核因子κB抑制劑對腫瘤化療、免疫治療增敏及抑制轉移作用研究進展*

賈 強 孟召偉 譚 建

在腫瘤的治療過程中，耐藥、復發及轉移等情況的發生是很常見、也是很棘手的問題，目前有關癌細胞發生這些變化的分子機制研究是國際上的熱點和前沿。近些年，以Van Waes等[1]和Karin等[2]為代表的很多研究證實了核因子κB（NF-κB）所調控的基因在癌細胞增殖、浸潤、新生血管形成、耐藥、轉移等多個方面都起到了重要的作用，而使用NF-κB抑制劑可以有效地抑制癌細胞的增殖，增加癌細胞對化學、免疫治療的敏感性，并且可以產生抑制癌細胞轉移的作用。筆者通過綜述NF-κB的結構、功能以及1種具有代表性的NF-κB抑制劑DHMEQ在腫瘤化療增敏、免疫治療增敏以及抑制轉移等方面的研究進展，論證NF-κB與腫瘤的關系以及NF-κB抑制劑在腫瘤治療中的意義。

1 NF-κB的結構、信號傳導通路和功能

NF-κB主要由5個成員組成，分別是NF-κB1（又稱p50）、NF-κB2（又稱 p52）、c-Rel、Rel A（又稱 p65）和 Rel B，NF-κB主要以二聚體的形式存在。NF-κB在未被激活的時候被NF-κB抑制子（IκB）所封閉，并存在于細胞漿內。在激活因素的作用下，IκB 激酶（IκB kinase，IKK）被激活，進而水解IκB，活化的NF-κB進入細胞核，對其所調控的基因產生作用。NF-κB的信號傳導通路有經典和非經典通路2條。

NF-κB是一種轉錄因子，其調控的基因產物與腫瘤的發生發展和凋亡的關系非常密切，例如：Van Waes等[1]和Karin等[2]報道的白介素（IL）-1、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、腫瘤壞死因子（TNF）-α以及干擾素（INF）-γ等細胞因子，凋亡蛋白抑制因子（inhibitor of apoptosis proteins，IAPs）、survivin、XIAP、c-FLIP、TRAF以及Bcl-xL等凋亡途徑中的關鍵因子；Baritaki等[3]報道的死亡受體（death receptor，DR）5；Beach 等[4]報道的Snail以及E-cadherin等與癌細胞轉移相關的因子，E-selectin、ICAM-1、VCAM-1等細胞間黏附分子和MHC蛋白等。總之，上述因子影響NF-κB表達，惡性腫瘤NF-κB的高表達又是癌細胞逃避凋亡的重要機制，因此對NF-κB的抑制無疑可以起到抗腫瘤的作用。

2 NF-κB 與癌細胞化療耐藥和免疫治療耐藥

癌細胞的顯著特點就是具有異乎尋常的增殖能力，可以無限制地自我復制、逃避凋亡、向周圍浸潤和遠處轉移等。MacKenzie等[5]證實對癌細胞的化學治療，如順鉑、紫杉醇、依托泊甙、長春新堿等大多是通過阻止癌細胞增殖、誘導癌細胞凋亡來達到治療目的。免疫治療包括腫瘤細胞特異細胞免疫、抗腫瘤體液免疫、自身免疫激活等多種方法，目前認為腫瘤的免疫治療特異性很高、不良反應小，且大多可以開發自身免疫系統的潛能。Wu等[6]證實免疫治療腫瘤同樣是通過誘導癌細胞凋亡來實現治療目的。例如，Wu等[6]指出，毒性T淋巴細胞所介導的腫瘤免疫治療有2個機制：其一，毒性T淋巴細胞識別癌細胞上的MHC蛋白并與之結合，結合后的毒性T淋巴細胞釋放granzymes和perforin，兩者作用于癌細胞誘導其產生凋亡；其二，毒性T淋巴細胞有FasL和TRAIL（tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand）的表達，兩者分別與癌細胞上所表達的Fas和DR5相結合，通過依賴Fas-FasL通路和DR5-TRAIL通路誘導癌細胞凋亡。此外，Dalle等[7]證實目前已經開發成功的bevacizumab（VEGF抗體）、cetuximab（EGFR 抗體）和 panitumumab（EGFR 抗體）等免疫抗體已經可以有效地治療直結腸癌等惡性腫瘤，而這些免疫抗體通過抗體依賴細胞介導的細胞毒作用、細胞依賴的細胞毒作用等誘導的細胞凋亡來實現治療目的的。

癌細胞的耐藥機制主要是干擾和打亂化療和免疫治療所誘導的凋亡途徑，使其對誘導凋亡的刺激不再敏感。NF-κB與癌細胞化療耐藥關系十分密切，因為高活性的NF-κB可以促進凋亡拮抗因子 （如 Bcl-xL、Bcl-2、Mcl-1、IAPs、FLIP、A1/Bfl-1、TRAF等）的大量生成，產生耐藥。Katsman等[8]和Adams等[9]都證實Bcl-xL、Bcl-2是Bcl-2家族中拮抗凋亡的成員，它們會阻礙線粒體釋放細胞色素C這個過程，從而抑制凋亡瀑布的發生；而FLIP和IAPs會對Caspase產生特異性很強的抑制，從而也可以抑制凋亡。癌細胞的免疫治療耐藥比較復雜，Cretney 等[10]和 Baritaki等[11]都提出，NF-κB可以通過作用于癌細胞內的轉錄因子YY1（Yin Yang1）來下調Fas的表達，從而使得依賴Fas-FasL通路的抗腫瘤細胞毒性T淋巴細胞的免疫治療失效、不能再使癌細胞產生凋亡；另一方面，NF-κB還可以通過作用于YY1來下調DR5的表達，從而使得依賴DR5-TRAIL通路的抗腫瘤細胞毒性T淋巴細胞的免疫治療失效、不能再使癌細胞產生凋亡。

3 NF-κB抑制劑DHMEQ對腫瘤化療、免疫治療增敏以及抑制轉移的作用

NF-κB在免疫調節、炎癥反應、凋亡和腫瘤發生過程中的作用已經比較明確，因此，很多研究正在致力于開發高效的NF-κB 抑制劑。Van Waes[1]、Karin[2]和 Sethi等[12]的研究均證實，對NF-κB的抑制可以通過抑制其信號傳導通路上的多個環節來實現，例如：可以作用在IKK、蛋白水解酶體、NF-κB向核內的轉運過程、NF-κB與DNA的結合、NF-κB的翻譯等關鍵步驟上。

很多臨床常用的藥物，如阿司匹林、腎上腺皮質激素、布洛芬、柳氮磺胺吡啶等都被發現對NF-κB有一定的抑制作用。很多能夠起到降低動脈硬化、癌癥或神經系統退行性疾病發病危險性的膳食補充劑，如黃酮類化合物、curcumin、parthenolide等預防疾病的原理都與這些食物能夠影響NF-κB信號傳導通路有關。另外還有一類小分子NF-κB抑制劑，例如 DHMEQ、panepoxydone和 cycloepoxydon，它們都有著cyclohexylepoxydone的基本結構。Katsman等[8]和Yamamoto等[13]的報道證實DHMEQ具有很強的抑制NF-κB向細胞核內轉運的功能，并且可以和p50、p65、c-Rel和Rel B上的半胱氨酸結合導致NF-κB失活，而panepoxydone和cycloepoxydon的作用機制是抑制IKK。

3.1 DHMEQ有腫瘤化療增敏的作用 簡單地說，治療增敏是指一種物質的作用可以調整并降低癌細胞對另一種物質（如化療藥物或免疫治療抗體）所誘導凋亡的閾值，而癌細胞內NF-κB途徑的激活對凋亡途徑中拮抗調節的過程發揮了十分重要的作用，是癌細胞化療耐藥和免疫治療耐藥的關鍵改變。因此，對NF-κB的抑制會降低癌細胞抵抗凋亡的能力、降低凋亡的閾值，最終達到治療增敏的目的。DHMEQ作為非常有代表性的一種NF-κB抑制劑，在降低癌細胞耐藥中所發揮的作用很好地說明了這個問題。

在前期工作中，筆者進行了聯合DHMEQ和紫杉烷類化療藥物治療未分化甲狀腺癌（anaplastic cancer cell，ATC）的研究，結果表明在ATC細胞化療耐藥產生過程中存在著NF-κB誘導機制，根據該機制將分子靶向性強的NF-κB抑制劑與紫杉烷類化療藥物進行聯合，可以通過抑制NF-κB有效地降低癌細胞對抗凋亡的閾值[14-15]，因此，在聯合治療時不僅可以增加癌細胞對化療藥物的敏感性、降低化療藥物的使用劑量，也可以獲得協同的療效。日本慶應大學的研究小組在這方面做了大量的科研工作。Jazirehi等[16]和Vega等[17]分別對非何杰金淋巴瘤細胞和利妥昔單抗耐藥型非何杰金淋巴瘤癌細胞的化療研究中使用了DHMEQ，結果顯示NF-κB抑制劑有使紫杉醇、阿霉素、順鉑、長春新堿和依托泊苷等化療藥增敏的效果。

3.2 DHMEQ在腫瘤免疫治療增敏中的作用 Baritaki等[3,11]Katsman等[8]和Cretney等[10]均提出了DHMEQ對腫瘤免疫治療增敏的機制，首先DHMEQ抑制NF-κB向核內的轉運，進而通過下調NF-κB所調控的因子YY1來降低對DR5和Fas表達的抑制，從而使得DR5和Fas表達水平增高，因此增加了依賴DR5-TRAIL通路和Fas-FasL通路的抗腫瘤免疫治療的效果和敏感性。例如，Baritaki等[3,11]通過對前列腺癌模型的研究，證明DHMEQ使得免疫治療增敏的機制就是通過抑制NF-κB而抑制轉錄因子YY1，進而增加DR5和Fas的表達量，最終使得癌細胞對依賴DR5-TRAIL通路和Fas-FasL通路的免疫治療增敏。

實際上，因為針對癌細胞的化療和免疫治療都是通過誘導癌細胞的凋亡來達到治療目的的，所以兩種治療方法之間還存在著交叉耐藥的現象，即癌細胞對化療或免疫治療中的一種耐藥會導致對另一種也耐藥。為了克服這個難題，對干擾凋亡途徑的重要因子和關鍵傳導通路的抑制成為了研究的重點，Katsman等[8]證實對NF-κB的抑制可以實現對化療和免疫治療有效的增敏。

3.3 DHMEQ在抑制腫瘤轉移的作用 癌細胞的轉移過程復雜，首先會出現位置固定的有極性的上皮細胞向有游走能力的間充質細胞的轉化過程，Yang等[18]報道指出這個過程依賴于NF-κB通路和TGF-β通路所誘導增高的Snail、Slug和SIP1等，在這些增高的細胞因子的抑制作用下，癌細胞會失去上皮細胞的特征性膜蛋白E-cadherin等的表達而從原位上脫落并獲得游走能力。Katsman等[8]的研究顯示有轉移能力的癌細胞穿透血管壁進入血液循環的機制和在NF-κB調節下明顯增高的ICAM-1、ECAM-1和VCAM-1活性有關；癌細胞對鄰近組織或遠處轉移組織的侵襲性是依靠NF-κB調節增高的基質金屬蛋白酶（MMP）和尿激酶型纖溶酶原激活劑（uPA）等來實現的。此外，Li等[19]還提出Raf-1 kinase inhibitor protein（RKIP）的增高是抑制癌細胞轉移的重要機制，RKIP可以直接作用并抑制Raf-1-MEK1/2和NF-κB通路中的IKK，因此RKIP是細胞內控制NF-κB活性的重要機制，而受到高活性NF-κB調節增高的Snail會反過來抑制RKIP的表達和功能，因此一般惡性程度較高的癌細胞內RKIP的表達都很低。

Katsman等[8]的研究表明，在DHMEQ對NF-κB的抑制作用下Snail水平會降低，進而可以避免對E-cadherin的抑制，而增高表達的E-cadherin會使上皮細胞向充質細胞的轉化過程受阻，從而自癌細胞發生轉移的第一步便產生了抑制效果。DHMEQ還可以通過抑制NF-κB明顯增加癌細胞內RKIP的表達，來達到抑制癌細胞轉移的效果。RKIP活性的增高還會通過抑制YY1來增加DR5的表達，使得依賴DR5-TRAIL通路的抗腫瘤免疫治療更加敏感有效。

本文以一個高效的NF-κB抑制劑DHMEQ作為代表，通過對近3年相關文獻的回顧總結，說明在惡性腫瘤的治療中，聯合應用NF-κB抑制劑可以有效地增加化療和免疫治療的敏感性，并且可以實現抑制癌細胞轉移的作用。

[1] Van Waes C.Nuclear factor-kappaB in development,prevention,and therapy of cancer[J].Clin Cancer Res,2007,13(4):1076-1082.

[2] Karin M.Nuclear factor-kappaB in cancer development and progression[J].Nature,2006,441(7092):431-436.

[3] Baritaki S,Huerta-Yepez S,Sakai T,et al.Chemotherapeutic drugs sensitize cancer cells to TRAIL-mediated apoptosis:up-regulation of DR5 and inhibition of Yin Yang 1 [J].Mol Cancer Ther,2007,6(4):1387-1399.

[4] Beach S,Tang H,Park S,et al.Snail is a repressor of RKIP transcription in metastatic prostate cancer cells[J].Oncogene,2008,27(15):2243-2248.

[5] MacKenzie SH,Clark AC.Targeting cell death in tumors by activating caspases[J].Curr Cancer Drug Targets,2008,8(2):98-109.

[6] Wu AA,Niparko KJ,Pai SI.Immunotherapy for head and neck cancer[J].J Biomed Sci,2008,15(3):275-289.

[7] Dalle S,Thieblemont C,Thomas L,et al.Monoclonal antibodies in clinical oncology[J].Anticancer Agents Med Chem,2008,8(5):523-532.

[8] Katsman A,Umezawa K,Bonavida B.Chemosensitization and immunosensitization of resistant cancer cells to apoptosis and inhibition of metastasis by the specific NF-kappaB inhibitor DHMEQ[J].Curr Pharm Design,2009,15(7):792-808.

[9] Adams JM,Cory S.Bcl-2-regulated apoptosis:mechanism and therapeutic potential[J].Curr Opin Immunol,2007,19(5):488-496.

[10]Cretney E,Takeda K,Smyth MJ.Cancer:novel therapeutic strategies that exploit the TNF-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)/TRAIL receptor pathway[J].Int J Biochem Cell Biol,2007,39(2):280-286.

[11]Baritaki S,Suzuki E,Umezawa K,et al.Inhibition of Yin Yang 1-dependent repressor activity of DR5 transcription and expression by the novel proteasome inhibitor NPI-0052 contributes to its TRAIL-enhanced apoptosis in cancer cells[J].J Immunol,2008,180(9):6199-6210.

[12]Sethi G,Sung B,Aggarwal BB.Nuclear factor-kappaB activation:from bench to bedside[J].Exp Biol Med(Maywood),2008,233(1):21-31.

[13]Yamamoto M,Horie R,Takeiri M,et al.Inactivation of NF-kappaB components by covalent binding o(-)dehydroxymethylepoxyquin omicin to specific cysteine residues[J].J Med Chem,2008,51(18):5780-5788.

[14]Meng Z,Mitsutake N,Nakashima M,et al.Dehydroxymethylepoxyquinomicin,a novel nuclear Factor-kappaB inhibitor,enhances antitumor activity of taxanes in anaplastic thyroid cancer cells[J].Endocrinology,2008,149(11):5357-5365.

[15]孟召偉,董峰,譚建.NF-κB抑制劑與紫杉烷聯合靶向性化療在未分化甲狀腺癌的研究[J].天津醫藥,2009,37(9):730-733.

[16]Jazirehi AR,Vega MI,Bonavida B.Development of rituximab-resistant lymphoma clones with altered cell signaling and cross-resistance to chemotherapy[J].Cancer Res,2007,67(3):1270-1281.

[17]Vega MI,Jazirehi AR,Huerta-Yepez S,et al.The NF-kB inhibitors(bortezomib and DHMEQ)sensitize rituximab-resistant AIDSBNHL[J].Leukemia Lymphoma,2008，49(10):1982-1994.

[18]Yang J,Weinberg RA.Epithelial-mesenchymal transition:at the crossroads of development and tumor metastasis[J].Dev Cell,2008,14(6):818-829.

[19]Li HZ,Wang Y,Gao Y,et al.Effects of raf kinase inhibitor protein expression on metastasis and progression of human epithelial ovarian cancer[J].Mol Cancer Res,2008,6(6):917-928.