NF-κB信號通路與急性肝損傷相關性的研究進展

廣西中醫(yī)藥大學，廣西 南寧 530200

急性肝臟損傷是一種起病迅猛、誘因復雜、臨床癥狀顯著的肝功能紊亂疾病。病毒入侵、濫用藥品、大量酗酒、食用有毒物質(zhì)如霉變花生、四氯化碳、放射線毀傷都會誘發(fā)急性肝損傷，嚴重的肝臟受損終極會導致肝功能虛虧[1]。除此之外，肝外組織器官功能障礙間接造成急性肝損傷的也非常多見。這些還與病人本身的機體差別對引起損傷要素的反應性不同而有所不同[2]。

雖然目前對于修復受損肝細胞有效的防治手段及藥物治療的方法很多，并且也具有一定的療效，但仍然存在很多方面的不足，例如患者自身免疫系統(tǒng)的差異、患者在疾病初期的不重視、依從性不高等問題，使得肝病已成為世界范圍內(nèi)死亡率極高的疾病。根據(jù)近十年來臨床肝病住院患者比例的趨勢分析，我國急性肝病指數(shù)正逐年增長。其中急性肝病最主要的病因為急性肝炎、膽源性肝損傷、藥物性肝損傷、酒精性肝損傷等[3]。據(jù)調(diào)查提示，膽源性肝損傷和藥物肝損傷在急性肝損傷的比例中具有上升趨勢。數(shù)據(jù)顯示[4]，2005年膽源性肝損傷占急性肝損傷的比例為8.70%。2010年為32.43%，2014年為33.92%。而藥物性肝損傷在這三年分別占急性肝損傷比例為13.77%、21.062%、40.35%，這可能是因為中藥的成分復雜、相互藥物成分之間作用，且人們普遍認為中藥不良反應小于是擅自使用秘方、偏方，使得急性肝損傷患者的人數(shù)不斷上升。而急性肝損傷的發(fā)展病程大都為脂肪肝-肝炎-肝纖維-肝硬化，嚴重可發(fā)展為肝癌。據(jù)廣西第三次居民死因抽樣數(shù)據(jù)顯示[5]，在廣西男女合計的主要嚴重疾病死亡率中，肝癌以死亡率55.94/10萬高居在首位。表明急性肝損傷是深重影響了人類身體康健和壽命長度的重要誘因。

1 NF-κB的概述

1.1 NF-κB的定義 下丘腦核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB( Nuclear Factor- Kappa B)是1986年首次從B細胞的細胞核中找到的一種蛋白質(zhì)因子，其能夠與 kappa輕鏈基因增強子B序列GGGACTTTCC特異性連系在一起，促進κ輕鏈基因表達，故因此而得名[6]。它是一種能夠調(diào)節(jié)大量基因轉(zhuǎn)錄，并介入免疫反應、炎癥反應、細胞凋亡、細胞壞死的快反應轉(zhuǎn)錄因子[7]。在正常生理過程和疾病的發(fā)生過程中均占有緊要的位置。

1.2 NF-κB的激活 在正常機體內(nèi) NF-κB以p50與p65聯(lián)合在一起，并以異二聚體的形式留存在人體內(nèi)。在靜息狀態(tài)下，能與NF-κ B抑制蛋白( Inhibi-tor proteins of NF-κB，IκB)結(jié)合，以靜息狀態(tài)保存于細胞質(zhì)中;上游刺激信號白介素-1(Interleukin-1，IL-1)、白介素-6(Interleukin-6，IL-6)、腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis Factor-α，TNF-α)及內(nèi)毒素(Lipopolysaccharide，LPS)等的刺激會使得 Iκ B上兩個保守的絲氨酸殘基產(chǎn)生磷酸化并使其分解，而這需要 IKK(IkB kinase)的誘導，NF-κB隨即被激活。細胞核內(nèi)與去氧核糖核酸( Deoxyribonu-Cleic Acid，DNA)特定位點會與NF-κB上暴露的核定位緊密聯(lián)合，使基因轉(zhuǎn)錄程序被開啟，細胞因子隨即產(chǎn)生并釋放。獲得自由的細胞因子會通過正反饋的調(diào)試作用反過來激活更多的NF-κB，使炎癥反應進一步增強[8]。

1.3 NF-κB導致炎癥的信號 當正常機體細胞受到外界物質(zhì)刺激時，機體會處于自我防御狀態(tài)精準調(diào)控NF-κB信號通路的活化過程。在健康狀態(tài)下，NF-κB一般能與NF-κB抑制蛋白IκB結(jié)合成未激活的三聚體復合物并儲存在細胞質(zhì)中。細胞因子在機體出現(xiàn)外物刺激如 TNF- a信號、LPS以及炎癥因子、紫外線等的情況下，會與胞膜上的 TNF受體結(jié)合，隨后TNF受體就會發(fā)生多聚化與細胞質(zhì)中的接頭蛋白 TRADD發(fā)生相互作用。TRADD招募激酶RIP(receptor interacting protein)及TRAF(TNFR-associated factor)，激酶RIP迅速泛素化并通過泛素鏈介導IKK復合體的激活。 隨后IKK復合體將IkB從IkBp50/p65/IkB異源三聚體中解離出來，IkB被泛素化修飾后會被蛋白酶體進一步解離。雖然上游信號路徑不完全相同，但是終點都是IKK。證實了IKK在NF-κB信號通路中的關鍵性。因此，NF- kB受到 IkB抑制后，會顯露出自身的核定位序列(nuclear localization signals，NLS)，隨即從胞質(zhì)轉(zhuǎn)入胞核內(nèi)，與核內(nèi) DNA上的特異序列相結(jié)合，從而起到啟動、增強相關遺傳因子的轉(zhuǎn)錄作用。又因為NF-κB的下游基因有細胞周期蛋白c-Myc癌基因和D1(Cyclin D1)[9]。因此在炎癥反應、免疫反應、癌癥及損傷中，NF-κB的持續(xù)激活會致使細胞異常生長，引起細胞增殖失控，從而進一步導致炎癥或癌癥的發(fā)生。

2 NF-κB信號通路在多種急性肝功能損傷的發(fā)生機制

有研究表明[10]，NF-κB 能夠調(diào)節(jié)由炎癥反應、肝免疫功能紊亂誘發(fā)的急性肝損傷、肝硬化及肝細胞惡變及肝癌的生長。由此發(fā)現(xiàn)NF-κB信號通路可能是急性肝損傷引發(fā)機制中一個非常重要的關鍵調(diào)節(jié)點 。

2.1 NF-κB信號通路 在酒精性急性肝損傷中的作用酒精性肝病(Alcoholic Liver Disease，ALD) 是指長時間大量喝酒過后，在消化道中吸收乙醇，經(jīng)血液循環(huán)，進入肝臟內(nèi)引起肝功能出現(xiàn)紊亂的疾病。肝臟中的絕大部分乙醇會被代謝掉，乙醛作為代謝過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物可以直接或間接誘導炎癥反應使肝細胞損害[11]。乙醇也會引起脂質(zhì)的過氧化、破壞腸道的屏障功能、鐵超負荷、激活補體等多種反應而引發(fā)肝細胞損傷，從而導致以肝臟代謝性紊亂為基礎病變的急、慢性肝受損甚至肝衰竭[11-12]。Inokouchi等[13]對酒精性脂肪性肝炎中庫普弗細胞和HSC中TLR4的作用進行了研究，發(fā)現(xiàn)TLR4在酒精引起的急性肝細胞損傷、脂質(zhì)積累聚集、炎性細胞浸潤及 HSC的活化中均起著非常重要的作用。TLR4蛋白在胞膜表面辨別病原相關分子模式(PAMP)后刺激細胞，通過含有 TIR結(jié)構(gòu)域接頭蛋白(TIR domain containing adaptor protein，TI RAP)使MyD88蛋白聚集后，開始激活IRAK4/ IRAK1復合物，使IRAK4被活化?；罨蟮腎RAK4可以激活IRAK1，并從胞內(nèi)脫離出來與TRAF6結(jié)合，使 TRAF6添加磷酸基團后，激活 TAK1/ TAB1/2聚合物，使得抑制蛋白IκBα發(fā)生磷酸化并降解，使NF-κB與IκBα分離后進入核內(nèi)，啟動炎癥基因的表達，致使炎癥的產(chǎn)生。因此NF-κB能夠誘發(fā)急性炎癥，機體的TNF-α、IL-1β表達水平會在NF-κB被激活后上升，而 NF-κB會被TNF-α、IL-1β的產(chǎn)生進一步激活，形成正反饋調(diào)節(jié)[14]。由此激發(fā)炎癥信號級聯(lián)放大，為肝癌營造一個合適的隱蔽微環(huán)境。

2.2 NF-κB信號通路 在肝纖維化中的作用據(jù)研究[15]顯示，TLR4在由 NF-κB 信號通路介導的肝纖維化中發(fā)揮了一定的效應。肝星狀細胞(HSC)在靜息和活化狀況下均可以顯露出TLR4，而在活化狀態(tài)時的HSC可以完全表達TLR4/ NF-κ B信號通路[16-17]。Shi等[18]研究表明，當人體免疫系統(tǒng)遭到破壞時，LPS作為抗原分子會與TLR4結(jié)合，并通過NF-κB信號通路激活HSC，被激活的HSC可以分泌TGF-β等分子又可分化為肌成纖維細胞并產(chǎn)生大量的胞外基質(zhì)(Extracellular Matrix，ECM)儲存在肝組織中，最終促使肝纖維化的發(fā)生。Vespasiani- Gentilucci等[19]長期臨床觀察非酒精性脂肪性肝炎(Non-alcoholic steatohepatitis，NASH)患者，得出結(jié)論：腸內(nèi) LPS活性的加強能夠表達炎性細胞TLR4基因， TLR4基因的表達促使纖維化細胞的活化和肝纖維化的發(fā)生。由此，TLR4介導的NF-κB信號通路能夠影響肝纖維化的發(fā)展。

2.3 NF-κB信號通路 在CCl4所致的急性肝損傷中的作用由CCl4所引發(fā)急性肝損傷的病理過程是CCl4在進入機體后會被肝細胞內(nèi)細胞色素(P450)代謝，游離出的自由基攻擊肝細胞膜上的磷脂分子，引起細胞膜通透性升高、結(jié)構(gòu)和功能遭到破化，從而導致肝細胞出現(xiàn)破裂、壞死，引發(fā)局部炎癥反應破壞膜的完整性，致使炎性細胞大量生成以及肝組織充血水腫，最終導致急性肝損傷[20]。李人鵬等[21]通過實驗發(fā)現(xiàn)，當肝臟受到損失時，TNF-α可以活化NF-κB誘導酶，誘導NF-κB進入胞內(nèi)，從而激活一連串細胞炎癥因子的表達[22]，促使肝細胞的凋亡和壞死。作為促炎性細胞因子激活重要指標的 TNF-α、IL-6、IL-1β、TNF-α可以通過與其他促炎因子共同促進NO、花生四烯酸代謝產(chǎn)物、組胺等的產(chǎn)生，并互相作用增強正反饋調(diào)節(jié)的效應，加重炎癥損害，造成肝細胞的大面積壞死。

2.4 NF-κB信號通路 在肝臟缺血再灌注損傷中的作用由于肝移植、阻斷血管的肝臟切除術(shù)等各種原因引起的肝血流中斷、不足使肝臟缺血，并在缺血的基礎上恢復血流后，肝細胞功能代謝障礙及結(jié)構(gòu)的破壞反而加重甚至發(fā)生不可逆性損傷的現(xiàn)象叫做肝臟缺血再灌注損傷。有資料表明[23]，肝臟缺血再灌注損傷與內(nèi)皮素/一氧化氮的失衡，會活化核因子NF-κB、前炎性細胞因子( Before the Inflammatory Cytokines)和粘附因子的游離，氧源性自由基的產(chǎn)生和中性粒細胞的聚集，肝細胞凋亡等因素唇齒相依。在早期炎癥反應和器官損傷中由TLR4介導的NF-κB信號通路能夠通過炎癥細胞因子活化起一定的作用。

2.5 NF-κB信號通路在肝癌中的作用 近年來，NF-κB信號通路在肝癌中的功能成為醫(yī)學界共同關注的熱點之一。據(jù)資料顯示，NF-κB具有顯著的抗細胞凋亡的作用，與腫瘤的發(fā)生、生長和轉(zhuǎn)移等多個病理過程息息相關[24]。 NF- KB信號通路還可以通過激活NF-κB與活化蛋白1(Activator Protein-1，AP-1)等轉(zhuǎn)錄因子，并激活相關免疫細胞來發(fā)揮免疫抑制效應，激發(fā)腫瘤病情的惡化，且腫瘤細胞內(nèi)NF-κB的高度表達可能會促使腫瘤細胞的增生和轉(zhuǎn)移，最后導致肝癌的形成[25]。據(jù)Naugler等[26]研究報道，在小鼠腹腔內(nèi)注射二乙胺基亞硝胺(Diethylni-osamine，DEN)引發(fā)肝癌的實驗中，NF-κB信號通路在TLR4介導下被激活，促使枯否細胞的活化，產(chǎn)生IL-6等促炎介質(zhì)并介導TLR4-NF-κB依賴信號通路導致癌癥的發(fā)生。因此認為NF-κB信號通路的激活可能是誘導肝癌發(fā)生的關鍵環(huán)節(jié)之一。

3 小結(jié)

病毒入侵、濫用藥品、食品添加劑、大量酗酒、食用有毒物質(zhì)如毒蕈、四氯化碳、放射線毀傷等多種因素作用于肝臟時均可引發(fā)免疫反應和炎性細胞大量浸潤、過氧化及肝細胞破裂凋亡壞死等急性肝損傷。而肝癌主要是由于慢性病毒入侵、大量酗酒、黃曲霉素的暴露、膽道疾病、胰島素(Insulin,INS)抵抗及體重過重等因素誘發(fā)的[27]。許多急性肝損傷尤其是酒精性肝病的發(fā)展病程大都為脂肪肝-肝炎-肝纖維-肝硬化-肝癌的模式，大約10%～20%的脂肪肝可以發(fā)展為肝纖維化，8%的肝炎可以發(fā)展成肝纖維化、肝硬化最后導致肝癌[28]。NF-κB信號通路作為炎性反應與急性肝損傷聯(lián)系的重要通路之一，它的激活可導致下游炎癥因子的釋放，誘導產(chǎn)生白細胞介素-1( IL-1)、 IL-6及腫瘤壞死因子-α( TNF-α)。激活信號通路下游NF-κB，使炎癥因子大面積浸潤，從而誘發(fā)急性肝損傷甚至肝癌的發(fā)展。目前 NF-κB信號通路與急性肝損傷的關系引起了廣泛的社會關注， NF-κB信號通路在肝病形成發(fā)展中的作用研究仍有待考察。對NF-κB信號通路中某個抑制點的中西藥物的發(fā)現(xiàn)還有待進一步研究。