NF-κB信號(hào)通路在惡性腫瘤化療耐藥中的作用

李娜 鄧茜 綜述 蔣建軍 審校

惡性腫瘤是危害人類生命健康的重大疾病，己成為我國居民的主要死因之一。當(dāng)前治療腫瘤的方法包括手術(shù)治療、放療、生物靶向治療和化療?；瘜W(xué)治療是通過化學(xué)藥物殺死腫瘤細(xì)胞的一種全身性治療手段，但是隨著化療的逐漸開展，腫瘤細(xì)胞會(huì)逐漸產(chǎn)生耐藥性，尤其是多藥耐藥，導(dǎo)致化療在腫瘤治療中產(chǎn)生有限的生存效益。因此克服惡性腫瘤的化療耐藥，提高惡性腫瘤化療療效意義重大。

已有大量研究顯示，細(xì)胞存活信號(hào)通路在決定腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性中發(fā)揮重要作用。其中，NF-κB是化療藥物反應(yīng)性調(diào)控的主要細(xì)胞存活信號(hào)通路[1]。近年來的大量研究提示，NF-κB信號(hào)通路的異常激活或改變，可引起惡性腫瘤的化療耐藥，嚴(yán)重影響惡性腫瘤的治療效果，已經(jīng)成為抗腫瘤藥物研究中的熱點(diǎn)之一。因此，本綜述將總結(jié)NF-κB信號(hào)通路在惡性腫瘤化療耐藥中的研究進(jìn)展。

1 NF-κB的結(jié)構(gòu)

NF-κB是廣泛存在的多效性因子，參與超過150多種基因的表達(dá)調(diào)控，與腫瘤的發(fā)生、增殖、轉(zhuǎn)移及耐藥性等緊密關(guān)聯(lián)。NF-κB家族成員包括NF-κB1(p105/p50)、NF-κB2(pl00/p52)、Rel(cRel)、RelA(p65，NF-κB3)和RelB，這些家族成員均具有高度保守的、含有300個(gè)氨基酸序列的Rel同源結(jié)構(gòu)域(Rel chomology domain，RHD)。NF-κB信號(hào)通路包括經(jīng)典的NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和非經(jīng)典的NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外的多種刺激，如細(xì)菌、病毒或白介素1(IL-1)，通過多種途徑招募、活化IKK，激活的IKK誘發(fā)IκB發(fā)生磷酸化和泛素化，從而被蛋白酶降解。被釋放的NF-κB二聚體借助NLS序列快速發(fā)生核易位而轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，發(fā)揮調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄表達(dá)的作用，這就是經(jīng)典的NF-κB信號(hào)通路。非經(jīng)典的NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路依賴于誘導(dǎo)NF-κB激酶(NF-κB-inducing kinase，NIK)介導(dǎo)的IKKα激活，并靶向前體蛋白質(zhì)NF-κB2/pl00，致pl00降解生成p52，然后p52和RelB形成異源二聚體，轉(zhuǎn)移至胞核通過與靶基因的DNA序列特異性結(jié)合，調(diào)節(jié)靶基因的轉(zhuǎn)錄[2]。

大量的研究顯示，NF-κB的活性在腫瘤細(xì)胞中增加，如乳腺癌、卵巢癌、結(jié)直腸癌、胰腺癌、淋巴癌、膀胱癌、食管癌、前列腺癌和宮頸癌等[3]，顯示了NF-κB在惡性腫瘤中的作用，因此NF-κB可作為惡性腫瘤防治的靶點(diǎn)。

2 NF-κB通路在化療耐藥中的作用

惡性腫瘤對化療藥物的多藥耐藥性是化療失敗的主要因素。多藥耐藥包括原發(fā)耐藥(化療前就有耐藥性)和獲得性耐藥(在化療中由一種化學(xué)藥物誘發(fā)的)，而獲得性耐藥是一種多因素的、多效性細(xì)胞信號(hào)同時(shí)參與的復(fù)雜過程。耐藥的產(chǎn)生可能涉及眾多機(jī)制，包括細(xì)胞周期調(diào)控異常、凋亡信號(hào)通路受阻、耐藥基因的異常表達(dá)等。NF-κB的表達(dá)和異?；罨c腫瘤細(xì)胞的化療耐藥密切相關(guān)，其參與調(diào)控的耐藥可能是原發(fā)性的，亦有可能是獲得性的。在肝細(xì)胞癌中，發(fā)現(xiàn)NF-κB具有組成性激活，增加了細(xì)胞增殖、耐藥性及侵襲性[4]，具有原發(fā)性多藥耐藥。同樣，在急性髓樣白血病的原始細(xì)胞和干細(xì)胞中均發(fā)現(xiàn)NF-κB具有組成性激活[5]。同時(shí)NF-κB也參與調(diào)節(jié)獲得性耐藥，例如Xue等[6]的研究表明，順鉑獲得性耐藥的膀胱腫瘤細(xì)胞株會(huì)激活NF-κB信號(hào)通路，而通過靶向NF-κB信號(hào)通路可以抑制細(xì)胞增殖，治療膀胱癌的順鉑耐藥。這些研究均提示NF-κB與耐藥密切相關(guān)，并且NF-κB信號(hào)通路可能從多個(gè)方面參與耐藥的發(fā)生發(fā)展。

2.1 NF-κB與細(xì)胞增殖

2.1.1 NF-κB調(diào)控細(xì)胞周期素D1(Cyclin D1)的表達(dá) Cyclin D1蛋白是由CCND1基因編碼。而CCND1基因是NF-κB的下游靶基因，其啟動(dòng)子區(qū)含有3個(gè)κB結(jié)合位點(diǎn)[7]。所有的NF-κB亞型都可以與CCND1啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合，上調(diào)或下調(diào)Cyclin D1的表達(dá)[8]。

Cyclin D1通過激活周期蛋白依賴激酶來調(diào)控細(xì)胞周期各階段的變更與進(jìn)程，很多研究證明，Cyclin D1在多種腫瘤組織中的表達(dá)水平和化療效果有關(guān)，相比于Cyclin D1表達(dá)陽性者，陰性的患者顯示出更好的化療效果[9]。而Cyclin D1對化療耐藥的影響受NF-κB調(diào)控。黃虎等[10]的研究表明，在非小細(xì)胞肺癌組織中，NF-κB可通過間接促使生存因子或直接活化Cyclin D1轉(zhuǎn)錄來加速細(xì)胞從G1期向S期變更，結(jié)果引起細(xì)胞周期調(diào)節(jié)失控，細(xì)胞生長顯示為自主分裂和無限增殖，導(dǎo)致化療的敏感性降低。在腎細(xì)胞癌中，NF-κB激活后可誘導(dǎo)Cyclin D1的表達(dá)，抑制了細(xì)胞死亡，使得索拉菲尼和舒尼替尼耐藥性增加，而NF-κB被抑制后，索拉菲尼和舒尼替尼對腫瘤細(xì)胞的敏感性增加，并且逆轉(zhuǎn)了藥物的獲得性耐藥[11]。

綜上所述，NF-κB信號(hào)通路通過調(diào)節(jié)Cyclin D1的表達(dá)介導(dǎo)細(xì)胞的增殖是其促進(jìn)細(xì)胞存活的關(guān)鍵分子機(jī)制之一，從而使化療藥物對腫瘤細(xì)胞的殺傷效果減弱，導(dǎo)致了耐藥的產(chǎn)生。

2.1.2 NF-κB調(diào)控其他細(xì)胞周期相關(guān)蛋白 越來越多的研究證明，癌蛋白c-Myc除了作為細(xì)胞周期調(diào)節(jié)劑發(fā)揮作用外，腫瘤細(xì)胞中c-Myc的表達(dá)水平有可能降低耐藥性及與藥物相關(guān)副作用的發(fā)生率，可以作為選擇適當(dāng)治療措施的重要標(biāo)準(zhǔn)[12]。近期的研究發(fā)現(xiàn)，c-Myc抑制劑10058-F4通過抑制c-Myc，可以減少IκB的磷酸化，NF-κB信號(hào)通路被抑制，減少抗凋亡基因Bcl-2、Pin1和MCL-1的表達(dá)，促使Caspase-3的表達(dá)，引起細(xì)胞凋亡，并增強(qiáng)了三氧化二砷(ATO)對急性早幼粒白血病的細(xì)胞毒性[13]，說明c-Myc聯(lián)合化療劑可能是將耐藥轉(zhuǎn)為化療敏感的治療措施。

2.2 NF-κB與細(xì)胞凋亡

NF-κB作為調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡的一條關(guān)鍵的信號(hào)通路，可通過下調(diào)Bax、APAF1、Fas和Bak等促凋亡蛋白的表達(dá)，上調(diào)Bcl-2、XIAP和Bcl-xL等抗凋亡蛋白的表達(dá)，降低線粒體膜的通透性，促進(jìn)細(xì)胞色素C(Cytochrome C，Cytc)的釋放，減少腫瘤細(xì)胞的凋亡[16]。而NF-κB介導(dǎo)化療耐藥的發(fā)生可能是通過調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞的經(jīng)典線粒體凋亡途徑來實(shí)現(xiàn)的。相關(guān)研究顯示，在腎細(xì)胞癌中激活NF-κB信號(hào)通路后，可以誘導(dǎo)抗凋亡蛋白Bcl-xL和survivin表達(dá)，進(jìn)而降低細(xì)胞凋亡并且增加腫瘤細(xì)胞增殖，促進(jìn)了腎細(xì)胞癌的生長和存活，并且增加了索拉菲尼和舒尼替尼的耐藥性[11]。抑制NF-κB的活化可下調(diào)cIAPl和cIAP2的表達(dá)，進(jìn)而顯著性提高伊立替康誘導(dǎo)的結(jié)腸直腸癌細(xì)胞凋亡率[17]。

除此之外，近年來發(fā)現(xiàn)一些小RNA(miRNA)也可以通過調(diào)控凋亡途徑介導(dǎo)化療耐藥的發(fā)生。miR-383基因定位于8p22染色體上，SGCZ基因的3號(hào)內(nèi)含子之間[18]，武潮等[19]研究發(fā)現(xiàn)在耐藥非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中降低miR-383表達(dá)，RBM24表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)p65和p-IκBα的磷酸化，從而激活NF-κB信號(hào)通路，促進(jìn)抗凋亡相關(guān)基因Bcl-2和Bcl-xL的表達(dá)，使得腫瘤細(xì)胞的抗凋亡能力增強(qiáng)，腫瘤細(xì)胞對順鉑的敏感性降低。Huang等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，在順鉑耐藥的非小細(xì)胞肺癌中，miR-383的表達(dá)下調(diào)。而miR-383過表達(dá)后，導(dǎo)致非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞G0/G1期的細(xì)胞周期停滯，p21和p27的蛋白水平增高，而Cyclin D1和CDK4蛋白水平降低，進(jìn)一步導(dǎo)致NF-κB信號(hào)通路失活，Bcl-2和Bcl-xL的表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致順鉑的敏感性增加，逆轉(zhuǎn)了耐藥。以上研究均說明，NF-κB信號(hào)通路可以通過調(diào)控抗凋亡蛋白的表達(dá)影響腫瘤細(xì)胞的凋亡，進(jìn)而介導(dǎo)化療耐藥的形成。

2.3 NF-κB與細(xì)胞自噬

自噬是真核生物中進(jìn)化保守的自衛(wèi)系統(tǒng)，在腫瘤發(fā)生中起著基礎(chǔ)性作用，并誘導(dǎo)化療耐藥[21]。來自于多發(fā)性骨髓瘤患者的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MM-MSC)，與多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞共培養(yǎng)后，增加了多發(fā)性骨髓瘤細(xì)胞中LC3-II的積累，并通過上調(diào)自噬相關(guān)蛋白ATG5和Beclin1的表達(dá)激活自噬，自噬被激活后可通過I-κBα和p65的磷酸化激活NF-κB信號(hào)通路，進(jìn)一步降低了美法侖和阿霉素對多發(fā)性骨髓瘤凋亡的影響，導(dǎo)致化療耐藥的發(fā)生，而NF-κB信號(hào)通路被特異性抑制劑PDTC抑制后，可逆轉(zhuǎn)這種化療耐藥，并增強(qiáng)了化療后的腫瘤抑制作用[22]。耐吡柔比星的乳腺癌細(xì)胞中，P-糖蛋白(P-glycoprotein，P-gp)的表達(dá)增高，并產(chǎn)生很多自噬泡，且自噬通過激活NF-κB信號(hào)通路后阻斷了其介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡，介導(dǎo)吡柔比星的耐藥[23]。上述研究說明自噬的激活可以誘導(dǎo)化療耐藥，提示被激活的自噬可以作為逆轉(zhuǎn)耐藥的治療靶點(diǎn)。

2.4 NF-κB與多藥耐藥基因

ATP結(jié)合盒(ATP-binding cassette，ABC)超家族是一類與多藥耐藥有關(guān)的蛋白。P-gp是ABC家族中與耐藥關(guān)系最密切且被研究最多的蛋白[24]。P-gp通過自身膜蛋白泵作用轉(zhuǎn)運(yùn)中性和帶正電荷的疏水性化合物，如cDDP、ADR、VCR、依托泊苷、長春花堿、柔紅霉素、放線菌素D和紫杉醇等，將這些藥物從腫瘤細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)出去，減少細(xì)胞的藥物濃度，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞對多種藥物的耐受。而NF-κB可以通過調(diào)節(jié)P-gp的表達(dá)介導(dǎo)化療耐藥。

P-gp的編碼基因MDRI啟動(dòng)子區(qū)域的第一外顯子包含一個(gè)NF-κB結(jié)合序列(5′-CCTTTCGGGG-3′)[25]，提示MDR1可能是NF-κB下游基因之一。在NF-κB的調(diào)節(jié)下，MDRI基因轉(zhuǎn)錄被激活，過表達(dá)P-gp蛋白引起惡性腫瘤細(xì)胞耐藥。Fritz等[26]研究報(bào)道抑制NF-κB能夠同時(shí)在mRNA水平和蛋白水平有效地下調(diào)人結(jié)腸直腸癌細(xì)胞HCT15中P-gp的表達(dá)，使細(xì)胞內(nèi)化療藥物ADR濃度升高，進(jìn)而增加ADR誘導(dǎo)細(xì)胞的死亡率。在肝癌HepG2/ADM耐藥細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)NF-κB和MDR1的表達(dá)較非耐藥的HepG2細(xì)胞明顯增高[27]。Chen等[28]研究結(jié)果表明，氯通道蛋白可通過活化NF-κB來促進(jìn)P-gp表達(dá)，導(dǎo)致耐藥腫瘤細(xì)胞的多藥耐藥性。NF-κB抑制劑抑制NF-κB活性后，人白血病耐藥細(xì)胞株K562/ADR中P-gp蛋白表達(dá)及藥物泵出功能被抑制[29]。NF-κB過表達(dá)促進(jìn)Nrf2核轉(zhuǎn)位及多藥耐藥蛋白MRP2的表達(dá)，增強(qiáng)大腸癌細(xì)胞對奧沙利鉑的耐藥性，而NF-κB信號(hào)通路被抑制后，可以逆轉(zhuǎn)大腸癌細(xì)胞多藥耐藥[30]?？梢姡退幓虻漠惓１磉_(dá)也參與NF-κB介導(dǎo)惡性腫瘤細(xì)胞耐藥。

2.5 NF-κB與其他信號(hào)通路協(xié)同耐藥

NF-κB是Akt重要的下游分子之一，有研究證實(shí)，PI3K/Akt/NF-κB信號(hào)通路的活化參與腫瘤多藥耐藥的形成。Lin等[31]研究發(fā)現(xiàn)，PI3K/Akt/NF-κB信號(hào)通路在人乳腺癌MCF-7/ADM耐藥細(xì)胞中發(fā)生活化；而NF-κB的p50-p65異源二聚體受上游p-Akt磷酸化刺激后，發(fā)生泛素化，p65進(jìn)入核內(nèi)，與編碼P-gp的MDR1基因在啟動(dòng)子區(qū)域相結(jié)合，啟動(dòng)MDR1基因的轉(zhuǎn)錄，引起乳腺癌的多藥耐藥。肉桂酸能夠逆轉(zhuǎn)多藥耐藥性，主要是通過PI3K/Akt/NF-κB信號(hào)通路抑制P-gp實(shí)現(xiàn)的[32]。經(jīng)PI3K/Akt抑制劑干預(yù)后，NF-κB胞核P65和P-gp表達(dá)均顯著下降。這說明PI3K/Akt通路可能通過NF-κB參與干預(yù)人白血病多藥耐藥細(xì)胞株K562/ADR細(xì)胞的耐藥性[33]。以上研究說明NF-κB信號(hào)通路與其他信號(hào)通路可以互相影響協(xié)同發(fā)揮作用，尋找其信號(hào)通路共同的下游分子，并以此為靶點(diǎn)來提高化療效果，值得深入研究。

3 臨床應(yīng)用

NF-κB通過各種機(jī)制介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的化療耐藥，提示NF-κB可能是一個(gè)克服惡性腫瘤化療耐藥的有效靶點(diǎn)，而越來越多的研究也證實(shí)通過靶向抑制NF-κB信號(hào)通路后，可以逆轉(zhuǎn)耐藥。NF-κB的活性被抑制劑BAY11-7082抑制后，可以逆轉(zhuǎn)膠質(zhì)母細(xì)胞瘤(GBM)細(xì)胞對替莫唑胺(TMZ)抗藥性[34]。肝癌耐藥細(xì)胞Bel/5-Fu細(xì)胞中表現(xiàn)出較高的ROS水平，從而激活NF-κB，進(jìn)而導(dǎo)致14-3-3η的轉(zhuǎn)錄上調(diào)。NF-κB/14-3-3η可以形成正反饋回路，以誘導(dǎo)或維持肝癌細(xì)胞的多藥耐藥表型。三氧化二砷ATO在“中國原發(fā)性肝癌診斷的治療標(biāo)準(zhǔn)(2017)”中被公認(rèn)為分子靶向藥，它也作為NF-κB抑制劑，可以阻斷NF-κB和14-3-3η的轉(zhuǎn)錄，或者直接通過針對14-3-3η的泛素化來消除這種反饋回路，進(jìn)而消除了Bel/5-Fu細(xì)胞細(xì)胞的抗氧化機(jī)制，并逆轉(zhuǎn)了多藥耐藥[35]。

此外，有研究表明NF-κB也可以作為放療增敏的靶點(diǎn)，在劉俊峰等[36]的研究中，放療后膠質(zhì)瘤干細(xì)胞U87-sph中NF-κB通路被激活，而通過NF-κB抑制劑四氫化吡咯二硫代氨基甲酸酯(PDTC)聯(lián)合作用后，Caspase-8與剪切型Caspase-3表達(dá)均明顯增加，表明PDTC可通過抑制放療后NF-κB通路的激活從而誘導(dǎo)膠質(zhì)瘤干細(xì)胞的凋亡，達(dá)到增敏放療的效果。

目前已經(jīng)被證實(shí)的NF-κB抑制劑包括一些天然化合物如姜黃素、精油、三萜烯酸等，還有一些合成化合物例如脫羥甲基環(huán)氧喹諾酮(DHMEQ)、蛋白酶體抑制劑、表觀遺傳因子、黑色素瘤分化相關(guān)基因9/配體蛋白聚糖結(jié)合蛋白(Mda9/syntenin)等。以后的方向可能是尋找更有效的天然化合物類似物以及測試通過已知試劑獲得新的合成化合物。

4 小結(jié)和展望

化療耐藥是目前惡性腫瘤治療中所面對的一個(gè)棘手難題，克服惡性腫瘤化療藥物耐藥性，提高惡性腫瘤化療效果意義重大。近年來越來越多的研究表明NF-κB信號(hào)通路顯著影響腫瘤細(xì)胞對化療藥物的耐藥性，能活化多方面耐藥機(jī)制，藥物干預(yù)或采用小分子靶向抑制NF-κB信號(hào)通路已成為增強(qiáng)化療有效率的研究方向之一。然而，目前的研究依然處于實(shí)驗(yàn)室階段，應(yīng)用于臨床尚需要時(shí)間。雖然有些針對NF-κB信號(hào)通路的抑制劑已經(jīng)應(yīng)用于臨床，但效果也不理想。因此，仍需進(jìn)行大量的臨床和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。