新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟中心(烏魯木齊 830054)

周 韻 綜述 楊毅寧 審校

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·綜 述·

核因子κB在急性冠脈綜合征中的研究進(jìn)展

新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心臟中心(烏魯木齊 830054)

周 韻 綜述 楊毅寧 審校

心血管疾病是現(xiàn)代社會(huì)人類死亡的主要原因,冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂是急性冠脈綜合征發(fā)生的重要機(jī)制。核因子-κB廣泛存在于各類細(xì)胞中,在粥樣斑塊不穩(wěn)定和破裂中起重要作用。本文綜述了核因子-κB近年來在急性冠脈綜合征中的研究進(jìn)展,預(yù)見核因子-κB在未來急性冠脈綜合征治療和新藥研發(fā)中的重要作用。

核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)是1986年由Sen等人首次在成熟B淋巴細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的一種轉(zhuǎn)錄基因家族的總稱。NF-κB已被證實(shí)廣泛存在于真核細(xì)胞中并與多種基因啟動(dòng)子區(qū)或增強(qiáng)子區(qū)序列特異性結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合,促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的發(fā)生[1]，參與免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)[2]、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡和腫瘤[3]的發(fā)生等。急性冠狀動(dòng)脈綜合征(ACS)是以冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂或侵襲，繼發(fā)完全或不完全閉塞性血栓形成為病理基礎(chǔ)的一組臨床綜合征，包括急性ST段抬高性心肌梗死、急性非ST段抬高性心肌梗死和不穩(wěn)定型心絞痛。目前認(rèn)為,炎癥反應(yīng)在ACS的粥樣斑塊不穩(wěn)定性和破裂中起重要作用。因此,認(rèn)識(shí)NF-κB與ACS的關(guān)系,對(duì)預(yù)防、診斷和治療ACS至關(guān)重要。

1 概 述 NF-κB家族由p65(RelA)，RelB(RelB)，c-Rel(Rel)，p105/p50(NFKB1)和p100/p52(NFKB2)5個(gè)成員組成，并分別由RelA、NF-κB1、NF-κB2、RelB、c-Rel五個(gè)基因進(jìn)行編碼[4]。NF-κB成員N-末端均有一個(gè)RHD結(jié)構(gòu)可與DNA鏈中特殊序列相結(jié)合。p65蛋白，RelB基因和c-REL的C-末端包含靶基因轉(zhuǎn)錄激活所必要的TAD結(jié)構(gòu)(轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域)。而p105和p100缺乏TAD結(jié)構(gòu)，經(jīng)修正后的p100和p105可被蛋白酶體識(shí)別，生成p50和p52亞基可通過與其他分子如p65，RelB，c-REL形成異源二聚體，亦可作為同源/異源二聚體與Bcl-3結(jié)合進(jìn)而進(jìn)行正向調(diào)控轉(zhuǎn)錄；其中異源二聚體中最常見的為p65-p50形式，在活化的NF-κB中起到重要的傳遞作用；同源二聚體p50-p50作用較為特殊，可通過與靶向因子競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合位點(diǎn)起阻遏作用。在未受到刺激的細(xì)胞中，NF-κB二聚體與IκB(NF-κB的抑制蛋白)結(jié)合時(shí)是無活性的，IκB通過掩藏核定位序列將NF-κB限制在細(xì)胞質(zhì)中。已知的IκB有8種，分別為：IκBα，IκBβ，IκBγ，IκBε，IκBζ，Bcl-3，p100和p105，他們均通過錨蛋白重復(fù)序列與NF-κB結(jié)合，從而掩藏核定位序列將NF-κB限制于細(xì)胞質(zhì)中，進(jìn)而抑制NF-κB的激活。IKK是IκB激酶(IκB kinase)，活化的IKK激活特異性磷酸化可導(dǎo)致IκB的降解，已發(fā)現(xiàn)的IKK有3種，分別為：IKKα(IKK1)、IKKβ(IKK2)、IKKγ(NEMO)。

2 NF-κB的激活 NF-κB可被多種信號(hào)傳導(dǎo)途徑激活,使其從IκB復(fù)合物釋放,并最終使NF-κB轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞核內(nèi)。NF-κB激活途徑包括經(jīng)典激活途徑和非經(jīng)典激活途徑兩種。在非經(jīng)典激活途徑中，IKK復(fù)合體(IKKα二聚體)被NIK(NF-κB誘導(dǎo)酶)磷酸化。TRAF2(腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子2)，TRAF3(腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子3)，c-IAP1(細(xì)胞凋亡抑制蛋白1)和c-IAP2(細(xì)胞凋亡抑制蛋白2)的降解可負(fù)反饋調(diào)節(jié)NIK。激活的IKK復(fù)合物導(dǎo)致NF-κB的蛋白酶體加工，并最終使NF-κB進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)調(diào)控靶基因。非經(jīng)典激活途徑可被LT-β(淋巴毒素β)，BAFF(B細(xì)胞活化因子)，CD40配體以及病毒產(chǎn)物等激活。NF-κB的經(jīng)典信號(hào)傳導(dǎo)途徑中IKK二聚體(IKKα-IKKβ異質(zhì)二聚體)可被TNFRα1(腫瘤壞死因子α受體1)、IL-1R(白介素1受體)，TLRs(Toll樣受體Toll樣受體)、細(xì)胞因子、病毒、酵母和微生物產(chǎn)物等激活。TRAF6因含有一個(gè)RING結(jié)構(gòu)，具有催化自動(dòng)泛素化E3連接酶的功能，IL-1R和TLR與MyD88，TOLLIP和IRAKs結(jié)合需依賴TRAF6泛素化。TNFR1參與可導(dǎo)致TRADD(腫瘤壞死因子α相關(guān)死亡域)，TRAF2和RIP(受體相互作用蛋白)的參與。TRAF2類似于TRAF6，其具有的E3連接酶功能可使RIP泛素化，并在RIP和TRAF6的泛素化鏈過程中充當(dāng)支架作用，作用于鏈接促炎性激酶TAB1(轉(zhuǎn)化生長因子-β激活激酶)后可與銜接蛋白TAB2(TAK1結(jié)合蛋白2)和IKK復(fù)合物結(jié)合。最后，激活的IKK復(fù)合物可使IκBα磷酸化后被蛋白酶體水解。至此，NF-κB被釋放進(jìn)去細(xì)胞核內(nèi)。NF-κB的激活是由多個(gè)負(fù)反饋機(jī)制調(diào)節(jié)的，包括依賴IκBα的NF-κB，新合成的IκBα使NF-κB移入細(xì)胞核內(nèi)，從而終止NF-κB活化。上游中介泛素鏈通過激活去泛素酶A20，CYLD和IKK后可反饋調(diào)節(jié)NF-κB。典型的NF-κB通路可通過其他刺激物激活，包括低氧[5]，ROS(活性氧)[6]，誘導(dǎo)G蛋白偶聯(lián)受體激動(dòng)劑[7]，紫外線[8]，細(xì)胞因子[9]和機(jī)械力等；但其信號(hào)通路反應(yīng)的特征性相對(duì)較低。

3 NF-κB與ACS ACS包括不穩(wěn)定型心絞痛(UA)、ST段抬高型心肌梗塞(STEMI)和非ST段抬高型心肌梗塞(NSTEMI)[10]。研究表明動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的破裂會(huì)導(dǎo)致病變下游部位的梗死或缺血。不穩(wěn)定心絞痛患者斑塊破裂的風(fēng)險(xiǎn)較正常人群大，且血液白細(xì)胞中激活的NF-κB水平較高。在動(dòng)脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)中NF-κB調(diào)節(jié)的重要性是顯而易見的，無論是藥物還是促炎蛋白,ICAM-1(細(xì)胞內(nèi)粘附分子-1)，VCAM-1(血管細(xì)胞粘附分子-1)，MCP-1(單核細(xì)胞趨化蛋白1)[11]，TNFα(腫瘤壞死因子α)，IL-1β(白細(xì)胞介素 1)以及其受體都可能會(huì)導(dǎo)致病變面積的改變、巨噬細(xì)胞的浸潤和疾病的發(fā)展。相關(guān)研究表明NF-κB通路通過在細(xì)胞中激活并參與病變發(fā)展的不同階段，從而參與血管炎癥反應(yīng)和動(dòng)脈粥樣硬化病變的形成。①NF-κB與UA：心絞痛是指由于冠狀動(dòng)脈粥樣硬化狹窄導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈供血不足，心肌暫時(shí)缺血與缺氧所引起的以心前區(qū)疼痛為主要臨床表現(xiàn)的一組綜合征。炎癥反應(yīng)與不穩(wěn)定心絞痛發(fā)生密切相關(guān)。不穩(wěn)定心絞痛患者中ox-LDL(氧化低密度脂蛋白)[12]，TNF-α，IL-1[13], MMP-9等因子水平的改變可激活NF-kB通路，使炎癥因子及細(xì)胞因子表達(dá)上調(diào)[14]。目前證實(shí)，NF-κB可誘導(dǎo)細(xì)胞因子(如TNF-αIL-1β和IL-6)、趨化因子(如單核細(xì)胞趨化蛋白-1和IL-8)、粘附分子(如ICAM-1 VCAM-1和ELAM-1)、免疫識(shí)別受體(如主要組織相容性復(fù)合體)及一些與炎性級(jí)聯(lián)放大相關(guān)的酶(如誘導(dǎo)型一氧化氮合酶iNOS和誘導(dǎo)型環(huán)氧化合酶)等至少包括27種不同炎性靶基因的過度或持續(xù)表達(dá)，進(jìn)而趨化大量的中性粒細(xì)胞等炎性細(xì)胞浸潤聚積于炎癥部位，誘導(dǎo)產(chǎn)生如一氧化氮和前列腺素等炎性效應(yīng)分子，最終造成炎癥反應(yīng)[15]。值得注意的是，NF-κB通路可刺激TNF-α和IL-1β等細(xì)胞因子的表達(dá)，同時(shí)這些細(xì)胞因子又是NF-κB的刺激劑，可進(jìn)一步活化NF-κB，造成持炎癥反應(yīng)的持續(xù)或效應(yīng)的放大。Wilson等[16]通過切除32例不穩(wěn)定型心絞痛患者冠狀動(dòng)脈粥樣斑塊發(fā)現(xiàn),經(jīng)過活化的單克隆抗體p65亞單位染色后,有31例顯示NF-kB陽性。以上研究均強(qiáng)調(diào)了NF-κB在不穩(wěn)定性心絞痛中的重要作用。②NF-κB與心肌梗死及缺血再灌注損傷：心肌梗死通常由心臟血流中斷所致，其中冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂最為常見。Napoleone等[17]觀察心肌梗死大鼠模型發(fā)現(xiàn), 梗死后第3天大鼠心肌NF-κB的核結(jié)合活性即增高7.1倍,1周后方恢復(fù)至正常水平。隨之轉(zhuǎn)化生長因子βl、I型和Ⅱ型膠原和轉(zhuǎn)錄增強(qiáng), 表明NF-κB活化參與了心肌梗死后的心室重構(gòu)進(jìn)程目前用于恢復(fù)缺血區(qū)心肌血流的方法包括溶栓治療[18]、PCI(經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療)[19]與CABG(冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù))[20]。心肌灌注降低可導(dǎo)致部分心肌細(xì)胞死亡或功能喪失(心肌梗死)。同時(shí)，再灌注治療也有可能通過觸發(fā)心肌炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡引起組織損傷。NF-κB是心肌缺血和再灌注損傷的核心反應(yīng)調(diào)節(jié)因子。它可以在缺血或再灌注損傷時(shí)被促炎性因子(如TNFα和IL-1)和TLRs的內(nèi)源性配體所激活。這一信號(hào)傳導(dǎo)通路可調(diào)節(jié)TNFR和TLR信號(hào)。此外，缺血再灌注也可通過改變氧利用來激活NF-κB。在含氧正常條件下，IKKβ被PHD1(脯氨酰羥化酶1)羥基化而分解。而由于局部缺血導(dǎo)致缺氧時(shí)，PHD1(脯氨酰羥化酶1)活性被抑制，從而降低IKKβ的表達(dá)，進(jìn)而激活NF-κB。缺氧環(huán)境時(shí)，NF-κB還可通過IκBα絡(luò)氨酸殘基磷酸化來激活。除了這些機(jī)制外，低氧環(huán)境還可通過激活HIF1(缺氧誘導(dǎo)因子1)依賴型NF-κB亞基基因來增強(qiáng)NF-κB的表達(dá)[21]。缺血后組織再灌注也可以誘導(dǎo)ROS激活NF-κB同路的活性。NF-κB激活分子機(jī)制的基礎(chǔ)是高水平ROS的轉(zhuǎn)運(yùn)，包括ROS依賴型IKK和ASK1(凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1，MAPKKK)蛋白的激活。其他研究也表明ROS通過抑制氧化還原反應(yīng)敏感酶負(fù)反饋調(diào)節(jié)NF-κB的活化。因此，心肌缺血或缺血再灌注損傷可導(dǎo)致NF-κB在心肌細(xì)胞中的激活，也可誘導(dǎo)冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中促炎蛋白，包括黏附蛋白ICAM-1和P-選擇素，以及白細(xì)胞的聚集。許多關(guān)于臨床研究的文章都已提及過這一過程。例如：Valen等人證實(shí)在心肌缺血再灌注病人的動(dòng)脈組織中NF-κB(p50/p65)的激活伴隨著ICAM-1，TNFα和IL-1β表達(dá)的增加。正如炎癥反應(yīng)可導(dǎo)致組織損傷一樣，心肌缺血再灌注時(shí)NF-κB的激活也是有害的。這一觀點(diǎn)與觀測(cè)動(dòng)物模型中利用藥物抑制劑阻斷NF-κB1或誘導(dǎo)寡核苷酸可減少心肌梗死發(fā)生一致[22]。其中，NF-κB1缺乏小鼠與心肌梗死后野生型小鼠相比具有較低的心衰發(fā)生率和死亡率。但是因?yàn)镹F-κB同時(shí)具有心肌缺血后再灌注的保護(hù)作用,在治療時(shí)使用NF-κB阻止藥物時(shí)需要格外注意。相關(guān)小鼠及人類研究結(jié)果顯示：活化的NF-κB可通過誘導(dǎo)細(xì)胞保護(hù)基因(包括C-IAP1和Bcl-2)對(duì)心肌細(xì)胞凋亡具有起到保護(hù)作用。

4 展 望 NF-κB在冠心病中起著至關(guān)重要的作用,對(duì)急性冠脈綜合征的調(diào)控也十分復(fù)雜，隨著對(duì)NF-κB研究的逐漸深入，在不影響NF-κB生理功能的前提下如何抑制在急性冠脈綜合征中異?；罨腘F-κB是亟待解決的問題，也為急性冠脈綜合征的治療和新藥的研發(fā)提供一個(gè)新方向。

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(收稿：2015-03-18)

核因子κB 急性冠脈綜合征 缺血再灌注損傷

R541.4

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2015.10.070