核因子κB在HBV相關性肝癌中的研究進展

楊春霞（綜述），楊微波（審校）

（昆明醫學院第一附屬醫院感染科，昆明 650032）

炎癥和腫瘤有聯系的觀點，是19世紀普魯士科學家現代病理學先驅Rudolph virchow因發現有白細胞存在于癌組織中而提出的［1］。但當時并沒有引起人們的重視。直到核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）等一些轉錄因子的發現，這個觀點才被廣為接受。從此以后NF-κB及p65等轉錄因子成為了研究炎癥與腫瘤關系的重要線索和熱點。

原發性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是人類最普遍的惡性腫瘤之一，在世界腫瘤致死率中居第三位［2］，每年我國就有11.2萬人死于肝癌，尋找肝癌的病因成為一項長期重要的任務。病毒性肝炎主要是乙型肝炎，目前被公認為是肝癌的主要致病原因。有資料顯示，全世界約有20億人受到HBV的感染并且有320 000人因此而死亡，其中30%～50%是由于HBV相關性肝癌所致［3］。HBV感染引起肝癌的過程中NF-κB異常激活，參與多向轉錄活性，調控免疫應答，炎性反應，細胞生長分化凋亡以及等基因的轉錄可能發揮了不可小視的作用，成為連接HBV與肝癌的重要橋梁。現就近年來NF-κB與HBV相關性肝癌關系的研究進展進行綜述。

1 NF-κB 及其激活

1.1 NF-κB的結構功能 NF的本質是蛋白質，它能與指某些基因上啟動子區固定核苷酸序列結合而啟動該基因轉錄。NF-κB于1986年由Sen和Baltimore首先報道，因能與B細胞免疫球蛋白κ鏈基因的κB序列（5'GGGACTTTCC3'）特異結合而得名［4］。在哺乳動物中，已發現NF-κB有五個家族成員:NF-κB1（p50/P105）、NF-κB2（p52/P100）、RelA（p65）、RelB和c-Rel。其中p105及p100分別為 p50和 p52的前體。NF-κB家族在肽鏈N末端都有一個約300個氨基酸組成的Rel同源區（relhomology domain，RHD），RHD可以分為靠近N端的DNA結合區，中間與其他二聚體結合的區域，C端的核定位信號區及前激肽釋放酶激活劑磷酸化區。RHD的功能主要是通過結合DNA、NF-κB的二聚化、核定向、易位以及與DNA或κB抑制蛋白（inhibitory-kappaB）結合，調節NF-κB在細胞內定位［5］。根據肽鏈C末端的不同，可將NF-κB家族成員分為兩類:RelA（P65）、RelB和C-Rel為一類，它們沒有前體，除有RHD外，還有一個以上轉錄活性區;NF-κB1（p50 及其前體 p105）和 NF-κB2（p52及其前體p100）為另一類。兩者的區別在于前者含有反式激活功能域，而后者沒有。

1.2 NF-κB 的開關——IκB 家族 NF-κB 的激活是通過其抑制因子IκB家族的開關作用實現的。IκB家族主要包括 IκBα、IκBβ、IκBγ/p150、IκBδ/p100、IκBβ、IκBε、p100/P105、Bcl-3 等成員。最近又發現一個新的成員——IκBζ。除了 Bcl-3 和 IκBζ定位于細胞核（其功能與其他成員不相同，在此不進一步敘述），其余成員均定位于細胞質，主要作用是活化NF-κB［6］。目前研究得最清楚、與 NF-κB 關系最為密切的是IκBα。IκBα由N端，中間5個錨蛋白的重復序列及C端組成，N端在信號刺激下發生磷酸化，從而活化NF-κB;中間錨蛋白部分是NF-κB的結合部位;C端為一四肽結構域，參與蛋白質的基礎轉換［7］。

IκBα 是如何開關 NF-κB 的呢?NF-κB 在沒有信號刺激的時候是以非活性的狀態與IκBα結合而貯存在細胞質中的。此時IκBα錨蛋白與NF-κB的RHD結合，屏蔽了NF-κB的C端的核定位信號，妨礙核定位，從而阻止NF-κB移入細胞核。當受到細胞內外各種刺激的時候，機體通過一系列反應引起IκBα 的磷酸化，泛素化，IκBα 被水解釋放。此時IκBα對NF-κB的抑制解除，C端的核定位信號暴露并介導NF-κB進入細胞核，與KB位點特異結合，從而參與調控轉錄過程。當完成轉錄功能后，IκBα促使NF-κB與DNA分離，并與之結合返回細胞質中。

2 HBV相關性肝癌中NF-κB的激活因素

2.1 HBx蛋白激活與 NF-κB 激活

2.1.1 HBx通過 Ras-raf-MAPK激酶等通路激活NF-κB NF-κB 可以由 Ras/Raf/有絲分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路（是一條可被廣泛激活的通路，它能將細胞外信號傳遞入細胞核內，引起細胞內特異蛋白的表達譜變化，從而影響細胞命運）或Akt/PKB通路的激活作用而活化，雖然乙肝病毒x蛋白（hepatitis B virus x protein，HBx）不可能直接與DNA結合，但HBx可以通過激活Ras-Raf-MAPK信號級聯反應激活NF-κB，或通過激活磷脂酰肌醇3激酶磷酸化Akt/PKB。Akt是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，它能介導IκB激酶上23位蘇氨酸的磷酸化。從而有效地抑制轉化生長因子引起的凋亡［8］，增加胞內TATA結合蛋白合成，誘導RNA多聚酶Ⅱ依賴的基因轉錄。降低細胞周期調控，誘導中心體高度擴增和有絲分裂畸變，抑制細胞凋亡，促進細胞轉化。使肝細胞在染色體水平發生改變，促進肝癌的發生。這些通路中，Ras-raf-MAPK是最重要，也是研究得最多的一個［9］。

2.1.2 HBx直接與NF-κB抑制因子結合 HBx蛋白是一種被乙型肝炎病毒編碼的多肽，在HBV感染過程中起十分重要的作用。HBx通過作用于NF-κB的抑制因子 IκBα 和 P105 而激活 NF-κB［10］。在IκBα 途經中，HBX 直接作用于 IκBα，IκBα 通過錨蛋白第六個重復序列 C-端的第249～253氨基酸與HBX結合。導致 IκBα-HBX復合物在細胞質的積累，從而阻斷IκBα與NF-κBDNA鏈的結合。在p105途經中，HBX間接減少 NF-κB1/p50的抑制因子p105。并且釋放被p105抑制因子掩蓋的p65/RelA蛋白。但HBX對減少細胞質中p105水平的作用是十分微弱的。作為NF-κB的前體及抑制因子，它對NF-κB的釋放是低應答的。進一步的研究發現，伴隨著腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor α，TNF-α）的合成，HBx通過阻止 IκBα-NF-κB-DNA 復合物的重新合成而誘導維持 NF-κB的激活［11］。活化的NF-κB可以通過轉錄激活靶基因細胞凋亡相關基因Bcl-2和凋亡抑制蛋白抑制凋亡，或者通過激活相關基因啟動子而調節多種蛋白的表達，在肝癌的發生中起到重要作用。

2.2 HBsAg、HBcAg，HBeAg 與 NF-κB 的激活 在不同的 HBV 感染狀態下，HBsAg、HBcAg、HBeAg可引起機體產生 HBsAb、HBcAb、HBeAb的不同 IgG亞型。HBcAg具有高度的免疫原性，它有一個獨一無二富含精氨酸的C羧基端，據此產生由核衣殼引起的免疫應答。感染HBV的患者有TNF-α水平的增高及 TNF-α受體的上調［12］。HBsAg及 HBeAg是否參與激活NF-κB尚未見報道。

2.3 炎性介質與NF-κB的正反饋放大機制 HBV感染過程中有多種炎性介質和炎性細胞的參與，炎性分子基因的轉錄主要NF-κB調控，而所產生的炎性介質如TNF-α、化學因子和白細胞介素（interleukin，IL）又可以激活NF-κB。如此反復循環，形成正反饋放大機制，通過NF-κB的抑制細胞凋亡，促進細胞轉化的作用進而選擇性促進癌前病變細胞的存活，致使肝細胞基因損傷不斷累積而向惡性表型轉化［13］。

3 NF-κB與HBV相關性肝癌的發生

3.1 NF-κB與肝細胞的增殖 細胞周期是單個細胞生長、分裂成兩個子細胞的過程，經歷G1（DNA合成前期）-S（DNA合成期）-G2（DNA合成后期）-M期（有絲分裂期）。由細胞周期素（cyclin）通過激活相應的細胞周期蛋白依賴激酶調節。cyclin除了激活細胞周期蛋白依賴激酶外，還參與細胞周期蛋白依賴激酶底物磷酸化環節和過程，從而推動細胞周期的前進，使細胞順利渡過G1/S、G2/M兩個轉變點。細胞周期中首先表達的是cyclin D，然后是cyclin E，進入S期以后cyclin E被降解，cyclin A開始表達，完成細胞的有絲分裂后cyclin及時被降解掉。整個過程有序地進行，保證了細胞的正常有絲分裂［14］。腫瘤的本質在于細胞周期調控紊亂，細胞呈現失控性生長和凋亡減少。cyclin異常表達是導致細胞周期調控機制受到破壞的主要原因之一。目前的研究發現NF-κB可以上調cyclin D1的表達，促使病變細胞G/S周期轉換，導致細胞周期調節失控，促進細胞的生長和增殖，在腫瘤的發生發展中起著至關重要的作用。有研究［15］發現，cyc1in D1在肝癌組的平均表達指數顯著高于肝硬化組和正常對照組，與NF-κB在胞核中的表達呈顯著正相關，提示NF-κB在肝細胞肝癌的發生中主要通過上調細胞增殖調控基因cyclin D1 實現的。Hinz等［16］也發現，cyclin D1 基因在肝癌細胞 HepG2中表達，并在 NF-κB活性被NF-κB圈套寡核苷酸抑制后表達下降，也證實了NF-κB與cyclin D1有明顯的相關性，是受 NF-κB 調控的基因。

3.2 NF-κB與肝細胞的凋亡 NF-κB可以通過抑制細胞凋亡而引起腫瘤。細胞凋亡同細胞增殖等生理過程一樣，對于維持機體內部穩態十分重要。凋亡的缺陷從多個方面將導致腫瘤的發生和進展。NF-κB通過上調編碼抗凋亡因子從轉錄水平抑制細胞凋亡。這樣的凋亡抑制物目前有三類。第一類是位于NF-κB基因下游的Bcl-2基因家族成員，主要包括Bcl-xL和Bfl1/A1，有抑制具有促凋亡作用的細胞色素C和Samac/Dialo從線粒體釋放的作用，從而抑制細胞凋亡。第二類是細胞內的抑制凋亡的蛋白質，包括細胞凋亡蛋白抑制物、TNF受體結合因子和細胞型含死亡域的Fas結合蛋白樣白介素1β轉換酶抑制蛋白以及鋅指蛋白 A20。它們能夠抑制由TNF-α、死亡受體、抗癌藥物等引起的細胞死亡。第三類是連鎖凋亡抑制蛋白，能夠抑制caspase-9酶原的加工以及抑制caspase-7、caspase-3、DNA損傷修復基因45β等參與細胞周期和修復的重要分子的活性［17］。另外，NF-κB 促使抑癌基因 c-myc的激活。近年來發現的新的凋亡抑制蛋白有Livin基因、Gadd45γ蛋白。這些抗凋亡因子又會通過級聯信號轉導持續地激活NF-κB，使肝細胞抗凋亡不斷增殖。這幾類凋亡抑制蛋白是相互協調，互相作用的，并不是各自獨立存在。

4 NF-κB與HBV相關性肝癌的發展

4.1 NF-κB與肝癌的侵襲、轉移及復發 肝癌的侵襲，轉移及復發是復雜的過程，包括細胞的增殖、分離，間質的溶解，細胞的遷移和遠處轉移。如前所述，NF-κB與炎性介質是相互作用的，在腫瘤的侵襲與轉移中兩者亦密不可分。肝細胞生長因子通過誘導NF-κB的目標基因基質金屬蛋白酶9和尿激酶型纖溶酶原激活物而增加HepG2細胞的侵襲力。這一證據和NF-κB調節IL-6、IL-8和血管內皮生長因子等前血管原和前轉移的基因的表達的觀點，促使研究者們去研究NF-κB在肝癌發展中所扮演角色的更多細節。Futakuchi等［18］用一個在體的轉移模型，發現NF-κB被抑制后，血管內皮生長因子和血管細胞黏附分子基因表達受到抑制，鼠HCC的肺轉移被抑制。而通過特殊的 NF-κB抑制因子的應用，NF-κB在肝癌發展中的作用得到了進一步的闡明。Abiru等［19］發現用阿司匹林和NS-398通過下調基質金屬蛋白酶9基因的表達致使肝細胞生長因子誘導的HepG2的侵襲力抑制。

4.2 NF-κB與HCC耐藥 肝癌細胞對許多抗癌藥物易產生耐藥性，多藥耐藥是腫瘤化療失敗的主要原因。P糖蛋白（permeability glycoprotein，P-gp）的高表達是限制許多人類腫瘤細胞對化療藥物敏感的關鍵因素之一。P-gp可將藥物由細胞內泵出到細胞外，導致細胞內的藥物濃度下降，從而使作用到靶點的藥物減少，產生多藥耐藥現象。鄔林泉等［20］證實了NF-κB和P-gp的表達呈正相關，提示多藥耐藥有可能是NF-κB下游基因之一，在NF-κB的調節激活轉錄下，過度表達P-gp進而引起HCC細胞多藥耐藥。

5 展望

目前大量的研究證明，HBV感染是引起原發性肝癌的主要原因，其致癌機制復雜。而NF-κB的發現，在炎癥和腫瘤之間搭起了一座橋梁。HBV通過自身直接或者間接引起NF-κB的激活，NF-κB又作用于致癌因子，從而引發腫瘤。但這種相互作用不是單向的，而是級聯放大的負反饋。NF-κB不僅參與肝癌的發生發展，還與化療藥物耐藥有關，所以NF-κB在HBV感染引起的肝癌中的作用至關重要。但疾病的發生是通過人體錯綜復雜的網絡實現的，隨著對NF-κB的研究的深入，相信通過阻斷NF-κB這一連接乙型肝炎與原發性肝癌的橋梁，將為人們開創HCC治療的新途徑。

［1］Vainer GW，Pikarsky E，Ben-Neriah Y.Contradictory functions of NF-KB in liver physiology and cancer［J］.Cancer Lett，2008，267（2）:182-188.

［2］Karin M，Greten FR.NF-κB:linking inflammation and immunity to cancer development and progresssion［J］.Nature Rev Immunol，2005，5（10）:749-759.

［3］趙國雄，劉麗娟，龔紅云，等.乙型肝炎病毒誘導肝細胞癌發病機制的研究進展［J］.中國藥事，2009，23（10）:1015-1018.

［4］Robinson SM，Mann DA.Role of nuclear factor κB in liver health and disease［J］.Clin Sci，2010，118（12）:691-705.

［5］Majdalawieh A，Ro HS.Regulation of IκBα Function and NF-κB signaling:AEBP1 is a n1ovel proinflammatory mediator in macrophages［J］.Med Inflam，2010，12（7）:2-7.

［6］徐勤.核因子-κB在肝纖維化中作用的研究進展［J］.國際病毒學雜志，2006，13（6）:167-169.

［7］崔嵩，劉學峰，吳斌.NF-κB在腫瘤中的研究進展［J］.現代腫瘤醫學，2009，17（1）:134-137.

［8］彭玉蓮.乙型肝炎病毒X蛋白與肝細胞癌［J］.實用醫學雜志，2008，14（14）:2536-2538.

［9］Feng Z，Qi W，Li Y，et al.Hepatitis B virus X protein upregulates expression of calpain small subunit 1 via nuclear facter κ-B/p65 in hepatoma cells［J］.J Med Virol，2010，82（8）:920-928.

［10］Guan YS，He Q，Wang MQ，et al.Nuclear factor kappa B and hepatitis viruses［J］.Expert Opin Ther Targets，2008，12（3）:265-280.

［11］Weill R，Sirma H，Giannini C，et al.Direct association and nuclear import of the hepatitis B virus X protein with the NF-kappaB inhibitor IkappaBalpha［J］.Mol Cell Biol，1999，19（9）:6345-6354.

［12］Cooper A，Tal G，Lider O.Cytokine induction by the hepatitis B virus capsid in macrophages is facilitated by membrane heparin sulfate and involves TLR2 ［J］.Immunol，2005，175（5）:3165-3176.

［13］王以浪，姚登福，吳瑋，等.肝癌組織核因子-KB表達與HBV復制及其臨床病例學特征［J］.世界華人消化雜志，2009，17（3）:265-269.

［14］Wang T，Wang Y，Wu MC，et al.Activating mechanism of transcriptor NF-Kappa B regulated by hepatitis B virus X protein inhepato-cellular carcinoma［J］.World J Gastroenterol，2004，10（3）:356-360.

［15］Fabregat I，Roncero C，Fernández M.Survival and apoptosis:a dysregulated balanee in live cancer［J］.Liver International，2007，27（2）:155-162.

［16］Hinz M，Krappmann D，Eichten A，et al.NF-kappaB function in growth control:regulation of cyclin D1 expression and G0/G1-to-S-phase transition［J］.Mol Cell Biol，1999，19（4）:2690-2698.

［17］王文舉，李鴻鈞，孫茂盛.NF-κB與持久炎癥及腫瘤發生關系［J］.生命的化學，2007，27（3）:197-199.

［18］Futakuchi M，Ogawa K，Tamano S，et al.Suppression of metastasis by nuclear factor kappaB inhibitors in an in vivo lung metastasis model of chemically induced hepatocellular carcinoma［J］.Cancer Sci，2004，95（1）:18-24.

［19］Abiru S，Nakao K，Ichikawa T，et al.Aspirin and NS-398 inhibit heaptocyte growth factor-induced invasiveness of human hepatoma cell［J］.Hepatology，2002，35（5）:1117-1124.

［20］鄔林泉，戈華平，羅志強，等.NF-KB與P-gP在肝細胞肝癌組織中的表達［J］.中華肝膽外科雜志，2007，13（5）:314-316.