NF-KB在机体炎症与免疫反应中作用的研究进展.doc

Sen和Baltimor首先从B淋巴细胞核提取物中检测到一种能与免疫球蛋白轻链基因增强子B序列(5GGGACTITCC3)特异结合的核蛋白因子，称其为核因子-B(nuclear factor B，NF-B)。NF-B存在于体内多种细胞中，活化后能与许多基因启动子区域的固定核苷酸序列结合而启动基因转录，参与多种疾病的发病过程。本文现对NF-B及其在炎症与免疫反应中的作用作一综述。 1 NF-KB及其抑制性蛋白概述 哺乳类动物NF-B转录因子家族(又称Rel家族)包括五个成员：Rel(c-REL)、RelA(即P65)、RelB、NF-B1(即P50)、NF-B2(即P52)。NF-B1、NF-B2分别由前体P105、P100经过蛋白酶体的水解作用而形成。NF-B可以同二聚体或异二聚体的形式存在，其中NF-B形成的异二聚体几乎存在于体内所有细胞，而NF-B2所构成的二聚体在体内含量较少，但其对于淋巴器官形成及调节B细胞功能起着重要作用。大多数NF-B蛋白N末端都有一个高度保守、由300个氨基酸组成的Rel同源性结构域(Relhomology domain，RHD)，负责与DNA结合、二聚体化及与NF-B抑制性蛋白(inhibitor B，IB)家族成员相互作用。 IB是一类基因家族，包括IB、IB、IB、IB、Bcl-3以及NF-Bl、NF-B2的前体P105、P100，其功能主要是抑制NF-B的活化。IB具有特征性的多个锚蛋白重复结构，静息状态下IB可通过锚蛋白重复结构与NF-B的RHD结合，使NF-B处于失活状态。 2 NF-B激活途径 静息状态下NF-B与IB结合，以无活性状态存在胞浆内。激活的NF-B才能参与炎症与免疫反应的基因调控，其激活途径包括经典与非经典两种。 21 NF-B经典激活途径 对于NF-B经典激活途径的认识已较为深入，NF-B/RelA二聚体通过该途径活化。静息状态下，NF-B二聚体与boB结合以无活性状态存在于细胞浆中。细胞因子、微生物产物等刺激激活IB激酶(IB kinase，IKK)复合体，IKK复合体包括两个催化亚基IKK与IKK及一个调节亚基IKK7。实验证明，磷酸化IBs是IKK而非IKK。活化后的IK低磷酸化IB中的32位与36位丝氨酸残基。随后IBa被泛素化并被蛋白酶体降解，与NF-B脱离，NF-B被活化并进入核内，调节目的基因的转录。NF-B通过该途径调节的目的基因有炎症介质、细胞因子(如TNF-、IL-1等)、黏附分子、急性期蛋白及可诱导的效应期酶等。 22 NF-B的非经典激活途径 近年来对NF-B非经典激活途径也有了一定的认识，P100转化为P52的过程即属于非经典激活途径。静息状态下，P100以无活性状态下存在于细胞浆中，当细胞受到淋巴细胞毒、B细胞活化因子、CD40配体刺激后，NF-B诱导激酶(NF-B-inducing kinase，NIK)激活IKK，IKK活化后使P100磷酸化而转化为P52。可见，NF-B的非经典激活途径不依赖于IKB的激活和IB的降解，而依赖于IKK及其激活因子NIK。研究发现在野生型与IKK基因敲除小鼠中NIK可以诱导NF-B2加工过程，而在IKK基因敲除小鼠NIK则不能启动NF-B2加工。Xiao等发现在无NIK表达的细胞中IKK与P100很难特异性结合，而在NIK表达的细胞中IKK则可与P100稳定的结合，使IKK更易于活化P100。可见IKKa与NIK是NF-B非经典激活途径中的重要激酶，共同调节非经典激活途径表达的平衡。 3 NF-B在炎症与免疫反应中的作用 NF-B的经典激活途径主要参与机体的急慢性炎症反应。Zhou等在研究注射脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)致小鼠内毒素休克模型时发现，脾组织细胞核中P50、P65、c-Rel含量升高。Ambili等研究发现90慢性牙周炎患者齿龈组织细胞核内可检测出P50，而对照组仅有30。可见，NF-B通过经典途径被激活并释放P65、P50进入细胞核，调节机体炎症反应。 NF-B的非经典激活途径主要参与机体的免疫反应。敲除NF-B基因无P100和p52表达的小鼠，表现出B细胞功能缺陷、外周淋巴器官形成障碍，而在敲除NF-B基因的小鼠中则未发现这一现象。骨髓细胞中无IKKa表达或表达无活性IKK的小鼠P52水平下降，同样表现出B细胞功能缺陷。Ishikawa等在动物中的研究发现，P52表达量升高会导致淋巴细胞增殖分化增加和胃黏膜异常增生。人体中染色体易位导致NF-B基因重组，P100转化为P52增加，则会导致多种淋巴瘤的发生。可见非经典激活途径缺陷将导致B细胞功能受损、免疫器官形成障碍，若该途径失控则引起P52过度表达，并导致淋巴细胞增生和变异 4 NF-B成为治疗的新靶点 41 药物治疗 411蛋白酶体抑制剂 研究显示26S蛋白酶体抑制剂可抑制IB降解、NF-B核转移以及P100降解过程。Bottero等将HDLM-2细胞与26S蛋白酶体抑制剂N-乙酰-L-亮氨-酸L-亮氨酸-L-正亮氨酸(N-acetyl-L-leucyl-L-leucyl-L-norleucinal，ALLN)孵育，发现ALLN可以大大地降低NF-B转录活性。因此，应用蛋白酶体抑制剂抑制NF-B活化可能成为治疗炎症与免疫反应的新途径。 412 IKK抑制剂研究发现某些非甾体类抗炎药物和免疫抑制剂可以通过抑制IKK的活化来从而抑制NF-B活化起到抗炎和抑制免疫反应的作用。因此选择性IKK抑制剂成为研究的热点。喹唑啉类似物SPC-839是研究最多的IKK抑制剂之一，它对于IKK的选择性是IKK的200倍。然而，由于对NF-B的非经典激活途径认识仍不充分，至今仍未发现有效的IKK特异性抑制剂。因此，IKK抑制剂有望成为治疗炎症与免疫反应的有效药物。 413 NF-B转录抑制剂 Ghisletti等研究发现雌二醇(17-Estradiol，E2)能够阻碍P65与DNA结合，从而抑制INOS金属基质蛋白9(matrix metalloprotease 9，MMP9)等炎性介质的转录，因此具有抗炎作用。 42基因治疗 RNA干扰(RNA interference RNAi) 它是由双链RNA(double-stranded RNA，dsRNA)分子在mRNA水平关闭相应序列基因表达或使其沉默的过程。dsRNA经酶切后会形成很多小片段(short interfering RNA，siRNA)，siRNA一旦与mRNA中的同源序列互补结合，就会导致其失去功能，即不能翻译产生蛋白质。Laderaeh等将P50 siRNA体外转染入树状突细胞，发现P50蛋白及mRNA水平降低，导致IL-12等炎性介质表达的下调。然而RNA干扰技术当前只限制于基础研究，其应用于治疗的主要障碍是难于将siRNA导人体内特定细胞中。另外siRNA在体内的稳定性如何及被靶细胞内吞的效率的大小等问题都限制了其在临床上的应用。 DNA圈套技术是通过合成与顺式元件相一致的双链寡聚脱氧核苷酸并转染人细胞，竞争性抑制反式因子与顺式元件的结合，从而干扰转录因子的DNA结合活性及其后续基因的表达的方法。Igwe将与NF-B序列一致的双链寡核苷酸转染大鼠背根神经节，发现转染后P65亚基水平下降，环氧化酶-2蛋白表达减少，表明DNA圈套技术可用于抑制炎症反应。 可见，NF-B作为一种转录因子可通过经典激活途径与非经典激活