通過調(diào)節(jié)NF-κB通路中的IκBα抑制乳腺癌的研究進展

房尚萍，李海源，丁磊，朱晨旭 綜述，李鵬飛 審校

(皖南醫(yī)學院麻醉學院，安徽 蕪湖 241001)

IκBα為IκB(inhibitor of NF-κB)家族中九個成員之一，是一種對NF-κB有抑制作用的蛋白分子。其分布廣泛，在真核細胞內(nèi)均有表達[1]。在通路中若IκBα發(fā)生含量上的變化或活性失調(diào)時，便可誘使NF-κB的活性改變，從而導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生。正是由于上述的特殊作用，近年來該分子在于腫瘤方面的研究越發(fā)廣泛。正如人們所了解的，腫瘤已逐漸成為談之色變的惡性疾病之一。作為一類多階段、多基因共同參與演化的疾病，其機制十分復(fù)雜，近年來該患病率也是不斷增加，因此對于腫瘤治療的研究迫在眉睫。本文將以乳腺癌為主簡要闡述IκBα在其研究治療方面的進展。

1 IκBα的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 IκBα的結(jié)構(gòu)

與家族成員相似，IκBα具有5～7個錨蛋白，皆是由30個氨基酸殘基組成[2]。IκBα的結(jié)構(gòu)可分為3個部分：N端、C端及中間錨蛋白重復(fù)的區(qū)域。N端的主要的功能是接收磷酸化以及泛素化信號，調(diào)節(jié)控制其泛素化以及降解；此外，N端重復(fù)的錨蛋白片段可與NF-κB亞基C端的同源域結(jié)合，覆蓋NF-κB的核定位信號區(qū)，從而抑制NF-κB向細胞核遷移[3]。C端富含酸性氨基酸和蘇氨酸序列，主要的作用是維持結(jié)構(gòu)牢固以及抑制NF-κB與DNA的結(jié)合。

1.2 IκBα的功能

由NF-κB經(jīng)典通路可知，當該通路處于穩(wěn)定狀態(tài)，IκBα結(jié)合P50、P65形成一種復(fù)合狀態(tài)，并以一種無活性的形式存在于胞漿中，因此在一定程度上抑制NF-κB。主要表現(xiàn)為抑制蛋白激酶A催化NF-κB亞基磷酸化、抑制NF-κB核轉(zhuǎn)錄、抑制NF-κB與DNA結(jié)合[2]3862-3872；然而，當細胞受到胞外刺激(TNF、IL-1)時，將會導(dǎo)致腫瘤壞死因子受體相關(guān)死亡域蛋白(TRADD)、相關(guān)死亡結(jié)構(gòu)域蛋白(FADD)、髓樣分化蛋白抗原(MyD88)、腫瘤壞死因子受體相關(guān)分子(Traf6)、人白介素受體相關(guān)激酶(IRAK)的活化，從而引起分裂酶原蛋白激酶(MAPK)的激活，進而對該通路中的IκB激酶(IκB kinase,IKK)復(fù)合體引起活化。被激活的IKK能夠?qū)ξ挥贗κB中的N端32以及36位的絲氨酸起到磷酸化的作用，泛素化分解已經(jīng)被磷酸化的IκBα中位于21以及22位賴氨酸并且使分離NF-κB。由于IκBα的降解，暴露出了NF-κB分子的核信號區(qū)，該條件激發(fā)了NF-κB的轉(zhuǎn)錄進程以及磷酸化的進行并且促進其進入核內(nèi)，使得其中相關(guān)的基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄表達和細胞因子的釋放[4]，見圖1。另外，人們發(fā)現(xiàn)IκBα能夠在細胞質(zhì)與細胞核間進行干預(yù)，并發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此我們可推斷IκBα不僅可以抑制NF-κB的激活，還可對NF-κB進行反饋調(diào)節(jié)。

2 乳腺癌

近年來，腫瘤逐漸發(fā)展到談之色變的地步，據(jù)統(tǒng)計我國每年有200多萬人死于腫瘤，死亡人口約達到患病人口的1/4。以乳腺癌為代表，這一疾病已成為對于全球婦女健康來說所面臨的最為嚴重的威脅之一，據(jù)2018年的統(tǒng)計，全球新增的癌癥人數(shù)約有1810萬例，其中患乳腺癌的人數(shù)已達到210萬例之多，約占總量的11.6%，另外在新增的癌癥死亡人數(shù)以及女性癌癥死亡人數(shù)等數(shù)據(jù)中該病均居于首位[5]。而且中國的乳腺癌發(fā)病率仍呈逐年上升的勢態(tài)[6]。雖然現(xiàn)今的醫(yī)療技術(shù)對于乳腺癌而言，在診斷以及相應(yīng)的治療方面已經(jīng)取得了較大的進步，但大部分人仍遭受著該疾病的折磨甚至因此失去生命，故對于乳腺癌方向的研究迫在眉睫。

2.1 乳腺癌的病因及臨床表現(xiàn)

乳腺癌的發(fā)病機制尚不清楚。目前臨床及科學界較為認同的有乳腺癌細胞的免疫逃逸[7]和NF-κB信號通路的異?；罨谂R床上只能在病因、大體臨床表現(xiàn)以及常見的實驗室檢查中獲取信息，對于乳腺癌做出診斷。

2.1.1 病因

根據(jù)流行病學調(diào)查，主要原因大致可分為3類：外在因素、內(nèi)在因素以及其他的一些具有影響的危險因素。外在因素包括：物理、化學和生物因素；其中具有代表性且較為明確的為化學物質(zhì)和電離輻射[8]內(nèi)在因素包括：遺傳因素、年齡、月經(jīng)情況[9]、性激素水平[10]以及機體免疫狀態(tài)；其他的因素則包括：肥胖、脂肪攝入、吸煙、飲酒、結(jié)婚生育的狀況以及不良心理因素。近年來的心理學研究統(tǒng)計可發(fā)現(xiàn)，非健康心理不僅可能會誘導(dǎo)甚至對乳腺癌的發(fā)生起著直接作用，對于患者預(yù)后還明顯的影響[11]。

2.1.2 臨床表現(xiàn)

乳腺癌的早期多無明顯癥狀，但隨著病程的發(fā)展，其主客觀上的癥狀逐漸顯現(xiàn)。大多數(shù)患者在有明顯的不適或癥狀時就醫(yī)，疾病情況也較發(fā)展的較為嚴重。其臨床上的主要表現(xiàn)為：乳房內(nèi)可觸及腫塊、可有持續(xù)性的刺脹痛和皮膚表面的變化，乳頭、乳暈的色澤及外觀的改變，乳頭出現(xiàn)分泌物或增多和相應(yīng)部位的淋巴結(jié)腫大[12]。

2.2 治療

隨著當今醫(yī)療水平的發(fā)展，乳腺癌治療的理念及方法也隨著時代的變遷而不斷發(fā)生變化。在現(xiàn)代醫(yī)學概念中，我們不能將乳腺癌與炎癥樣單純的生物性疾病歸為一類，只靠單一的治療，而是需要更加綜合和專業(yè)的治療。而現(xiàn)今乳腺癌的治療方案主要有：手術(shù)、放化療、中醫(yī)治療、內(nèi)分泌治療、運動治療以及分子靶向治療[13]。

3 IκBα在乳腺癌中的治療進展

在當今，對于乳腺癌的研究主要是癌細胞的增殖、侵襲、遷移以及對化療、放療的耐受。這同時也是在臨床上對乳腺癌治療的棘手問題。最近的研究表明，NF-κB與乳腺癌之間存在著密切的關(guān)聯(lián)，NF-κB通路有可能成為治療乳腺癌的一個突破口。故與NF-κB通路相關(guān)的IκBα的研究也是較為廣泛的，可主要分為三類：抑制IκBα磷酸化，從而抑制NF-κB的活化；上調(diào)IκBα的含量，降低NF-κB的活化；增加p-IκBα的含量，促進NF-κB的活化入核。

3.1 在抑制IκBα磷酸化方面的研究

3.1.1 抑制乳腺癌細胞增殖侵襲

在藥物方面，牛敏等人[14]的研究發(fā)現(xiàn)1-Nitro-2-acylhydrazine-phenylalanine(C7)可使IκBα的磷酸化受到抑制，阻斷P65蛋白發(fā)生核易位進程，阻斷其轉(zhuǎn)錄活性可降低核內(nèi)NF-κB/P65的表達。之后，使得基質(zhì)金屬蛋白酶2以及基質(zhì)金屬蛋白酶9的表達降低，從而降低了MCF-7細胞在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移能力。李素萍等人[12]在研究中發(fā)現(xiàn)，除了對乳腺癌可進行一般治療的同時，還可輔以適量的運動，這樣對細胞內(nèi)IκBα的磷酸化發(fā)揮一定抑制的作用，從而調(diào)節(jié)NF-κB的活性,減少癌細胞的增殖,再對腫瘤細胞的免疫逃逸進行抑制，最終達到促進癌細胞凋亡的效果?？飾鞯热薣15]發(fā)現(xiàn)人源性激肽釋放酶結(jié)合蛋白可以通過抑制腫瘤細胞和人臍靜脈內(nèi)皮細胞中P65的表達、核本地化和IκBα的磷酸化，降低NF-κB轉(zhuǎn)錄活化來對腫瘤血管的生成起到明顯的抑制作用，通過該路徑來抑制NF-κB血管形成目標基因的表達，最終達到抑制血管形成的目的。阿里麥什和曼達爾等人[16]通過研究發(fā)現(xiàn)石榴乳劑(PE)降低乳腺腫瘤發(fā)生過程中環(huán)氧合酶-2和熱休克蛋白90的表達，以及阻止IκBα的分解，從而來阻止NF-κB由胞漿向核內(nèi)遷移的過程，增加Nrf2的表達和核易位。朱莉婭和斯珀利奇[17]通過對于假蝶呤(pseudopterosins)在乳腺癌中的作用中發(fā)現(xiàn)假蝶呤可通過抑制白血病細胞和乳腺癌細胞中κ光多肽基因增強子P65和IκB的磷酸化，具有阻斷NF-κB通路的功能。Huan和Chen[18]對于α-連環(huán)蛋白的研究，發(fā)現(xiàn)α-連環(huán)蛋白與IκBα蛋白之間存在相互作用，通過抑制其泛素化及其與蛋白酶體的聯(lián)系，穩(wěn)定IκBα。阻止了RelA(P65)和P50的核定位,進而導(dǎo)致腫瘤壞死因子-α、IL-8和RelB的表達降低；缺乏類泛素化的α-連環(huán)蛋白突變體與IκBα減少了交互，從而防止IκBα的泛素化，從而降低了NF-κB靶基因TNF-α、IL-8、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和尿激酶(uPA)的表達。

在基因方向上，吉川秀隆等人[19]發(fā)現(xiàn)(small interfering RNA,siRNA)介導(dǎo)的Tripartite motif-44，三重基序蛋白-44(TRIM44)基因敲除可顯著降低MCF-7和MDA-MB-231細胞中NF-κB和IκBα的P65亞基的磷酸化，MCF-7和MDA-MB-231細胞的分裂增多和MDA-MB-231細胞的轉(zhuǎn)移受到抑制。

3.1.2 解除或緩解乳腺癌細胞治療耐受

在藥物方面，廉開禮[20]發(fā)現(xiàn)通過干擾MDA-MB-231細胞的腫瘤壞死因子-α-誘導(dǎo)蛋白8樣3(TNFAIP8L3/TIPE3)表達后，蛋白激酶B、IκBα和p65的磷酸化均有降低。另外TIPE3可以增強MCF-7細胞對阿霉素的耐受能力，該結(jié)論是通過激活NF-κB信號通路中P-糖蛋白的表達來實現(xiàn)。因此，TIPE3可能是乳腺癌治療中的新的靶點。Yonghua和Shi[21]發(fā)現(xiàn)卡夫唑米作為一種第二代蛋白酶體抑制劑，單用卡夫唑米對乳腺癌細胞有細胞毒性作用，并通過增強多柔比星(DOX)誘導(dǎo)的氨基末端激酶(JNK)磷酸化和抑制DOX誘導(dǎo)的IκBα降解而增強DOX誘導(dǎo)的細胞毒作用和凋亡。據(jù)研究其在體外對乳腺癌有較強的抗腫瘤作用，能降低乳腺癌細胞對DOX的耐受性。故可以推測卡夫唑米與DOX聯(lián)合應(yīng)用,能有較好的效果。

在基因方向上，AL和海因發(fā)現(xiàn)[22]Ras相關(guān)的C3肉毒素底物1(Rac 1)的抑制降低了細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2以及IκBα的磷酸化程度，從而降低了癌細胞中的抗凋亡蛋白以及骨髓細胞白血病蛋白l(Mcl-1蛋白)的產(chǎn)生。

3.2 在上調(diào)IκBα方面的研究

3.2.1 抑制乳腺癌細胞增殖侵襲

在藥物研究中，TO901317作為肝X受體(LXRs)的合成激動劑，對肝X受體α(LXRα)基因有很高的親和力。涂劍等人[23]通過對TO901317進行研究發(fā)現(xiàn)，TO901317可隨著濃度的增加上調(diào)LXRαmRNA的表達。同時，通過抑制NF-κBP65的表達，IκBα表達則相應(yīng)的上升，從而來對體外MCF-7細胞的侵襲和遷移發(fā)揮抑制作用。吳藹林[24]發(fā)現(xiàn)通過增加IκBα含量，飛燕草素(Dp)可以對MDA-MB-453細胞和BT-474細胞的增殖起到一定的抑制作用，其中40及80 μmol/L Dp處理效果尤為顯著?？巳R爾和Barbieux[25]發(fā)現(xiàn)DNA損傷結(jié)合蛋白(DDB2)通過誘導(dǎo)IκBα的轉(zhuǎn)錄而降低乳腺腫瘤的侵襲性。

在基因方向上，楊柳[26]發(fā)現(xiàn)可通過Metadherin(MTDH)沉默抑制NF-κB/IκBα通路活性，使IκBα的mRNA以及蛋白的含量有所上升，從而抑制MCF-7細胞增殖。

3.2.2 解除或緩解乳腺癌細胞治療耐受

在基因方向上，杜銳凱[27]發(fā)現(xiàn)，與正常乳腺組織相比，乳腺癌腫瘤組織中膜聯(lián)蛋白A3(ANXA3)的表達在mRNA和蛋白都有明顯的上升。通過增加IκBα的表達抑制ANXA3的表達從而來實現(xiàn)對NF-κB通路活動的抑制，從而引起間充質(zhì)-上皮樣轉(zhuǎn)化過程以及乳腺腫瘤的干細胞狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，進而導(dǎo)致該細胞的侵襲性下降以及分裂增殖能力上升。因此應(yīng)用降低ANXA3表達聯(lián)合阿霉素的方案對于乳腺癌的醫(yī)治將成為可能。

3.2.3 促進乳腺癌細胞凋亡

就基因方面而言，羅楊婧婷[11]發(fā)現(xiàn)長鏈非編碼RNA母系表達基因3能夠降低MCF-7細胞中B淋巴細胞瘤-2基因的表達，并通過抑制MCF-7細胞中IκBα的磷酸化和NF-κBP65、NF-κBP50的核轉(zhuǎn)位，增加Caspase-3在MCF-7細胞中的表達誘發(fā)細胞的凋亡。

3.3 在上調(diào)p-IκBα含量方面的研究

3.3.1 抑制乳腺癌細胞增殖侵襲

在藥物研究方面，韓翰[28]發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子相關(guān)誘導(dǎo)配體通過刺激轉(zhuǎn)錄因子IκBα的磷酸化水平、降低表皮生長因子受體的表達而抑制乳腺癌MDA-MB-231細胞的轉(zhuǎn)移能力。Lili,jiang[29]發(fā)現(xiàn)有絲分裂調(diào)節(jié)劑(PIMREG)與NF-κB的RER同源結(jié)構(gòu)域與IκBα相互競爭，通過干擾NF-κB/IκB-α負反饋環(huán)，促進NF-κB的核聚積以及轉(zhuǎn)錄活性，使NF-κB激活，能夠促進乳腺癌的侵襲性。因此將可能成為乳腺癌治療的新靶點。

在基因方面，Eun Hee和Han[30]發(fā)現(xiàn)AKCI通過調(diào)控p53/p21/CDC 2/cyclinB 1通路與IκBα的相互作用，Aurora激酶C(AURKC)在Ser32處磷酸化IκBα，間接誘導(dǎo)NF-κB活化，從而降低聚丙烯酸甲酯誘導(dǎo)的NF-κB的活化。使得MDA-MB-231細胞的轉(zhuǎn)移和侵襲受到明顯抑制，從而減少細胞株并抑制腫瘤生長。

4 結(jié) 論

IκBα具有抑制乳腺癌細胞增殖侵襲，解除或緩解乳腺癌細胞治療耐受，促進乳腺癌細胞凋亡的作用，IκBα可能成為乳腺癌通路治療中的靶點或指示分子。

5 展 望

IκBα為IκB(inhibitor of NF-κB)家族中九個成員之一，作為核因子kappab (NF-κB)的一種抑制蛋白，在各種細胞中均有存在。具有抑制NF-κB的活性的功能。此外，由于其分布廣泛且在NF-κB通路中發(fā)揮著呈遞信息等至關(guān)重要的作用。因此在IκB家族中對于IκBα的研究也是最為豐富的，尤其在腫瘤方向的研究近年來，腫瘤逐漸被人們所了解，且具有很高的死亡率，即便科研界對于部分腫瘤的研究有了一定的了解，但其中機制及其治療仍是公認的棘手問題。其中以乳腺癌最具有代表性，其發(fā)病人群廣泛，由于該疾病在發(fā)展過程中易發(fā)生增殖、轉(zhuǎn)移、侵襲甚至對于放化療具有一定的耐受性，故對于治療來說仍是較為棘手的。由于其分布廣泛且在NF-κB通路中發(fā)揮著呈遞信息等至關(guān)重要的作用，在通路中若IκBα發(fā)生含量上的變化或活性失調(diào)時，便可誘使NF-κB的活性改變，從而導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生。就此，IκBα可能成為乳腺癌通路治療中的靶點或指示分子。然而其更不僅在NF-κB通路中起作用，對于其他機制仍需進一步研究了解。