NF-κB信號通路在肺部疾病中的作用研究進展及中醫(yī)藥干預現狀

孫境孺，李竹英

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院呼吸科，黑龍江 哈爾濱 150040)

核因子κB(Nuclear factor-kappa B，NF-κB)是1986年從B淋巴細胞的細胞核抽提物中發(fā)現的轉錄因子，NF-κB信號通路是目前研究最詳盡的免疫相關通路之一。近年來，中醫(yī)藥在肺部疾病多靶點、多途徑的治療優(yōu)勢得到廣泛關注，探索中藥單體及中藥復方背后的分子機制發(fā)現，NF-κB信號通路是中醫(yī)藥干預疾病的重要途徑，但是中醫(yī)藥通過NF-κB通路治療肺部疾病的作用機制并未進行系統(tǒng)歸納。現對NF-κB信號通路調控肺部疾病的研究進展及中醫(yī)藥干預現狀進行整理分析，旨在為中醫(yī)藥治療肺部疾病的研究提供借鑒。

1 NF-κB信號通路概述

NF-κB信號通路是多種免疫轉錄程序的重要組成部分，參與機體炎癥反應、免疫應答，調節(jié)細胞凋亡、應激反應。NF-κB信號通路擁有廣泛的激活途徑，多種細胞因子受體如表面受體和白介素、模式識別受體及T細胞、B細胞受體均可激活NF-κB信號通路[1]。NF-κB由轉錄因子家族構成，包括5個成員：c-Rel、Rel A(p65)、Rel B、p50和p52，它們共享N端Rel同源域(RHD)，參與DNA的結合及異質二聚化。其中，c-Rel、Rel A(p65)、Rel B擁有NF-κB正調節(jié)所需的轉錄激活結構域(TAD)，控制大部分NF-κB上調基因的表達，而p50、p52由蛋白前體p105和p100裂解得來，由于缺乏TAD，p50和p52可抑制轉錄[2]。NF-κB在機體中通常以同源或異源二聚物復合物的形式存在，NF-κB二聚體與靶基因的κB位點結合，并通過招募輔激活因子和輔抑制因子調節(jié)轉錄。其中，p50/p65異質二聚體是常見發(fā)揮作用的復合物。NF-κB家族活性在多個水平受到嚴格調控。NF-κB與NF-κB抑制蛋白(Inhibitor of NF-κB，IκB)結合以無活性三聚體形式存在于細胞內。當刺激因子與細胞表面受體結合后，激活IκB激酶(IKK)，IKK-α和IKK-β在IKK-γ的協(xié)同作用下導致IκB磷酸化、泛素化，使得NF-κB分離并降解。釋放的NF-κB二聚體通過各種翻譯后修飾進一步被激活，并轉位到細胞核內與DNA特定序列結合，啟動靶基因轉錄并釋放細胞因子，是經典的NF-κB通路[3]，也是炎癥細胞因子受體與模式識別受體激活后啟動的主要途徑[4]。NF-κB非經典通路主要調節(jié)淋巴器官和免疫系統(tǒng)，功能是通過對p100、p52加工處理，激活p52/Rel B二聚體實現的[5]。

2 NF-κB信號通路與肺部疾病

NF-κB信號被激活后可以通過調節(jié)各種炎癥因子的表達聚集炎癥反應，產生大量炎癥介質[6]。肺部長期受到外環(huán)境病原微生物、污染物以及有害氣體、顆粒的刺激，不斷激活NF-κB通路，持續(xù)引發(fā)炎癥反應，導致肺部組織病理性改變。

2.1 支氣管哮喘 支氣管哮喘簡稱哮喘，是由多基因調控，多種炎癥細胞、炎癥介質、細胞因子等共同參與的慢性氣道炎癥。研究表明，NF-κB信號通路在哮喘中過度活化，其激活后參與調控炎癥和免疫反應，是哮喘的重要病理特征[7-8]。NF-κB信號通路在哮喘氣道炎癥和氣道重塑方面扮演重要角色。NF-κB通路可控制炎癥相關基因，促進參與哮喘發(fā)病的多種炎癥因子的基因轉錄，加重氣道炎癥。NF-κB可誘導Th0細胞向Th2細胞分化，調節(jié)Th1/Th2平衡，并誘導產生IL-4等細胞因子介導哮喘氣道炎癥[9]。NF-κB信號通路對免疫和炎癥因子的調控，可減緩氣道重塑的進展。氣道平滑肌細胞增殖是氣道重塑的重要機制。NF-κB信號通路過度表達可導致氣道平滑肌細胞過度增殖，引起氣道狹窄以及管壁加厚，加重氣道重塑[10]。

2.2 慢性阻塞性肺疾病 慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary diseas，COPD)是以不完全可逆的氣流受限為特征的呼吸系統(tǒng)疾病，其中氣道炎癥是核心，持續(xù)的小氣道炎癥導致氣道重塑、氣道黏液高分泌。NF-κB通路是誘導COPD發(fā)病的重要炎癥通路之一，在COPD模型小鼠肺組織和COPD患者中呈現高表達，誘導促炎細胞因子、趨化因子、細胞黏附分子、蛋白酶和細胞凋亡抑制劑分泌，擴增炎癥的轉錄反應，促進COPD發(fā)病[11]。同時，NF-κB可干預血管內皮生長因子、成纖維細胞生長因子、轉化生長因子的表達，通過調控NF-κB信號通路的表達，拮抗肺血管重構，預防肺動脈高壓、心衰等COPD不良預后的發(fā)生[12]。

2.3 急性肺損傷 急性肺損傷(Acute lung injury,ALI)是由創(chuàng)傷、感染等多種刺激因素導致的肺組織急性彌漫性炎癥反應，臨床表現為進行性低氧血癥，嚴重時可出現急性呼吸窘迫綜合征。其主要發(fā)病機制與肺內炎性浸潤及炎癥因子釋放的炎癥反應失控有關。NF-κB是急性肺損傷炎癥病理過程中的關鍵性轉錄因子，外界刺激激活NF-κB移位并與多種炎癥介質基因啟動子中的κB位點結合，促進相關炎癥介質的表達。NF-κB可調控ALI相關基因表達，在ALI病情進展過程起關鍵作用[13]。

3 中醫(yī)藥干預現狀

基于中醫(yī)理論采用現代醫(yī)學方法已成為目前研究疾病機制的新途徑。多項研究均提示中醫(yī)藥可通過抑制NF-κB通路靶點活性控制哮喘、COPD、ALI等疾病進程，現進行整理與概括。

3.1 哮 喘 楊艷等[14]運用中藥復方平喘方干預OVA誘導哮喘小鼠，發(fā)現平喘方可以降低哮喘模型小鼠p65蛋白高表達狀態(tài)，上調IκB-α蛋白表達和mRNA轉錄水平，提示平喘方通過下調NF-κB以及增加NF-κB抑制蛋白轉錄表達，抑制NF-κB信號通路，減輕小鼠肺部炎癥細胞浸潤、縮小膠原纖維面積，改善氣道炎癥。麻黃定喘湯具有補肺瀉肝、化痰平喘之功。楊今實等[15]研究表明，麻黃定喘湯可下調NF-κB p65蛋白表達，調控NF-κB轉錄，抑制哮喘小鼠氣道重塑。萬浩宇等[16]實驗發(fā)現經方麻黃湯可下調哮喘模型大鼠肺組織p38 MAPK、NF-κB p65 mRNA表達水平，同時抑制NF-κB下游因子VEGF的基因表達，提示麻黃湯可通過調節(jié)基因表達水平，干預p38MAPK/NF-κB信號通路，改善哮喘氣道重塑。李竹英等[17]從“異病同治”角度探討麻黃-白果藥對干預支氣管哮喘和COPD機制，發(fā)現NF-κB信號通路被Toll樣受體信號通路活化的髓樣分化蛋白分子88(MyD88)激活，對哮喘和慢阻肺發(fā)揮“異病同治”的作用。中醫(yī)認為哮喘緩解期以臟腑虧虛為主，應從虛論治。中藥黃芪入肺經，具有補氣固表之功，現代藥理學認為黃芪可增強免疫系統(tǒng)功能，研究提示[18]黃芪具有抑制NF-κB向核內移位的作用，可用于哮喘的臨床治療。

3.2 COPD 中醫(yī)理論認為COPD為本虛標實之證，主責肺脾，故六君子湯、益肺健脾方等基于健脾益氣論治COPD的治療思路已經研究證實[19]。實驗表明，六君子湯具有增強抗氧化酶活性、抑制IκB-α和NF-κB磷酸化的作用，保護香煙煙霧誘導的COPD小鼠肺功能，其通過抑制NF-κB通路發(fā)揮治療作用[20]。研究發(fā)現，益肺健脾方可降低COPD模型大鼠IL-8、IL-17和TNF-α水平，抑制NF-κB、TLR4蛋白表達水平，從而通過減少氣道炎癥和氣道黏液過度分泌發(fā)揮預防及治療作用[21]。文小竹等[22]研究發(fā)現補肺健脾益腎方可通過抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路改善肺組織炎癥狀態(tài)。閆玲玲等[23]在小青龍湯原方基礎上加石膏、魚腥草、開金鎖以清熱解毒，并通過實驗證明加味小青龍湯可顯著降低大鼠肺組織TLR4、MyD88基因表達及TLR4蛋白水平，提示加味小青龍湯通過抑制激活信號通路的TLR4以及MyD88的轉錄，作用于NF-κB信號通路減輕模型大鼠肺組織損傷。魚腥草酸鈉是魚腥草的有效成分，具有較好的抗菌、抗炎作用[24]。以魚腥草酸鈉干預COPD模型大鼠，大鼠肺組織炎性浸潤及氣道阻塞顯著減輕，NF-κB p65表達水平下降，證實其作用于NF-κB通路減輕氣道炎癥[25]。

3.3 ALI 宗紹波等[26]研究發(fā)現，金振口服液作為小兒呼吸道疾病的常用藥，在干預ALI方面具有重要意義，其可有效降低模型小鼠肺組織炎癥因子水平，抑制p65、IκB-α、ERK1/2、p38多個蛋白磷酸化，調控NF-κB信號通路。當歸補血湯由黃芪、當歸組成，起益氣養(yǎng)血活血之效。研究發(fā)現，針對急性ALI，當歸補血湯具有減輕炎癥、保護肺血管內皮細胞的作用，其通過下調NF-κB/ET-1信號通路中NF-κB p65和ET-1表達及活性發(fā)揮作用[27]。中藥金蕎麥辛涼，歸肺經，具有清熱解毒之功。耿琦等[28]運用網絡藥理學探討金蕎麥治療ALI的作用機制，研究認為Rel A(p65)為其關鍵靶點，NF-κB信號通路是其主要作用途徑，體外實驗進一步證實金蕎麥通過抑制NF-κB信號通路中p65蛋白的磷酸化，減少促炎細胞因子分泌，發(fā)揮ALI治療作用。靈芝多糖是靈芝的有效成分。黃晗等[29]研究發(fā)現膿毒癥模型大鼠肺組織TLR4和p-p65/p65高表達，靈芝多糖可降低TLR4和p-p65/p65表達水平，抑制TLR4/NF-κB信號通路，保護肺功能。人參提取物皂苷單體Rg1[30]、RB2[31]和西洋參提取物擬人參皂苷-F11[32]均作用于NF-κB信號通路，通過下調下游相關炎癥因子的表達，減輕肺部炎癥反應。

4 其 他

肺纖維化是由于炎癥細胞浸潤、纖維結締組織沉積等原因導致肺組織結構發(fā)生破壞性、不可逆性損傷[33]。三七皂苷是中藥三七的有效成分，Zhang等[34]以家兔作為研究對象，建立肺纖維化模型。研究發(fā)現，在三七皂苷干預下，家兔血清中AST、LDH、CK、IL-6和IL-8的表達下降，鏡下觀察纖維化病理改變程度減輕，機制與對NF-κB信號通路的抑制有關。肺癌是我國發(fā)病率最高的腫瘤，NF-κB信號通路在肺癌致病過程中被腫瘤細胞表面TLRs激活，廣泛參與癌癥形成和免疫逃逸[35]。紅景天具有益氣活血、通脈平喘之功。紅景天通過抗炎、抗血管生成和促凋亡的協(xié)同作用，對肺癌治療有效。NF-κB信號通路是其作用通路之一。

5 小 結

目前，NF-κB信號通路是中醫(yī)藥干預肺部疾病作用機制和基因調控的研究熱點，本文總結中醫(yī)藥作用NF-κB信號通路的相關文獻并對NF-κB通路在不同肺部疾病中的表達進行概括，可為其他類似通路的研究提供方向與方法，有利于深度挖掘中藥多靶點的作用優(yōu)勢。