(fā)生，進一步可誘導肝纖維化以及肝細胞癌的發(fā)生。靶向NF-κB信號途徑對肝癌治療和預防肝癌形成具有重要意義。

核因子-κB；肝細胞癌；炎癌轉(zhuǎn)變；肝纖維化；抑制劑

肝細胞癌是世界第六大常見腫瘤，其死亡率在腫瘤相關(guān)死亡中排名第三。研究發(fā)現(xiàn)，超過80%的肝細胞癌患者經(jīng)歷了肝損傷、慢性肝炎、肝纖維化、肝硬化、肝癌的炎癌轉(zhuǎn)變過程。炎癥，特別是非可控性炎性反應(yīng)在誘導肝癌發(fā)生及促進肝癌發(fā)展中都起到了極為重要的作用。

核因子-κB（nuclear factorκB，NF-κB）是一類重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，被體內(nèi)外多種因素的刺激與激活后，可入核參與調(diào)節(jié)多種基因的轉(zhuǎn)錄表達，發(fā)揮生物學效應(yīng)。NF-κB是串聯(lián)炎性反應(yīng)與腫瘤的重要分子，是肝損傷、肝纖維化、肝細胞癌等疾病進展調(diào)節(jié)的中心環(huán)節(jié)，對肝癌的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要［1］。

1　NF-κB活性調(diào)控

NF-κB受多種信號調(diào)節(jié)：①經(jīng)典NF-κB信號通路，炎癥因子TNF-α、IL-1等與細胞膜上相應(yīng)受體結(jié)合，通過激活I(lǐng)KK激酶復合物，進而磷酸化誘導IκB降解而激活NF-κB，促進TNF-α、IL-1等炎性因子的轉(zhuǎn)錄，使其表達和釋放增多；釋放的炎性因子以自分泌或旁分泌的形式，進一步激活NF-κB，促進炎性因子進一步釋放，形成“炎癥因子瀑布”，導致炎癥信號進一步級聯(lián)放大。②非經(jīng)典的NF-κB信號通路中，p100經(jīng)蛋白水解形成p52后，激活NF-κB，活化的p52/ RelB復合物進入細胞核，通過調(diào)控靶基因的表達，參與免疫調(diào)節(jié)等重要生物學功能。③除此之外，NF-κB翻譯后修飾也參與調(diào)控其活性。研究發(fā)現(xiàn)，p65的磷酸化位點不同，將導致NF-κB信號通路調(diào)控差異。另外，甲基化、乙?；?、泛素化等翻譯后修飾在NF-κB活性調(diào)控中也扮演重要角色。

2　NF-κB與肝損傷、肝纖維化與肝癌

2.1NF-κB與肝細胞損傷

肝臟具有新陳代謝、排毒等重要生理功能，因此也最易受到損傷。受損的肝細胞釋放多種炎癥因子，通過胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導途徑，活化一系列轉(zhuǎn)錄因子。大量研究表明，NF-κB活化在肝損傷中起著非常重要的作用。

在損傷發(fā)生的早期，促凋亡因子LPS、TNF-α等誘導細胞內(nèi)NF-κB激活，對肝細胞起保護作用。激活的NF-κB可以與某些基因的啟動子和增強子結(jié)合，啟動G6pase、PEPCK、IGF-1等表達，促進肝糖元產(chǎn)生和肝細胞再生。研究發(fā)現(xiàn)，雙敲除Rela基因，小鼠在胚胎15～16 d時，便死于大面積肝細胞凋亡［2］；利用小分子化學干預阻斷NF-κB信號通路，同樣引起細胞凋亡；同時Rel和Rela雙敲除的小鼠經(jīng)歷肝組織退化，并在更早期就發(fā)生胚胎致死［3］；肝細胞中條件性敲除TAK1或Nemo后，即可阻斷TNF-α誘導的NF-κB激活，并引起大量細胞死亡［4］。這些結(jié)果表明NF-κB可以拮抗TNF-α誘導的凋亡作用，對肝細胞起保護作用。

然而，研究也發(fā)現(xiàn)NF-κB是一把“雙刃劍”。在生理或病理狀態(tài)下，NF-κB的適度激活是機體的一種防御反應(yīng)；然而其過度活化卻可以促使炎癥細胞釋放大量炎癥因子，形成炎癥因子瀑布效應(yīng)，反而導致組織的炎癥損傷。給大鼠喂食乙醇引起肝臟損傷時，肝細胞、Kupffer細胞及肝竇內(nèi)皮細胞中NF-κB活性顯著增高，且增高程度與損傷程度呈正相關(guān)［5］。靜息狀態(tài)下的肝星狀細胞（HSC）核內(nèi)缺乏NF-κB，而活化的HSC中核內(nèi)明顯出現(xiàn)NF-κB分布；LPS誘導活化的HSC上調(diào)NF-κB表達水平，同時伴有IL-8水平增加，造成肝細胞壞死。NF-κB通過正反饋調(diào)節(jié)，分泌大量細胞因子與趨化因子，這些物質(zhì)加劇了肝臟炎性反應(yīng)，導致肝臟進一步損傷。

2.2NF-κB與肝纖維化

肝纖維化和肝硬化的患者，罹患肝癌的風險顯著增加；80%以上的肝細胞癌由肝纖維化或肝硬化轉(zhuǎn)歸而來。NF-κB通過三個層面調(diào)控肝纖維化過程：調(diào)節(jié)肝細胞損傷，調(diào)控巨噬細胞和其他炎癥細胞中的炎癥相關(guān)信號通路，介導Kupffer細胞和HSC的活化。

HSC/HMF轉(zhuǎn)化是肝纖維化的重要步驟。適度激活的NF-κB保護損傷的肝細胞免于纖維化；然而過度激活則導致炎癥因子大量釋放，加劇炎癥及纖維化。靜息狀態(tài)的HSC核內(nèi)缺乏NF-κB，而α-SMA呈陽性的HSC核內(nèi)NF-κB呈明顯分布，表明NF-κB可能參與調(diào)節(jié)HSC/HMF轉(zhuǎn)化［6］；Crel缺失的小鼠，呈現(xiàn)纖維化降低及HSC活性降低表型；在CCl4誘導的肝纖維化模型中，NF-κB活性增強促進HSC活化、增殖。一系列促炎因子，如LPS、TNF、IL-1β、血管緊張素Ⅱ和CD40L，激活HSC中NF-κB活性。隨著NF-κB在激活的HSC中表達的增多，可進一步激活其下游靶基因TNF-α、IL-6及細胞間黏附分子（ICAM）等，參與HSC的活化，向HMF轉(zhuǎn)化。

活化NF-κB通過直接的纖維化效應(yīng)、抗凋亡、分泌細胞因子多種機制促進肝纖維化。與此同時，NF-κB的激活通過產(chǎn)生炎癥因子、趨化因子等，在纖維化的肝臟中形成一種有利于腫瘤生長的微環(huán)境，促進肝癌的發(fā)生發(fā)展。

2.3NF-κB與肝細胞癌

在肝細胞癌發(fā)生發(fā)展過程中，許多不同的因素都可能誘發(fā)NF-κB的激活，活化的NF-κB參與細胞增殖與抗凋亡，增加炎癥相關(guān)因子表達，促進腫瘤惡性轉(zhuǎn)化、侵襲和轉(zhuǎn)移。

2.3.1NF-κB與肝癌發(fā)生炎癥和癌癥形成的因果關(guān)系在多種腫瘤類型中均有明確報道，例如結(jié)腸炎癌、肝炎癌、胃炎癌等。炎癥過程中NF-κB激活，可以誘導肝細胞癌發(fā)生發(fā)展。研究表明，在肝炎病毒誘導Mdr2-/-小鼠HCC發(fā)生模型中，肝細胞特異性過表達非降解性突變形式的IκB和野生型IκB；IκB突變的轉(zhuǎn)基因老鼠與野生型老鼠相比，在前7個月腫瘤發(fā)病率無差異；7個月后開始阻斷NF-κB，轉(zhuǎn)化的肝細胞開始死亡，不能進展成完全分化的肝細胞癌。因此，NF-κB在肝炎導致肝癌的早期不是必要因素，但是后期NF-κB失活能夠有效阻斷腫瘤發(fā)展進程以及肝細胞的惡性轉(zhuǎn)化，使瘤體消退。無獨有偶，在炎癥因子lymphotoxinα和/或lymphotoxinβ肝特異性過表達轉(zhuǎn)基因小鼠模型中，肝細胞中IKK2基因缺失導致NF-κB失活，幾乎完全阻斷肝細胞癌的發(fā)生［7］。

與之形成鮮明對比的是，在DEN誘導的化學損傷引發(fā)肝癌模型中，IKK2缺失導致NF-κB失活，卻增加肝腫瘤成瘤率。另外研究也發(fā)現(xiàn)，薄壁組織肝細胞IKK復合物調(diào)節(jié)亞基Nemo缺失，抑制NF-κB，引起小鼠自發(fā)形成肝癌［8］。有趣的是，在DEN誘導的肝癌模型中，IKK2的缺失通過促進細胞增殖和激活細胞內(nèi)STAT3活性，加速肝癌的發(fā)展［9］。研究者認為，在這兩種情況下，肝細胞損傷可能是導致腫瘤形成的重要原因，而NF-κB的抑制使其不能發(fā)揮促進損傷修復功能，而最終導致腫瘤形成。

經(jīng)典的NF-κB信號通路在肝癌的發(fā)生發(fā)展中依賴于肝損傷模式，但是研究發(fā)現(xiàn)在HbsAg驅(qū)動的肝細胞癌形成過程中，NF-κB通過增加內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激反應(yīng)，反而成為重要的腫瘤抑制因子［10］。在嗜中性粒細胞驅(qū)動的肝細胞癌中，肝細胞內(nèi)nfkb1負調(diào)控嗜中性粒細胞中包含鈣網(wǎng)蛋白、CXCL1和CXCL2的趨化因子網(wǎng)絡(luò)；nfkb1基因敲除促進肝癌發(fā)生［11］。

2.3.2NF-κB與肝癌進展NF-κB的異常激活與肝癌的進展密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB在肝癌患者來源的細胞和組織中持續(xù)激活。動物實驗提示肝細胞中，PI3K/Akt、HGF/Met等生長因子參與NF-κB的活化；TAK1/IKK信號促進肝癌進展。Pin1促進NF-κB活化，與腫瘤惡性進展與預后差密切相關(guān)［12］。在慢性炎癥相關(guān)肝癌小鼠模型中，研究人員將巨噬細胞中的STK4特異性敲除，發(fā)現(xiàn)促進炎癥因子的表達增加，加重肝功能損傷，促進肝腫瘤形成［13］。在膽汁酸處理的DEN誘導肝癌模型中，NF-κB高度激活，下游TNFα、IL-1β轉(zhuǎn)錄水平顯著上調(diào)［14］。miR-4262激活NF-κB信號通路，促進NF-κB入核，進而促進腫瘤細胞增殖［15］。NF-κB結(jié)合COMMD7啟動子區(qū)域，激活COMMD7轉(zhuǎn)錄；沉默NF-κB導致COMMD7表達降低，并形成正反饋調(diào)節(jié)，進一步降低NF-κB表達，抑制腫瘤細胞增殖與遷移［16］。臨床研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB蛋白在HCC組織表達與患者病理分級、腫瘤大小相關(guān)，提示在HCC的進展過程中，NF-κB表達程度可考慮作為HCC惡性程度評價指標之一。

NF-κB還可以調(diào)節(jié)諸如基質(zhì)金屬蛋白酶MMP、尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑、IL-8等與HCC轉(zhuǎn)移相關(guān)的基質(zhì)蛋白；血管細胞黏附分子1（VCAM-1）、細胞間黏附分子1（ICAM-1）和內(nèi)皮細胞-白細胞黏附因子1（ELAM-1）等黏附分子，以及趨化因子如CXC趨化因子受體4（CXCR4）等的表達也受NF-κB的調(diào)節(jié)。GOLPH3通過激活NF-κB信號通路促進肝細胞侵襲［17］。IL-23通過激活NF-κB/p65信號通路，促進MMP9表達，介導HCC轉(zhuǎn)移。RKIP通過MAPK和NF-κB信號通路促進肝細胞癌轉(zhuǎn)移［18］。

3　靶向NF-κB抑制劑在肝細胞癌治療中的進展

在慢性炎癥向肝纖維化轉(zhuǎn)化及肝癌發(fā)生過程中，NF-κB扮演了重要作用。研究表明，靶向NF-κB信號途徑能夠成為肝癌治療和預防肝癌形成的潛在靶點［19］。這些干預措施包括：靶向NF-κB上游激活因子，如LPS、TLR4、IL-1或者TNF；靶向NF-κB亞基活性；靶向NF-κB調(diào)控的基因，如IL-6；或者其他旁路信號途徑，如JNK。研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB抑制劑與sorafenib聯(lián)合用藥將可以用于治療晚期HCC患者［20］。沉默Snail，通過上調(diào)p53蛋白及下調(diào)NF-κB活性，增敏TRAIL誘導的細胞凋亡［21］；香豆素衍生物CPP呈時間和劑量依賴性地抑制HCC細胞增殖，抑制NF-κB與DNA結(jié)合，并進而抑制cyclin D1、Bcl-2、survivin、MMP12和c-Myc等基因的表達［22］。天然產(chǎn)物Apigenin降低Snail1和NF-κB表達，通過抑制EMT，抑制HCC侵襲轉(zhuǎn)移［23］。Pentoxyfiline抑制NF-κB從而抑制VEGF和VCAM表達，抑制小鼠HCC肺轉(zhuǎn)移［24］。阻斷NF-κB可以特異性地靶向肝細胞癌中腫瘤肝細胞群，并且NF-κB與HDAC抑制劑聯(lián)合用藥可使預后差的肝癌患者獲益［25］。

4　結(jié)論與展望

NF-κB作為一種廣泛存在于體內(nèi)細胞的核轉(zhuǎn)錄因子，參與機體的炎性反應(yīng)、免疫應(yīng)答、細胞凋亡及其他應(yīng)激反應(yīng)。NF-κB發(fā)揮轉(zhuǎn)錄活性依賴經(jīng)典和非經(jīng)典信號通路以及轉(zhuǎn)錄后修飾的激活，發(fā)生核轉(zhuǎn)位，與靶基因結(jié)合，啟動基因表達。NF-κB的功能發(fā)揮具有兩面性：其適度激活是機體正常生理需要，也是防御反應(yīng)的重要表現(xiàn)，但過度激活卻會促進肝持續(xù)損傷，誘導肝纖維化以及肝細胞癌的發(fā)生。NF-κB是聯(lián)結(jié)肝損傷、肝纖維化和肝細胞癌的重要橋梁，其通過調(diào)控HSC、Kuffer細胞中炎癥因子表達，參與肝纖維化形成，進而促進肝癌發(fā)生。

NF-κB與肝癌發(fā)生發(fā)展的密切聯(lián)系已經(jīng)引起了研究人員的廣泛關(guān)注，通過應(yīng)用NF-κB抑制劑在NF-κB活化的各環(huán)節(jié)有效抑制肝臟不同細胞組分內(nèi)的NF-κB，將對肝細胞癌的發(fā)生和發(fā)展具有重要意義。目前，已有藥物已經(jīng)用于臨床，但還有許多問題有待于進一步研究，如NF-κB抑制劑的作用是否具有特異性；NF-κB具有促進或抑制腫瘤發(fā)展的雙重作用，對應(yīng)用藥的敏感標志物如何尋找；NF-κB在肝癌進程中持續(xù)發(fā)揮作用，相應(yīng)的干預時間和策略如何判斷等。相信隨著對NF-κB生物學功能及其與肝癌關(guān)系研究的進一步深入，靶向NF-κB的藥物在臨床上將有更廣闊的應(yīng)用前景，將為肝纖維化、肝細胞癌的治療提供新思路。

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Roles and mechanism of NF-κB in hepatocellular carcinoma developm ent

SUN Danni1HUANG Xun2
1.Shanghai Green-Valley Pharmaceutical Co.，Ltd.，Shanghai 201203，China；2.Shanghai Institute of Materia Medica，Chinese Academy of Sciences，Shanghai 201203，China

Hepatocellular carcinoma（HCC）is the sixthmost common cancer worldwide and the third leading cause of cancer-related death.As＞80%of patients experienceda very long pathological progression termed the inflammation-fibrosis-cirrhosis-cancer axis.Inflammation，especially uncontrolled inflammation，plays an extremely important role in the development of liver cancer.NF-κB，a key transcriptional regulator，roles in regulation of inflammatory and immune response，apoptosis，and other stress response.NF-κB strongly links to the development of injury，fibrosis，cirrhosis and HCC.Activation of NF-κB may be beneficial for normal homeostasis and defence reaction.However，excessive activation of NF-κBaggravating liver injury，promoting fibrosis and hepatocarcinogenesis.Targeting NF-κB have great significance for the prevention or treatment of HCC.

NF-κB；Hepatocellular carcinoma；Inflammation-cancer transformation；Liver fibrosis；Inhibitor

R735.7

A

1673-7210（2016）06（c）-0042-04

國家自然科學基金青年科學基金資助項目（81302791）。

孫丹妮（1986.10-），女，博士；研究方向：新藥研發(fā)。

黃洵（1983.11-），男，博士；研究方向：腫瘤藥理學。

（2016-03-24本文編輯：蘇暢）