核因子-κB信號通路與淋巴瘤關系的研究進展

王婕，劉霆

四川大學華西醫(yī)院血液科，成都610041

核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）是一種具有調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄作用的蛋白質(zhì)核轉(zhuǎn)錄因子，主要存在于真核細胞的細胞質(zhì)中[1]，當被體內(nèi)外的多種因素誘導活化后，可轉(zhuǎn)移至細胞核內(nèi)參與調(diào)控多種基因的表達。NF-κB信號通路是淋巴細胞生長、增殖、凋亡所必需的一條信號調(diào)節(jié)級聯(lián)通路，在機體的正常免疫應答、炎性反應等過程中均發(fā)揮著重要的作用。但是，NF-κB信號通路的異常持續(xù)激活會促進淋巴細胞的增殖，從而促進淋巴瘤的發(fā)生與發(fā)展。

1 NF-κB信號通路的來源與組成

NF-κB最先由Sen和Baltimore[2]發(fā)現(xiàn)，此后，有相關研究表明，NF-κB不是一種單一的蛋白，而是一個由復雜的多肽亞單位組成的蛋白家族。NF-κB蛋白家族具有廣泛的生物學活性，能夠與調(diào)控免疫應答、炎性反應、細胞分化和生長、細胞黏附和凋亡所必需的許多細胞因子、黏附因子等基因啟動子或增強子部位的κB位點（共同序列：5'-GGGRNYYYCC-3'；R為任一嘌呤，Y為任一嘧啶，N為任一核苷酸）特異性結(jié)合，在免疫細胞的活性和存活方面發(fā)揮著重要的作用[3-4]。

1.1 NF-κB 家族

NF-κB是一種分布和作用十分廣泛的真核細胞轉(zhuǎn)錄因子，是REL蛋白家族的成員。截至目前，于哺乳動物細胞中發(fā)現(xiàn)的NF-κB家族成員包括NF-κB1（p50及其前體 p105）、NF-κB2（p52及其前體p100）、RelA（p65）、RelB和c-Rel[5]。這些蛋白均具有高度保守的Rel同源區(qū)（Rel homology domain，RHD），其由約300個氨基酸組成。該同源區(qū)中存在著REL蛋白間二聚體化位點與NF-κB抑制蛋白（inhibitor-κ binding protein，IκB）結(jié)合的區(qū)域，同時也包含DNA識別序列和核定位信號（nuclear localization signal，NLS）[6]。雖然 NF-κB 家族成員均有RHD，但是又有各自的獨特結(jié)構(gòu)。RelA（p65）、RelB和c-Rel的C末端均有一個轉(zhuǎn)錄激活域（transcription activating domain，TAD），其是NF-κB啟動靶基因轉(zhuǎn)錄的區(qū)域。而p50和p52因缺乏TAD而無法進行轉(zhuǎn)錄，但其前體p105和p100的C末端均有一段錨蛋白重復序列，通過水解這一段錨蛋白重復序列，p105和p100可轉(zhuǎn)換為活化的p50和p52。NF-κB家族成員之間可通過RHD組成同源二聚體或異源二聚體[7]。

1.2 IκB

IκB是調(diào)控NF-κB活性的最基本的蛋白。IκB與NF-κB二聚體于靜息狀態(tài)下結(jié)合后，可覆蓋NF-κB上的NLS，使NF-κB與IκB以無活性的三聚體的形式滯留于細胞質(zhì)中而不能發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的功能。IκBα和IκBβ是IκB家族的重要成員，在調(diào)節(jié)哺乳動物的NF-κB活性方面發(fā)揮著重要的作用[8]。IκB家族成員的C末端均有6～7個錨蛋白重復序列，可與NF-κB家族成員的NLS相結(jié)合，從而阻止NF-κB發(fā)生核易位。研究發(fā)現(xiàn)，在細胞核內(nèi)，IκBα抑制NF-κB與DNA結(jié)合的能力較IκBβ、IκBε強[9]。由此可見，IκBα不僅能夠于細胞質(zhì)中對NF-κB信號通路進行調(diào)控，還可以進入細胞核內(nèi)對NF-κB信號通路進行調(diào)控，這也是生理條件下NF-κB信號通路的激活時間不會太持久的原因之一[10]。

1.3 IKK

IκB的N端是信號反應區(qū)，該區(qū)域含有可被IκB激酶（IκB kinase，IKK）磷酸化的絲氨酸位點和泛素化點。IKK是催化IκB磷酸化的特異性酶。目前已知的IKK復合物包含2個催化亞基[IKKα（即IKK1）、IKKβ（即IKK2）]和一個調(diào)節(jié)亞基[IKKγ（即NF-κB基本調(diào)節(jié)因子）][11]。IKKα和IKKβ的C端均含有螺旋-環(huán)-螺旋結(jié)構(gòu)域（helix-loophelix-motif，HLH），N端均含有激酶功能區(qū)，中間含有一個鋅指結(jié)構(gòu)域（zinc finger motif，ZFM）。ZFM和HLH是IKK形成同源二聚體或異源二聚體的基礎[12]。

2 NF-κB信號通路的激活

目前已知NF-κB信號通路的激活途徑主要有兩條，即經(jīng)典激活途徑和替代激活途徑。NF-κB信號通路的經(jīng)典激活途徑是指外源性的刺激通過信號[如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、CD40配體、淋巴細胞毒素β等]激活IKK復合物上游的激酶，使IKK活化?；罨腎KK使其底物IκBα N端調(diào)節(jié)區(qū)的第32位和第36位絲氨酸位點發(fā)生磷酸化，隨后該區(qū)域內(nèi)的2個賴氨酸殘基與泛素結(jié)合從而發(fā)生泛素化，最后，在26S蛋白酶體的作用下，IκBα發(fā)生裂解，導致NF-κB二聚體（主要為p65/p50）迅速從p65/p50/IκB三聚體中游離出來，暴露NLS，從細胞質(zhì)移位至細胞核，與相應的靶基因[如炎性因子和免疫調(diào)控因子如白細胞介素-2（interleukin-2，IL-2）、IL-6和CD40配體等，細胞周期調(diào)控因子如細胞周期蛋白D1（cyclin D1）、細胞周期蛋白D2（cyclin D2）、c-myc、c-myb等，抗凋亡基因如腫瘤凋亡抑制蛋白（inhibitor of apoptosis protein，cIAP）家族、B細胞淋巴瘤（B cell lymphoma-2，Bcl-2）蛋白家族、Fas相關死亡域樣白細胞介素21β轉(zhuǎn)換酶抑制蛋白（cellular Fas-associated death domain-like interleukin-1β-converting enzyme-like inhibitory protein，cFLIP）等，NF-κB的負反饋調(diào)節(jié)基因）]上游的啟動子元件或增強子序列中相應的κB位點相結(jié)合，從而啟動和調(diào)控相應的靶基因的轉(zhuǎn)錄[13]。

與經(jīng)典激活途徑可被多種刺激因素所激活不同，NF-κB信號通路的替代激活途徑是指NF-κB信號通路被一些特別的細胞表面受體激活，這些細胞表面受體屬于腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）受體超家族，如淋巴細胞毒素β、CD40配體和B細胞激活因子等。替代激活途徑的激活不依賴于IKKβ或IKKγ，而是高度依賴于NF-κB所誘導的激酶（NF-κB inducing kinase，NIK）對IKKα同源二聚體的磷酸化，激活的IKKα形成同源二聚體，磷酸化p100/RelB復合物，導致p100 C端的錨蛋白重復序列被降解，成為可與DNA結(jié)合的p52，p52與RelB結(jié)合形成p52/RelB異源二聚體，進而異位進入細胞核并活化轉(zhuǎn)錄因子，調(diào)控相關靶基因的轉(zhuǎn)錄[14]。NF-κB信號通路經(jīng)典激活途徑的靶基因與替代激活途徑的靶基因大部分相同，但也有各自特異的靶基因。經(jīng)典激活途徑的靶基因主要與天然免疫功能、促炎因子分泌有關，而替代激活途徑則更多地作用于適應性體液免疫反應、次級淋巴器官發(fā)育和B細胞成熟等環(huán)節(jié)。

3 NF-κB信號通路的調(diào)控

在體內(nèi)，NF-κB信號通路的激活受到精細的調(diào)控，其主要通過正反饋調(diào)控和負反饋調(diào)控維持機體的平衡，從而正確、有效地發(fā)揮調(diào)控NF-κB的轉(zhuǎn)錄功能。①正反饋調(diào)控：細胞外信號如TNF-α、IL-1的刺激可導致NF-κB信號通路被激活，同時，NF-κB信號通路的激活又促進了TNF-α、IL-1的轉(zhuǎn)錄。TNF-α、IL-1表達水平的升高進一步激活了NF-κB信號通路，從而導致最初的炎性反應信號進一步被放大[15]。另外，脂多糖、IL-1等還能夠通過誘導IκBβ亞基降解從而使NF-κB信號通路被激活，這是因為IκBβ亞基的降解可以啟動IκBβ基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄，從而大量新生成的IκBβ尚未經(jīng)過基礎的磷酸化便與NF-κB結(jié)合，不但不能夠遮蔽NF-κB的NLS，反而阻止了NF-κB與IκBα結(jié)合，導致NF-κB持續(xù)活化。②負反饋調(diào)控：在細胞內(nèi)，IκBα和p105均含有κB基序，NF-κB可特異地識別順式作用元件，并與之結(jié)合進而調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄。NF-κB信號通路的激活可使IκBα和p105的表達上調(diào)[16]。

4 NF-κB信號通路與淋巴瘤發(fā)生的關系

NF-κB的生物學功能非常廣泛，可對200多個靶基因進行調(diào)控，被認為是調(diào)控應激反應和免疫應答的中心樞紐。在正常情況下，由于受到體內(nèi)正負反饋的精細調(diào)控，NF-κB信號存在周期性的活化和失活，而且活化的頻率、程度與生物特定的生理狀況以及外界信號的刺激有關，因此，整條信號通路的激活保持在適當?shù)乃健５?，在某些疾病狀態(tài)下，或許由于刺激信號的長期存在，或許由于編碼REL蛋白的基因發(fā)生了突變或缺失，或許由于NF-κB調(diào)節(jié)基因發(fā)生了突變等原因，造成NF-κB信號通路被異常持續(xù)地激活，從而導致細胞過度增殖、分化障礙或凋亡抑制，這與淋巴造血系統(tǒng)腫瘤或自身免疫性疾病的發(fā)生有關，因此，阻斷NF-κB信號通路逐漸成為相關疾病（如膝骨關節(jié)炎、潰瘍性結(jié)腸炎等）潛在的治療靶點[17-18]。

4.1 霍奇金淋巴瘤

霍奇金淋巴瘤（Hodgkin’s lymphoma，HL）是具有特征性的腫瘤細胞Hodgkin/Reed-Stemberg（簡稱H/RS）的惡性血液系統(tǒng)腫瘤，NF-κB信號通路的持續(xù)激活是HL的重要標志之一[19]，NF-κB在多種HL細胞株中的表達水平較高。目前，在HL中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾種不同的NF-κB信號通路異常的機制。最常見的機制是TNF受體相關因子（TNF receptor-associated factor，TRAF）異常表達[20]。TRAF1在B細胞系來源的HL細胞中的表達水平較高，其表達水平受CD30的調(diào)控。CD30受體屬于TNF受體超家族，可驅(qū)使TRAF蛋白聚集并激活IKK級聯(lián)反應，從而通過經(jīng)典激活途徑介導NF-κB信號通路的激活和細胞的持續(xù)性增殖[21]。國風等[22]應用RNA干擾技術(shù)在L428細胞中干擾TRAF3的表達，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，L428細胞的凋亡數(shù)量增加，并伴隨著RelA和p50的轉(zhuǎn)錄活性下降，說明NF-κB信號通路受TRAF1的調(diào)控。另外，在H/RS細胞中，CD30的過表達可以直接募集TRAF2和TRAF5，從而激活IKK，導致NF-κB信號通路持續(xù)激活[23]。另外，近年來，有研究表明，TRAF3的低表達也是NF-κB信號通路持續(xù)激活的原因之一，此途徑的激活不受TRAF1的影響[24]。

另一個在HL中NF-κB信號通路異常的機制是NF-κB受體激活蛋白（receptor activator of NF-κB，RANK）異常表達。RANK也屬于TNF受體超家族成員。H/RS細胞株共表達RANK及其配體（receptor activator of NF-κB ligand，RANKL），導致RANK信號通路被激活，RANK信號通路可以通過TRAF2、TRAF5和TRAF6激活NF-κB信號通路。

此外，Epstein-Barr病毒（Epstein-Barr virus，EBV）與HL的關系非常密切[25]。感染了EBV的H/RS細胞高表達潛伏膜蛋白1（latent membrane protein 1，LMPl），LMPl是一種跨膜蛋白，其氨基末端的細胞內(nèi)區(qū)與CD40信號區(qū)具有高度的同源性，因此，EBV可以通過CD40信號激活IKK來調(diào)控NF-κB信號通路。此外，LMP1的6個疏水跨膜結(jié)構(gòu)域具有很強的自我聚集功能，可誘導TRAF2和TRAF5寡聚化從而導致NF-κB信號通路的經(jīng)典激活途徑和替代激活途徑被激活[26]。但對于EBV陰性HL，則主要因為IκB基因出現(xiàn)功能性突變，從而誘導HL細胞的NF-κB信號通路激活[27-28]。IκBα錨蛋白重復序列突變可導致IκBα喪失中央錨蛋白重復序列和C末端，IκB出現(xiàn)過度表達的現(xiàn)象，進而引起NF-κB信號通路被持續(xù)激活。

4.2 非HL

4.2.1 彌漫大B細胞淋巴瘤 彌漫大B細胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL）是最常見的侵襲性非HL。有研究通過基因芯片技術(shù)和基因表達譜技術(shù)將DLBCL分為3種亞型：活化的B細胞樣DLBCL（activated B-cell-like-DLBCL，ABCDLBCL）、生發(fā)中心樣DLBCL（germinal center B-cell-like-DLBCL，GCB-DLBCL）和不能分類的DLBCL[29]。

有研究還發(fā)現(xiàn)，ABC-DLBCL細胞系中存在IKK持續(xù)活化、IκBα快速降解等現(xiàn)象，但在GCBDLBCL細胞中未發(fā)現(xiàn)這些現(xiàn)象[30]。使用IκBα的特異性抑制劑可以使ABC-DLBCL細胞周期發(fā)生停滯，細胞迅速凋亡，而GCB-DLBCL卻不受IκBα的特異性抑制劑的影響，提示ABC-DLBCL細胞的存活和增殖依賴于NF-κB信號通路的持續(xù)激活。就目前的研究看，在ABC-DLBCL中，NF-κB信號通路的異常激活與其上游轉(zhuǎn)導信號異常有關。ABCDLBCL常自分泌和旁分泌B淋巴細胞活化因子（B-cell activating factor，BAF），屬TNF受體超家族成員，并且存在BAF受體的過度表達，當BAF和BAF受體結(jié)合時可致NF-κB信號通路被持續(xù)激活，在這個激活的過程中，必須依賴蛋白激酶-C相關激酶（protein kinase C-associated kinase，PKK）磷酸化IKK。Kim等[31]通過在ABC-DLBCL細胞株中使用小分子RNA干擾PKK基因表達或?qū)KK基因敲除，發(fā)現(xiàn)NF-κB信號通路的關鍵蛋白受到抑制，細胞凋亡明顯增加。另一種機制是與CARD11基因突變有關。Ngo等[32]利用小發(fā)夾狀RNA（small hairpin RNA，shRNA）技術(shù)鑒定了3個關鍵的NF-κB上游信號分子——CARD11、Bcl-10和黏膜相關性淋巴組織轉(zhuǎn)運蛋白1（mucosa-associated lymphoid tissue transport protein 1，MALTl），證實了ABC-DLBCL主要依賴于CARD11/Bcl-10/MALTl復合物活化IKK，活化后的IKK磷酸化并迅速泛素化至細胞質(zhì)中，引起IκB水解，進而通過經(jīng)典激活途徑激活NF-κB信號通路。Lenz等[33]對73個ABC-DLBCL活組織的CARD11基因進行測序，檢測出約9.6%（7/73）的ABC-DLBCL活組織存在CARD11基因編碼鉤狀突結(jié)構(gòu)外顯子突變，但在GCB-DLBCL中，該區(qū)域的突變率不超過3%。同時，免疫熒光標記法證實該區(qū)域突變伴隨著NF-κB信號通路的激活，人工誘導該區(qū)域突變，結(jié)果顯示，NF-κB信號通路被激活，這種突變被認為是一個致癌性事件。

此外，Lam等[34]使用IKK復合物的細胞信號抑制劑PS-1145與ABC-DLBCL、GCB-DLBCL細胞株共同培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)這兩種化合物對ABC-DLBCL細胞存在選擇性的毒性作用，并且使用這些抑制劑后可以迅速下調(diào)一系列NF-κB靶基因的表達，從而阻斷NF-κB信號通路，而對GCB-DLBCL細胞株的生長卻無影響。近年來，Compagno等[35]發(fā)現(xiàn)＞50%的ABC-DLBCL和小部分的GCB-DLBCL攜帶多種NF-κB靶基因（包括A20、CARD11、TRAF2、TRAF5、TAK1、RANK以及NF-κB的調(diào)節(jié)蛋白）的體細胞突變，這些突變導致NF-κB信號通路被異常持續(xù)激活，促進了淋巴細胞的增殖。

4.2.2 黏膜相關淋巴組織的邊緣區(qū)淋巴瘤 目前，在黏膜相關淋巴組織的邊緣區(qū)B細胞淋巴瘤（mucosa-associated lymphoid tissue，MALT）中已經(jīng)鑒定出3種染色體易位，包括 （t11；18）（q21；q21）、t（14；18）（q32；q21）和（t1；14）（p22；q32）。NF-κB信號通路被認為是這3種染色體易位的共同通路。（t11；18）（q21；q21）是MALT淋巴瘤中最常見的染色體易位，18號染色體上的MALT1基因易位至11q21上的凋亡抑制蛋白2（inhibitor of apoptosis protein 2，IAP2）旁，轉(zhuǎn)錄翻譯為 IAP2-MALTl融合蛋白。當APl2基因的5'端和MALT1基因的3'端形成融合基因時，保留了抗凋亡的功能區(qū)以及參與NF-κB活化的區(qū)域（caspase樣區(qū)域），而IAP2具有泛素化作用的RING結(jié)構(gòu)域于融合時被去掉，從而增強了MALT的凋亡抑制作用。因此，IAP2-MALTl融合蛋白可以直接或通過另外的泛素酶介導IKKγ泛素化，進而激活NF-κB信號通路，使下游參與細胞增殖的蛋白的表達失控[36]。

4.2.3 套細胞淋巴瘤 套細胞淋巴瘤（mantle cell lymphoma，MCL）是一類具有侵襲性的Bcl-2亞型。MCL的主要細胞遺傳學特征是t（11；14）（q13；q32）易位，即cyclin D1的轉(zhuǎn)錄單元易位至免疫球蛋白重鏈基因位點，從而導致cyclin D1過表達和細胞周期調(diào)控發(fā)生紊亂[37]。cyclinD1基因為NF-κB的靶基因，參與了MCL的發(fā)生過程。MCL中NF-κB信號通路活化的可能機制為MCL細胞異位表達的CD154通過錨定細胞膜上的CD40信號來激活 NF-κB 信號通路[38]。Fu 等[39]研究發(fā)現(xiàn)，在MCL中，B淋巴細胞刺激因子（B-lymphocyte stimulator，BLyS）和NF-κB信號通路持續(xù)被激活，應用RNA干擾技術(shù)干擾NF-κB信號通路中蛋白的表達可以特異性地抑制BlyS的表達，而應用RNA干擾技術(shù)干擾BLyS的表達后，NF-κB蛋白家族中一系列蛋白的活性也會隨之降低。因此認為BLyS信號的激活與NF-κB信號通路的激活之間可能形成一個正反饋調(diào)節(jié)環(huán)，從而維系腫瘤細胞的存活。

4.2.4 濾泡性淋巴瘤 濾泡性淋巴瘤（follicular lymphoma，F(xiàn)L）的特征性細胞遺傳學特征是（t14;18）（q32;q21）易位，該易位是位于18號染色體q21的Bcl-2基因易位至位于14號染色體q32上的免疫球蛋白重鏈（immunoglobulin heavy chain，IgH）基因上，形成融合基因，使Bcl-2基因在FL細胞中的表達上調(diào)，從而導致抗凋亡蛋白Bcl-2高表達，F(xiàn)L細胞因凋亡被抑制而出現(xiàn)過度增殖。在（t14；18）陽性的FL細胞中存在表達水平較高的NF-κB蛋白，提示NF-κB信號通路被激活，而Bcl-2表達水平的升高與NF-κB信號通路的激活直接相關[40]。

4.2.5 成人T細胞淋巴瘤 成人T細胞淋巴瘤（adut T-cell leukemia/lymphoma，ATL）是由人類嗜T細胞白血病I型病毒（human T-cell leukemia/lymphoma virus Type l，HTLV-l）感染誘發(fā)的一種侵襲性T細胞惡性腫瘤。有研究表明，NF-κB信號通路是HTLV-I引起T細胞白血病的重要原因，其機制是HTLV-l感染人的T細胞后轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生腫瘤蛋白Tax，其通過活化IKK復合物激活NF-κB信號通路，使宿主細胞CD4+T淋巴細胞無限增殖和轉(zhuǎn)化[41]。目前，對Tax蛋白激活IKK復合物的方式有多種觀點。有研究發(fā)現(xiàn)，Tax蛋白可以直接與IKKγ結(jié)合，活化IKK復合物，從而導致磷酸化的IκBα和IKKβ增加，進而通過經(jīng)典激活途徑持續(xù)激活NF-κB信號通路[42]。Wagner等[10]認為Tax泛素化在誘導NF-κB信號通路激活的過程中發(fā)揮著重要的作用。Tax泛素化使IKK復合體重新定位，由在細胞質(zhì)中的廣泛分布重新定位至細胞核周聚集，而在Tax突變的細胞株中未觀察到IKK的重新定位。

Isogawa等[43]發(fā)現(xiàn)ATL細胞中存在NF-κB2基因的重排，重排的NF-κB2基因產(chǎn)物p58定位于細胞核，與p65或RelB形成復合物，而且p58本身可誘導NF-κB2基因的表達上調(diào)。這說明NF-κB2基因在ATL細胞中的重排可能是激活NF-κB信號通路的一個因素，在ATL的發(fā)生過程中起著重要的作用。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)，活化的Notch1能夠直接綁定和激活RelB和NF-κB2的啟動子，從而調(diào)節(jié)RelB和NF-κB2蛋白的表達，同時Notch1能夠與IKK形成復合物，活化IKK后激活NF-κB信號通路[44]。

5 小結(jié)與展望

已有的實驗和前期臨床研究已經(jīng)證實NF-κB信號通路參與了淋巴瘤的發(fā)生和發(fā)展，因此，NF-κB信號通路可以作為淋巴瘤的一個有前景的治療靶點。但目前已發(fā)現(xiàn)的阻斷NF-κB信號通路抑制劑的特異性和靶向性尚不理想。如何能夠既阻斷NF-κB信號通路而又不影響其正常的生理活性成為亟待解決的難題。相信隨著分子生物學和免疫學的發(fā)展，NF-κB信號通路的機制將進一步明確，人們將能夠精確地調(diào)控NF-κB信號通路，為淋巴瘤的治療開辟出一條新的途徑。