核因子-κB在動脈粥樣硬化中的作用及中醫藥防治進展

生書萌，霍清萍

(1.上海市第六人民醫院，上海 200233；2.上海中醫藥大學，上海 201203)

核因子-κB在動脈粥樣硬化中的作用及中醫藥防治進展

生書萌1，2，霍清萍1

(1.上海市第六人民醫院，上海 200233；2.上海中醫藥大學，上海 201203)

NF-κB；動脈粥樣硬化；機制；中醫藥防治

動脈粥樣樣硬化(atherosclerosis，AS) 可引起一系列的心腦血管病變，嚴重危害人類健康，其病變主要累及大中型動脈，脂質沉積于動脈內膜，內膜纖維化、鈣化形成粥樣斑塊，致管壁變硬、管腔狹窄，使體內重要器官缺血，功能障礙以至機體死亡。核因子-κB(nuclear factor-kappaB，NF-κB)是一種具有調控多項基因轉錄作用的轉錄因子，參與炎癥反應和免疫應答、細胞增殖及凋亡的調控。研究表明，NF-κB在AS發生、發展過程中有著重要作用：從早期脂質活化、內皮損傷，到最終斑塊形成、破裂，炎性反應參與了動脈粥樣硬化形成發展的全過程；并且與AS斑塊形成過程中的炎癥反應的相關基因多為NF-κB的靶基因，由NF-κB信號通路調控其轉錄表達[1]。現將NF-κB在動脈粥樣硬化中的作用作一綜述。

1 NF-κB概述

1986年Sen等[2]首次在成熟B細胞、漿細胞中發現一種能夠和免疫球蛋白κ輕鏈基因的增強子B點特異結合，并能促進κ基因表達的核蛋白因子，稱之為NF-κB。NF-κB廣泛存在于真核生物中，是一個由復雜的多肽亞單位組成的蛋白家族——NF-κB/Rel家族。

NF-κB/Rel家族成員主要包括:RelA(p65)、RelB、C-Rel、NF-κB1(p50)及NF-κB2(p52)[3]，Rel家族蛋白的特征是其N末端都含有一個約300個氨基酸組成的Rel同源區(Rel ho-mology domain，RHD)，該區是DNA結合功能域、κB抑制蛋白(inhibitory κB，IκB)結合區及核定位信號區域(nuclear location signal,NLS)。NF-κB的活化形式為二聚體,NF-κB家族成員間可相互形成同源或異源二聚體,不同的NF-κB/Rel蛋白二聚體具有各自獨有的特性,可識別不同的DNA靶目標。其中,在細胞中發揮主要生理作用且最豐富的二聚體是p50-p65 異源二聚體,故通常一般將NF-κB定義為p50/p65異源二聚體。

IκB抑制蛋白是NF-κB的主要調控抑制蛋白。IκB家族包括IκB-γ、IκB-δ、IκB-α、IκB-β、IκB-ε、Bcl3和Cactus等成員。IκBs多存在于細胞漿中，與p50-p65 異源二聚體具有高親和力，能特異性的識別NF-κB的氨基酸殘基，與其結合形成NF-κB/IκB三聚體復合物，掩蓋NF-κB核定位序列(NLS)，從而整個復合物以無活性形式存在于胞漿中，阻止NF-κB進入細胞核中，NF-κB與目的基因啟動子區域的特定序列無法結合，調節基因轉錄的功能受到抑制。見圖1。

Ⅰ組蛋白：包括NF-κB1(p50)和NF-κB2(p52)，分別有前體蛋白p105和p100經蛋白酶降解產生(p105和p100還分別產生IκBγ和IκBδ)；Ⅱ組蛋白：包括RelA(p65)、RelB和C-Rel；IκB蛋白包括IκB-γ，IκB-δ，IκB-α，IκB-β，IκB-ε。IκB蛋白與NF-κB二聚體可形成三聚體，蛋白前體可與任何NF-κB/Rel蛋白形成二聚體。

圖1 NF-κB蛋白

靜息狀態下，NF-κB以無活性的狀態穩定地存在于細胞胞漿內，不具有調節NF-κB基因轉錄的能力[4]。NF-κB激活主要通過IκB-α的降解實現。IκB激酶(IκB kinase,IKK)，作為NF-κB信號轉導途徑與“環境”聯系的紐帶，可與NF-κB激活信號直接作用并被激活。活化的IKK將誘導IκB磷酸化的發生，繼而達到激活NF-κB的目的。

當細胞受到刺激(如炎性細胞因子、氧化劑、脂多糖、病毒、磷脂等)，NF-κB誘導激酶(NF-κB-inducing kinase,NIK)激活，隨之IKK活化，催化IκB磷酸化，在泛素、蛋白酶體作用下，IκB降解并從三聚體上解離，p50蛋白的核定位信號暴露,從而釋放并活化NF-κB，NF-κB蛋白隨即移位進入細胞核，入核的NF-κB與靶基因上的κB位點發生特異性結合，啟動基因轉錄，誘導靶基因mRNA的合成，從而促進相關基因的轉錄、表達[5-6]。IκB基因的啟動子包含NF-κB結合位點，活化的NF-κB啟動IκB的基因轉錄，合成新的IκB，新的IκB與NF-κB二聚體再次結合，使NF-κB通路失活，重新回到胞質中。這樣IκB通過自身負反饋調節形成了NF-κB/ IκB系統的自動調節機制，保證了NF-κB活化的短暫性，使激活的細胞能迅速回到靜息狀態，以維持細胞的自身穩定[7-8]。見圖2。

圖2 NF-κB信號通路激活示意圖

2 NF-κB與AS

動脈粥樣硬化是發生在大、中動脈的一種緩慢進展的炎性疾病，它的特征是巨噬細胞源性泡沫細胞在血管壁聚集，伴隨著一系列細胞因子、生長因子和化學因子的產生，促使血管壁脂質沉積、脂紋形成和纖維組織損傷，最終導致斑塊形成，管腔狹窄。NF-κB是細胞因子、黏附分子和生長因子之間重要的聯絡因子，在AS形成中起重要作用[9-10]，可促使硬化斑塊形成、生長和破裂，最終導致心臟病和腦卒中等危重疾病的發生。研究發現，在動脈粥樣硬化斑塊組織內的內皮細胞、平滑肌細胞和巨噬細胞中存在大量明顯處于激活狀態的NF-κB因子，而正常血管壁組織內僅檢測到極微量或沒有活性的NF-κB，證實NF-κB參與了AS的形成，在AS的發生、發展過程中起重要作用[11-12]。

2.1 NF-κB與炎癥反應 在AS早期階段，多種刺激因素(高血壓、肥胖、感染等)長期作用于血管壁，誘發動脈壁脂質聚集部位的炎癥反應[13]。長期慢性炎癥可刺激內膜增生，平滑肌增殖、移動，在血管局部形成損傷并產生各種細胞因子(如INF-α、IL-6)，使血管內皮的通透性及黏附性增加、誘導基質的降解等，引起細胞黏附，生成脂質斑塊，促進AS病變發生、發展。炎癥反應還可使斑塊表面纖維帽變薄,削弱了斑塊纖維帽的穩定性，促進斑塊不穩定性發展，最終導致斑塊破裂，血栓形成。

細胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)，P/E-選擇素，血管黏附分子-1(vascular adhesion molecule-1，VCAM-1)，干擾素(interferon，INF)，白介素(interleukin，IL)-1、IL-6、IL-8)，腫瘤殺傷因子-α(tumor-killing factor -α，TNF-α)等在AS的炎癥過程中起重要作用，這些基因的啟動子或增強子中存在一個或多個κB序列，其活化受到NF-κB的調控[14-16]。NF-κB激活后，將導致炎癥因子過度表達，引起明顯的炎癥反應[17]。

細胞靜息狀態時，NF-κB以無活性的形式存在，炎癥因子和細胞因子的產生和釋放增多，能促使IκB-α降解，又進一步使NF-κB激活，如此循環反復，導致最初炎癥信號不斷放大，甚至導致炎癥反應失控。由此可見，NF-κB能激活、調控炎癥及其相關因子的表達，再通過炎癥因子之間的連鎖放大效應使動脈粥樣硬化病變程度加劇。

綜上所述，NF-κB可通過調控炎性因子的產生，進而調節白細胞的聚集、泡沫細胞形成以及AS斑塊的穩定性，參與促進動脈粥樣硬化的形成發展。

2.2 NF-κB與內皮細胞損傷、凋亡 動脈壁血管內皮細胞的損傷、凋亡是目前公認的AS形成的始發步驟。氧化型低密度脂蛋白(oxidized low densitylipoprotein,oxLDL)、ROS(reactive oxygen species)、血管緊張素Ⅱ(Angiotensin，Ang Ⅱ)、葡萄糖、致炎細胞因子都被證明能是內皮細胞損傷，誘導內皮細胞凋亡；相反，雌激素、一氧化氮(Nitric oxide，NO)、抗氧化劑等因素有抗AS作用，均能阻止細胞凋亡。

血管內膜損傷引起內皮細胞凋亡，內皮細胞凋亡可以通過內皮細胞數量減少而使單層內皮通透性增加，這種內皮完整性的破壞促進脂質遷移和沉積，單核細胞和平滑肌細胞遷移至內膜，進一步損傷血管和促進斑塊形成。同時，浸潤的白細胞分泌的生長因子和細胞因子也影響平滑肌細胞增殖。

當內皮細胞在受到各種刺激因素的長期作用，細胞損傷，引起內皮細胞凋亡，減少內皮細胞數量，增加單層內皮的通透性，破壞內皮細胞的完整性，內皮細胞發生過度凋亡而導致內皮細胞功能障礙，促進脂質遷移和沉積，單核細胞和平滑肌細胞遷移至內膜，沉積于動脈壁，從而引起巨噬細胞聚集、脂質沉積、血小板黏附、VSMC增生，炎性反應的發生和脂紋的形成，進一步損傷血管和促使AS斑塊形成[18]。內皮細胞的凋亡在AS的發展過程中又可以減弱粥樣斑塊的穩定性，甚至促使斑塊破裂，繼發斑塊內血栓形成，加快AS病情的發展。同時當內皮細胞凋亡增加時，血管內抗凝物質的表達降低，內皮細胞凋亡活躍處血小板激活、聚集，導致血液呈高凝狀態。平滑肌細胞、巨噬細胞在血液高凝狀態中更易增殖，誘發AS發生發展。因此，內皮細胞的完整性對于AS的發生、發展起著非常重要的作用。

內皮細胞受損后NF-κB被激活，NF-κB通過調控細胞黏附分子、單核細胞趨化因子的表達而參與了單核細胞浸潤與遷移的全過程。研究發現，小鼠動脈內皮在被球囊損傷6 h后，平滑肌細胞內NF-κB即可見明顯活化，3 d后回到基礎水平；3 d后ICAM-1方才出現顯著表達，表明內皮受損后，NF-κB激活在先，細胞黏附分子表達增強在后，細胞黏附分子的表達受到NF-κB表達的影響[19]。因此認為NF-κB是AS發生的始動機制之一。

3 中醫藥干預NF-κB治療動脈粥樣硬化

NF-κB信號通路可以通過調控與AS相關炎性因子、細胞因子和生長因子的表達干預AS的發展進程，因此調節和控制NF-κB的活化，找尋能作用于NF-κB信號轉導通路各環節的抑制劑，應用其阻斷NF-κB信號轉導通路激活，抑制AS相關因子的表達，從而干預AS病變，已逐漸成為動脈粥樣硬化治療研究的新靶向。近年，國內多項研究結果表明，祖國傳統中藥可調控NF-κB轉導通路的活性，對AS有明顯的干預和治療作用。

3.2 單味中藥及中藥提取物

3.2.1 丹參酮 王建新等[24]通過觀察丹參酮ⅡA對AS兔血管內皮細胞NF-κB通路的調控作用，結果顯示，丹參酮ⅡA 組兔主動脈內皮細胞 NF-κB通路中p65表達明顯減少，與模型組相比差異顯著(P<0.05) ；病理組織學檢驗顯示丹參酮ⅡA組兔主動脈AS病變明顯延緩，證實丹參酮ⅡA具有保護血管內皮細胞藥理學作用，其機制可能與抑制NF-κB通路的p65 表達有關。

3.2.2 牛磺酸 范丹丹等[25]通過復制兔AS 模型，以 NF-κB特異性抑制劑吡咯烷二硫代氨基甲酸鹽(PDTC)為陽性對照，實驗組給予牛磺酸，研究牛磺酸如何影響NF-κB調控系統來干預 AS 早期形成的分子機制，結果顯示，與AS模型組比較，牛磺酸治療組與PDTC治療組NF-κB p65、VCAM-1、hs-CRP均顯著下降(P均<0.01)，IκB-α顯著增加(P<0.01)。提示牛磺酸能通過抑制NF-κB信號轉導途徑而下調炎癥因子表達，從而抑制AS早期形成過程。

3.2.3 淫羊藿苷 沈曉君等[26]以高脂飼料建立兔動脈粥樣硬化模型，淫羊藿苷為干預處理措施，用免疫組織化學檢測NF-κB p65，結果顯示淫羊藿苷干預組兔血管內膜NF-κB表達顯著地低于高脂模型組,提示淫羊藿苷能抑制NF-κB活化,抑制生成活性氧基團,繼而抑制細胞黏附因子和趨化因子的轉錄,使細胞黏附因子和趨化因子的表達明顯減少,抑制兔主動脈粥樣硬化進展。

綜上所述，NF-κB在動脈粥樣硬化的形成、發展過程中扮演著重要角色，深入探尋、研究中醫藥物通過調控NF-κB的信號通路活性，干預治療AS的作用機制，探索具有靶細胞特異性和對不同NF-κB成員具有選擇性的NF-κB活化阻斷劑，從細胞和分子水平開展前瞻性的基礎實驗研究，可望給中醫藥治療AS帶來突破性進展。

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霍清萍，E-mail：huoqingping005@126.com

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.20.041

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A

1008-8849(2015)20-2271-04

2014-11-20