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核因子κB与肿瘤的关系

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[摘要] 核因子κB(NF-κB)是一种重要的核转录因子,调控多种与细胞生存、凋亡相关基因的重要转录因子。研究发现,NF-κB与多种肿瘤的发生、发展及肿瘤的耐药性有关。抑制肿瘤细胞NF-κB的活性将引起肿瘤细胞的凋亡,从而抑制肿瘤的生长。因此,抑制NF-κB的活性将成为一个新的治疗肿瘤方法。

[关键词] NF-κB;转录因子;凋亡;肿瘤

[中图分类号] R730.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2014)09(a)-0162-03

[Abstract] Nuclear transcription factor κB (NF-κB) is a kind of important nuclear transcription factor. It is a kind of transcription factor that can control cell survivals and apoptosis related genes. The study finds that the NF-κB is related to the occurrence, the development of the tumor and the drug resistance. It can inhibit the activity and the growth of tumor cell. Therefore, inhibiting the activity of NF-κB will become a new method for the treatment of tumor.

[Key words] NF-κB; Transcription factors; Apoptosis; Tumor

核因子κB(nuclear factor kappa B,NF-κB)是Sen和Baltimore在1986年从B细胞中提出的核转录因子,能和B细胞免疫球蛋白κ轻链基因的增强子κB序列特异性结合[1]。随着研究的深入,发现在非淋巴细胞Hela细胞和T细胞中都有NF-κB。研究证实,NF-κB不仅参与了机体的炎性反应、免疫应答,还参与细胞增殖、细胞分化和细胞凋亡生理病理等过程。大量研究表明,NF-κB与肿瘤的侵袭转移有关[2]。体内外实验表明,抑制肿瘤细胞NF-κB的活性将引起肿瘤细胞的凋亡,从而抑制肿瘤的生长。NF-κB与一些恶性肿瘤密切相关,如胰腺癌[3]、乳腺癌[4]等。因此,抑制肿瘤细胞NF-κB将为肿瘤的治疗提供新的途径。

1 NF-κB系统的组成

NF-κB家族和其抑制物IκB家族共同组成了NF-κB系统,几乎在所有的组织细胞中都有NF-κB。最初发现NF-κB是由NF-κB1和RelA这两个亚单位组成的异二聚体。目前发现NF-κB包括5种蛋白亚单位:RelA(p65)、RelB、C-Rel、NF-κB1(p50及其前体分子p105)和NF-κB2(p52及其前体分子p100)[2]。这些蛋白亚单位有约300个氨基酸组成的氨基末端,具有高度的同源性,称为Rel同源区(rel homology domain,RHD),其作用是与DNA的特异性结合形成二聚体,其上有核定位信号(nuclear localization signal,NLS),又称核转移信号(nuclear translocation signal,NTS)。静息状态时,NF-κB的二聚体通常与其抑制物I-κBα在胞浆中结合成无活性的三聚体,使基因转录得到抑制。当机体细胞受到外来因素刺激时,I-κBα迅速裂解,NF-κB二聚体被三聚体解体释放出,胞浆中游离的NF-κB由p65蛋白亚单位上的NLS介导迅速进入到细胞核内,参与一些基因的转录调节,如参与细胞增殖、细胞凋亡和细胞炎性反应等,促进相应蛋白的表达,生成相应的mRNA。很多因素能使NF-κB活化,如免疫受体、紫外线照射[5]、酶、饮酒[6]、各种应激性刺激、病毒、多种细胞因子、细菌黏多糖、氧自由基及吸烟[7]等。通过NF-κB的激活引起机体炎性反应及细胞凋亡生理病理等过程。研究表明,在多种肿瘤的发生、发展、转移以及抗凋亡等过程中与NF-κB的关系密切,这也为肿瘤的治疗提供了新的方向。

2 NF-κB在肿瘤细胞中的表达与激活

近年研究发现,NF-κB参与恶性肿瘤发生以及侵袭转移。NF-κB持续激活在某些肿瘤细胞中,在多种肿瘤细胞中NF-κB高表达,同时在多种肿瘤细胞中也会发现IκB的降解异常或突变失活,然而在正常的细胞中没有改变,NF-κB可以被很多细胞和多种病毒的癌蛋白激活。细胞的恶性转移都需要NF-κB的激活,突变的原癌基因Ras(rat sarcoma)在多种肿瘤细胞中,然而NF-κB又是其转化的关键中介因子,因此NF-κB与肿瘤的关系极为密切。像人急性淋巴瘤细胞、胃癌等。在人急性淋巴瘤细胞中NF-κB蛋白表达升高是因为IkK复合物被激活。在由HTLV-1诱发的人急性T淋巴细胞白血病中,HBV编码的X蛋白或HTLV-1编码的TAX蛋白能够使NF-κB迅速活化,所以在病毒诱发的肿瘤过程中NF-κB起介导的作用。在结肠癌、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌及卵巢癌等肿瘤中IκB家族的Bcl-3基因高表达。在肺癌、前列腺癌、乳腺癌等肿瘤中,可见NF-κB1基因高表达。在头颈的鳞癌、胃癌及乳腺癌中可以见到RelA的高表达。在大部分乳腺癌和结肠癌中,可见NF-κB2基因的高表达。在卵巢癌、结肠癌、膀胱癌、乳腺癌、急慢性白血病和前列腺癌等多种肿瘤中,发现NF-κB持续激活并且有IκB失活的现象。NF-κB可以促进基质金属蛋白酶(matrix metallo proteinase,MMP)、纤溶酶原激活物尿激酶(urokinase-type plasminogen activator,u-PA)、细胞间黏附分子-1(inter-cellular adhesionmolecules-1,ICAM-1)及血管内皮生长因子(vascular epithelial growth factor,VEGF)等[8]的转录表达,这些因子都是血管生成相关的因子,因此NF-κB与肿瘤细胞关系密切。

3 NF-κB与肿瘤细胞抗凋亡与及耐药性

能够促使肿瘤细胞凋亡的药物,在临床上是抗肿瘤药物的关键。研究表明,NF-κB高表达在肿瘤的耐药细胞株中,因此NF-κB与肿瘤细胞抗凋亡及耐药性关系密切。NF-κB具有抗凋亡的作用,主要是通过上调编码某些因子的表达,如GM-CSP、M-CSF、IL-1、IL-2、IL3、IL-6、IL-12等[9]。因此在细胞凋亡过程中,NF-κB起着抗凋亡的重要作用。

目前,化疗是治疗肿瘤的主要方法。化疗可以使DNA破坏,化疗药物可以使肿瘤细胞凋亡,同时NF-κB也会被激活,因此,抑制NF-κB的激活可以促进肿瘤细胞的凋亡。众多研究者发现在肿瘤细胞中,如果抑制NF-κB可以促进其凋亡,为肿瘤的化疗提供了一个新的方向[10]。在卵巢癌中,发现被顺铂耐药了的卵巢癌细胞中NF-κB高表达[8]。在结肠癌中,若把NF-κB抑制后,发现可以使5-Fu(5F-dUMP)的作用增强。用脱氢环氧甲基醌霉素(DHMEQ)在甲状腺癌中抑制NF-κB活性,可以使甲状腺癌的生长得到抑制。他汀类药物也可以阻断NF-κB的激活主要是抑制IκB的磷酸化[11]。肿瘤细胞中,NF-κB对肿瘤耐药的形成与肿瘤细胞的凋亡受到越来越多人的注目。

4 NF-κB与肿瘤的治疗

随着人们深入对NF-κB的研究,在肿瘤的发生与转移过程中,NF-κB起着重要的作用。针对NF-κB的活性与肿瘤的关系,可以通过基因方法等使NF-κB的活性得到抑制,进而阻断肿瘤细胞的生长,使肿瘤的治疗效果得以提高。阻断NF-κB又可以减少肿瘤细胞的转移[12],目前大部分肿瘤患者的不良预后主要是因为肿瘤的转移,所以能够抑制肿瘤的转移被认为是肿瘤治疗中最有前景的。因此,对NF-κB的研究受到越来越多的重视。对NF-κB的研究目前主要在靶向IKK。NF-κB信号通路能被IKK-α明显抑制[13],靶向趋化因子的药物主要包括阻断性抗体和受体拮抗剂,在肿瘤转移治疗上已经有了一定的疗效[14-15]。他汀类药物可以阻断NF-κB,主要是通过对IκB磷酸化的抑制[16]。细胞因子中有些在临床上被批准用于肿瘤的治疗,如GM-CSF、、IL-2、G-CSF、IFN-α、IFN-B和TNF-α等,这些因子都已经被研究证实,他们与NF-κB的关系密切,他们是其激活因子或者是与其传导通路有关联[17]。在NF-κB的研究中,发现NF-κB与妇科肿瘤关系极为密切。在宫颈癌中,NF-κB的活化异常。实验证明,NF-κB高表达在宫颈癌患者中,尤其是在伴有盆腔淋巴结转移的Ⅲ~Ⅳ期[18]。宫颈癌的发生和宫颈癌的浸润转移都与高表达的NF-κB有关[19]。NF-κB在卵巢癌中也呈高表达,实验结果说明,NF-κB p65在卵巢癌中的阳性率高于卵巢良性肿瘤和交界性肿瘤,还发现与卵巢癌的临床分期以及转移有关,卵巢癌的浸润和转移与MMP-9、HE4的上调有关,可能是NF-κB p65作用的结果[20]。乳腺癌的发生于发展与血管内皮生长因子(VEGF)有关,研究发现抑制NF-κB的活化进而能抑制肿瘤血管的生成。因此,对NF-κB的抑制剂BAY 11-7082的研究受到越来越多的关注。据报道,NF-κB在子宫内膜癌中的表达明显高于子宫内膜[21]。在肝癌中,胞嘧啶脱氨酶(activation-induced cytidine deaminase,AID)异常升高[22],主要是因为TGF-β诱导核因子NF-κB信号通路的产生[23],AID可以使基因不稳定,进而诱导其突变。因此抑制NF-κB或者抑制 STAT3的二聚体化,都可以使肝癌细胞的生长得到抑制[24]。在多种肿瘤中NF-κB的表达都增高,因此对于肿瘤的治疗NF-κB提供了一个新的思路。

肿瘤的发病率越来越高,随着对其的研究发现,NF-κB与肿瘤的产生和发展联系极为密切,对NF-κB的研究,为肿瘤的治疗提供了一个新的方向。研究发现,NF-κB抑制剂联合顺铂可以加速抑制宫颈癌SiHa细胞的生长。在人肝癌细胞系HCC9204导入NF-κB的抑制性后,发现肝癌细胞转移等能力降低[25]。在胃癌SGC-7901细胞中抑制NF-κB的表达,可以抑制胃癌细胞增殖。因此以NF-κB 为治疗靶点为治疗肿瘤提供了新思路。

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(收稿日期:2014-05-17 本文编辑:张瑜杰)