核因子在慢性腎臟病中的作用及中醫藥調控*

楊彥裕，魏明剛

(蘇州大學附屬第一醫院中西醫結合科，江蘇蘇州 215006)

核因子在慢性腎臟病中的作用及中醫藥調控*

楊彥裕，魏明剛△

(蘇州大學附屬第一醫院中西醫結合科，江蘇蘇州 215006)

腎臟纖維化是慢性腎臟病的病理基礎，而ECM的異常聚集是腎臟纖維化的主要原因。NF-κB具有影響機體內細胞分化、免疫反應、炎癥反應、細胞凋亡等多種細胞功能。TGF-β1作為腎臟纖維化中最重要的細胞因子之一，通過調控下游的Smad/ ILK信號通路參與ECM聚集。研究證實，NF-κB可以與TGF-β1發生作用，故就NF-κB通過TGF-β1/Smad信號通路延緩腎臟纖維化進行論述，并對中醫藥通過NF-κB調控TGF-β1/Smad信號通路達到減緩ECM、延緩腎臟纖維化進展的作用進行論述。

NF-κB;腎臟纖維化;細胞信號通路;中醫藥

NF-κB(核因子-κB)是廣泛存在于體內細胞中的核轉錄因子，有著調節細胞因子、生長因子、趨化因子、黏附因子、免疫受體基因表達的作用，從而影響機體內的細胞分化、免疫反應、炎癥反應、細胞凋亡等多種細胞功能。由于NF-κB信號通路的功能與人的生理功能及疾病發生發展之間關系密切，因此受到科學界特別是醫學科學界的廣泛關注［1-3］。轉化生長因子-β1(transforming growth factor β1，TGF-β1)在慢性腎臟病的發生發展過程中，特別是炎癥病變和腎臟纖維化方面起著非常重要的作用。在NF-κB的激活過程中，轉化生長因子β激活激酶1 (transforming growth factor β activated kinase 1，TAK1)參與 NF-κB上游的免疫復合物的激活，而TAK1也可被TGF-β1激活。這種相互作用導致病變持續惡化，進行性發展而最終導致腎臟功能喪失。因此，NF-κB相關的信號通路與腎臟病變之間的關系十分密切，其表達的異常在慢性腎臟病變的發生發展過程中具有十分重要的調控作用［4-6］。通過研究NF-κB可以幫助我們進一步了解慢性腎臟病的發病機制，乃至找出更有效的治療方法。

1 NF-κB

1.1 NF-κB的組成

NF-κB在1986年首次從成熟的B淋巴細胞中提取出來，因其能與K輕鏈基因增強子的κB序列(5-GGG ACT TTC C-3)特異性結合并促進K輕鏈基因蛋白的表達故稱為核因子-κB［7］。NF-κB/Rel家族有5位成員，即NF-κB1(p50)、NF-κB2(p52)、RelA(p65)、RelB和c-Rel。它們的N末端均有1個由約300個氨基酸組成的保守域，稱之為Rel同源區(Rel homology domai-n，RHD)。該同源區有發生二聚化、與DNA結合、與NF-κB抑制蛋白相互作用等功能。NF-κB/Rel蛋白家族多以二聚體形式存在，二聚體具有不同的功能。p50/p65、p50/c-Rel、p65/c-Rel復合體具有轉錄激活功能，NF-κB1和NF-κB2同源二聚體則是轉錄抑制的復合體。

1.2 NF-κB的激活

NF-κB的激活途徑十分復雜，可被許多刺激劑激活，如細胞因子、蛋白激酶C激活劑、免疫刺激劑、病毒、紫外線等。

靜息狀態下NF-κB與其抑制蛋白IκB(inhibitor of NF-κB，IκB)以非活性的形式存在于胞漿中，細胞受到刺激后，IκB激酶復合物IKK(IκB kinase)被激活，從而使IκB經快速磷酸化、泛素化后降解，暴露出NF-κB的核定位序列，NF-κB發生核移位并與特定的κB序列結合，從而引起相應靶基因的轉錄激活。目前研究比較清楚的2條信號傳導通路是腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)和白細胞介素-1(i-nterleukin-1，IL-1)借助受體將信號傳遞到 NF-κB。IL-1受體與可引起NF-κB激活的IL-1R/Toll樣受體的胞內區極其相似，亦由此被稱為 T-oll/IL-1受體同源區(Toll/IL-1 receptor homologous region，TIR)，這些胞區內形成的二聚體與下游的信號調節子相互作用，從而導致NF-κB的激活。TNF-α介導的NF-κB途徑:某些TNF-α可以與其特異性受體相結合，激活后進一步與其他蛋白結合為復合體，通過IKK使得IκB磷酸化進而激活NF-κB。

1.3 功能

NF-κB參與免疫反應、炎癥反應及細胞增殖凋亡等相關基因的表達調控。如白細胞介素、單核細胞趨化蛋白、干擾素、主要組織相容性蛋白、血管細胞黏附分子、細胞間黏附分子、E-選擇素等，這些因子對于免疫細胞的趨化、浸潤、活化、增生、分泌等有直接的調節作用。NF-κB的異常激活可以觸發細胞信號傳導的級聯放大而導致一系列疾病發生，如腫瘤、感染、免疫系統疾病等。

1.4 NF-κB與細胞信號之間的關系

IL-1相關激酶與TNF受體因子相互作用可以激活TAK1。在TLR/IL-1R信號通路介導的NF-κB過程中，TAK1可激活 IKK，進而激活 NF-κB，而TAK1也可被TGF-β激活，TAK1同時還可與Smad家族多個蛋白發生作用。Ricardo等［8］發現，NF-κB不能控制TGF-β1的基因啟動因子，但NF-κB能調節轉谷氨酰胺酶的啟動和轉錄，而在組織中此酶是TGF-β1的激活劑。組織中轉谷氨酰胺酶也與基質蛋白交聯，腎臟疾病時增加此酶的表達能加重腎臟纖維化［9］，同時還可間接誘導 TGF-β1表達，從而致細胞外基質(extracellular matrix，ECM)成分聚集。Akt可通過增強IκB的磷酸化減少IκBB蛋白合成而激活NF-κB，Akt的異常激活在腎間質纖維化過程中發揮著重要作用［10］。

2 慢性腎臟病

2.1 NF-κB與慢性腎臟病

慢性腎臟病是各種原因引起的慢性腎臟結構和功能障礙。在我國，慢性腎臟病的患病率約為10%［11］。腎臟纖維化是慢性腎臟病的病理基礎，而ECM在腎小球、腎小管、腎間質內的異常聚集是腎臟纖維化的主要原因。在ECM的過程中，多種細胞因子及其信號通路發揮著重要作用。

TGF-β1是腎臟纖維化中最重要的細胞因子之一，涉及腎臟纖維化的啟動、發生、發展，其通過調控下游的Smad/ILK信號通路參與ECM聚集。慢性腎臟病、腎臟纖維化是一個氧化應激后的微炎癥狀態。結合課題組既往的研究顯示，腎臟纖維化中TGF-β1/Smad/ILK對于ECM的調控起著很重要的作用，且中藥加味當歸補血湯可以通過調控這一信號通路延緩 ECM的聚集，延緩腎臟纖維化［12-14］。另外NF-κB同時具有一定的抗氧化應激作用，由此考慮是否NF-κB調控TGF-β1/Smad，乃至ILK信號通路是該信號通路延緩腎臟纖維化的主要調控機制，并且方劑加味當歸補血湯是否是通過NF-κB調控TGF-β1/Smad信號通路達到減緩ECM，延緩腎臟纖維化進展的作用。

2.2 NF-κB細胞信號通路對慢性腎臟病治療

IKK可被TLR/IL-1R信號通路介導的NF-κB中的T-AK1激活，而IKK激活使得IκB磷酸降解，活化NF-κB。另外TAK1最早是在TGF-β信號通路中被發現并參與TGF-β信號通路的激活與調控，因此認為NF-κB與TGF-β1是有一定聯系的，這種聯系通過TAK1實現。NF-κB通過間接調節TGF-β1在腎臟纖維化的進展中起重要作用。研究發現，阿托伐他汀可下調NF-κB的表達與活化，其改善腎小管間質纖維化作用可能與抑制NF-κB的活性有關;血管緊張素受體拮抗劑纈沙坦可以通過下調核因子κB受體活化因子及其配體的表達，減輕腎小球硬化［6］。在梗阻性腎病動物模型中監測到NF-κB隨著病情進展而上調，并可能參與TGF-β1激活劑的調節;另有研究表明，IL-1β、TNF-α等細胞炎性因子在腎小管內經過一系列的反應激活NF-κB;而NF-κB可以激活TGF-β1、α-SMA等因子的表達，從而影響ECM聚集，進而發生腎臟纖維化［15］。以上實驗都從不同角度多次驗證了這一觀點。

3 中醫藥對NF-κB調控作用的現狀和展望

研究發現，某些中藥及其活性組分通過調控NF-κB相關信號通路達到延緩慢性腎臟病病變進展的作用。黃芪多糖能通過上調IκB mRNA表達，阻止NF-κB mRNA的核轉位及與DNA結合，從而延緩腎陽虛型糖尿病腎病的進展［16］。黃芪甲苷IV可以抑制NF-κB介導的炎癥基因表達，減輕AKI急性腎損傷炎癥反應。黃芪還可能通過抑制NF-κB過度活化從而下調IL-8過高表達來發揮效應，這可能是黃芪治療原發性腎病綜合征機制之一［17］。川芎嗪能減輕腎缺血損傷，其機制可能與抑制NF-κB的表達，且該作用與川芎嗪的劑量相關［18］。

課題組前期研究應用包含黃芪、當歸等藥物的加味當歸補血湯進一步驗證了中藥在治療慢性腎臟病和改善腎臟纖維化的療效及部分機制［12-14］。研究發現，加味當歸補血湯通過調控TGF-β1/Smads/ ILK信號通路改善ECM聚集，延緩腎臟纖維化進程。而前文提到 NF-κB可以通過激活 TGF-β1、TNF-α等因子的表達，進而影響ECM進程，因此認為中藥調控TGF-β1/Smads/ILK信號通路與NF-κB有關。

加味當歸補血湯(芪歸益腎方)是課題組在多年基礎研究和臨床實踐工作基礎中總結出的治療慢性腎臟病的中藥方劑(國家專利局專利號ZL201110424599.8)，該方劑具有自主知識產權。加味當歸補血湯在應用黃芪為君藥的基礎上，配合使用川芎、當歸等藥物，具有益腎健脾、活血通絡之功效。藥物之間相互協同作用于慢性腎臟病時療效優于單味藥，這在預實驗中得到驗證。因此認為，通過調控NF–κB表達以及相關細胞信號通路的作用，是應用加味當歸補血湯治療慢性腎臟病的重要機制之一。下一步的研究方向主要圍繞NF-κB通過調控TGF-β1及其下游信號通路進而影響腎臟纖維化展開。

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［8］Ricardo SD，Levinson ME，DeJoseph MR，et al．Expression of adhesion molecules in rat renal cortex during experimental hydronephrosis［J］．Kidney Int，1996，50(6):2002-2010．

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［10］覃慧群，水華．Akt信號通路對腎小管上皮細胞分泌核因子-κB的影響［J］．武漢大學學報:醫學版，2013，34(5):691-694．

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［13］魏明剛，孫偉，程宗琦，等．加味當歸補血湯抑制微炎癥與慢性腎小球腎炎臨床療效的研究［J］．中成藥，2014，36(1):48-51．

［14］魏明剛，張玲，邵家德，等．加味當歸補血湯對阿霉素腎病大鼠治療作用的實驗研究［J］．中華中醫藥雜志，2011，26(5): 1211-1216．

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［16］張瑩雯，吳朝妍．黃芪多糖對腎陽虛型糖尿病大鼠腎組織NF-κB及IκB的影響［J］．中國中西醫結合消化雜志，2006，14 (6):365-368．

［17］鐘桴，董軍，高巖，等．核因子NF-κB對原發性腎病綜合征患兒IL-8調控及黃芪的干預作用［J］．中國臨床藥理學雜志，2009，25(5):434-437．

［18］汪燕，馬傳榮，賀國芳，等．川芎嗪對大鼠腎缺血-再灌注后核因子-κB表達與一氧化氮合酶活性的影響［J］．醫藥導報，2008，27(2):128-131

Function of NF-κB and Traditional Chinese Medicine’s Regulating in Chronic Kidney Disease

YANG Yan-yu，WEI Ming-gang△
(The First Affiliated Hospital of Soochow University，Suzhou 215006，China)

Chronic kidney disease has a chronically damage of the renal structure and function．Renal fibrosis is the common pathway for a variety of chronic kidney disease to end-stage renal failure．The main cause of renal fibrosis is ECM，and TGF-β1/Smad/ILK cell signaling pathway play an important part in ECM．NF-κB plays a critical role in diverse cellular processes associated with inflammation，cell adhesion，proliferation，and apoptosis．NF-κB has the function to renal fibrosis with the effect of TGF-β1/Smad/ILK cell sign-aling pathway．

NF-κB;Renal fibrosis;Cell signaling pathway; Traditional Chinese medicine

R256．5

A

1006-3250(2016)02-0296-03

2015-06-21

國家自然科學基金面上項目(81473633)-基于TGF-β/ smads/ILK/GSK-3細胞信號通路探討芪歸益腎方延緩腎臟纖維化進展機制的實驗研究;國家自然科學基金面上項目(81273723)-基于整合素/ILK/PI3K細胞信號通路探討加味當歸補血湯對慢性腎臟病治療的機制;江蘇省中醫藥管理局資助項目(LZ13235)-基于TFG-β/ smads/ILK細胞信號通路探討加味當歸補血湯延緩腎臟纖維化病變機制的實驗研究

楊彥裕(1985-)，男，青海人，住院醫師，在讀碩士，從事中西醫結合腎臟病的臨床與研究。

△通訊作者:魏明剛，E-mail:weiminggang@suda．edu．cn。