NF-κB信號通路促進乳腺癌細胞增殖和轉移機制的研究進展

綜述

NF-κB信號通路促進乳腺癌細胞增殖和轉移機制的研究進展

黃環靜綜述，馮玉梅審校

（天津醫科大學腫瘤醫院腫瘤研究所，國家腫瘤臨床醫學研究中心，天津市“腫瘤防治”重點實驗室，乳腺癌防治教育部重點實驗室，天津300060）

乳腺癌；NF-κB；增殖；凋亡；轉移

乳腺癌是在全球女性中發病率及致死率最高的惡性腫瘤之一，并且近幾年的發病率呈上升趨勢。研究證實炎癥促進乳腺癌的發生，炎癥因子IL-1β、IL-8和TNF-α是乳腺癌發生和發展的重要因素[1]。NF-κB信號通路通常能夠被這些炎癥因子誘導激活，并且參與炎癥反應，促進腫瘤細胞的增殖、轉移，與多種腫瘤的發生發展相關。大量研究證實激活的NF-κB信號通路，可以通過調節增殖、轉移、生存相關的一些基因導致腫瘤的發生或者促進腫瘤的惡化[2-3]。同時NF-κB上游信號分子、調節蛋白對其進行一系列調控，影響下游靶基因的表達。NF-κB信號通路存在于多種類型腫瘤細胞中，NF-κB家族成員能兩兩結合成同源性或異源性二聚體，最為常見的是p50/p65異源二聚體，能迅速被多種刺激激活[4]。這些蛋白中只有RelA、RelB、c-Rel含有轉錄激活區，行使轉錄因子的作用[5-6]。當細胞受到刺激時，激活的IKKβ使NF-κB抑制劑IκB-α的Ser32和Ser36磷酸化，從而使IκB-α降解，釋放p50/p65二聚體，二聚體入核以后結合到靶基因的DNA啟動子區，實現對靶基因的調控。這些靶基因包括與增殖相關基因：細胞周期蛋白D1（CCND1）、c-MYC；與血管生成相關基因：血管內皮生長因子（VEGF）、IL-6等；細胞生存相關：X連鎖凋亡抑制蛋白（XIAP）、BCL-xL、c-IAP2；與侵襲轉移相關基因：基質金屬蛋白酶（MMP9）、Snail、E-鈣黏著蛋白（E-Cad）[7-9]。NF-κB正是通過對一系列靶基因的調控實現對腫瘤細胞惡性表型的調控，本文將詳細闡述NF-κB對乳腺癌生存轉移的作用及其相關機制。

1 NF-κB對乳腺癌細胞生存能力的影響

1.1 NF-κB促進乳腺癌細胞的增殖能力及其機制 NF-κB信號通路對于乳腺癌細胞增殖能力的影響已經受到廣泛的關注和研究，并且已經證實NF-κB信號通路對乳腺癌細胞增殖能力的促進作用。Pahl[10]用不同的方式激活NF-κB信號通路，高通量篩選出NF-κB的候選靶基因，發現與增殖相關的基因包括Cyclin D1、Cyclin E、CDK2、c-Myc，信號通路包括GM-CSF、IL-6。Denis等[11]利用骨骼肌分化模型研究證實NF-κB在轉錄水平促進CCND1的表達，促進pRb的過度磷酸化，在對細胞周期的影響中則促進了G1/S轉化。NF-κB的這種促增殖作用在乳腺癌細胞系中也得到了驗證。在乳腺癌細胞系MDA-MB-231中干擾掉NF-κB信號通路的關鍵蛋白p65，發現乳腺癌細胞系的增殖能力受到抑制，并且流式細胞術結果顯示G1/S期的轉化過程受到抑制，Western結果也顯示CCND1的表達量下降[12-14]。Ito-Kureha等[15]利用微陣列分析的方法，在三陰性乳腺癌細胞系中篩選出了NF-κB的靶基因、原肌球調節蛋白1（TMOD1），研究發現TMOD1能夠促進乳腺癌細胞的增殖轉移能力，在體外實驗中也證實其能促進小鼠乳腺腫瘤的形成和轉移。NF-κB還能夠直接轉錄調節中心體復制相關的酶：Polo樣激酶（pLK4），PLK4作為NF-κB的靶基因使NF-κB調節細胞周期進程的機制更加明確，這也解釋了為什么NF-κB異常激活增加了基因組的不穩定性和增殖異常[16]。另一方面，腫瘤的生長調節因子（TNF-α）、表皮生長因子（EGF）和表皮生長因子受體（EGFR）也受到NF-κB的調節作用，他們之間形成一個正反饋調節環來促進腫瘤細胞的增殖[17]。

p65在NF-κB促進乳腺癌細胞增殖的過程中起到至關重要的作用，作為關鍵轉錄因子，p65起到對增殖相關靶基因的調節作用，在這個過程中也受到很多因素的調節。其中輔轉錄因子的調控，對于p65行使轉錄活性至關重要。研究表明細胞周期蛋白依賴激酶6（CDK6）通常在異常增殖的腫瘤細胞中控制G1期的進程，它在物理水平上和功能上與p65相互作用，轉錄激活p65靶基因的表達[18]。α-輔肌動蛋白4（ACTN4）也可以作為p65的輔轉錄因子，來促進p65的轉錄活性[19]。這種輔調節作用對于p65發揮轉錄活性是必需的。

1.2 NF-κB抑制乳腺癌細胞的凋亡及其機制 癌細胞生存能力增強不僅體現在增殖能力的增強，另一個重要的影響因素就是凋亡的抑制作用增強，細胞凋亡是一種程序性的壞死。在小鼠成纖維細胞中干擾p65的表達，使細胞TNF-α誘導凋亡的作用增強，說明NF-κB的激活抑制了TNF-α誘導凋亡的作用[20]。有研究表明在HER2+乳腺癌細胞中激活NF-κB抑制細胞的凋亡作用[21]。在乳腺癌細胞中FOXP3-miR-146-NF-κB負反饋調節環能夠抑制細胞的凋亡[22]。

NF-κB抑制腫瘤細胞的凋亡主要通過調節凋亡相關基因的表達實現。細胞凋亡調控基因包括C-myc，c-jun，Bc1-2，c-fos，ras，p53，bc1-x，bax等。NF-κB能夠上調凋亡抑制因子Bcl-2、TNF受體相關因子（TRAF1和TRAF2）、JNK等抗凋亡基因的表達[23-24]；另一方面激活的NF-κB通過TRAF抑制caspase-8的表達來抑制細胞凋亡[25]。腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（TRAIL）不僅能夠誘導細胞凋亡還能夠激活NF-κB抑制腫瘤細胞的凋亡，這種雙重作用也與caspase-8相關[26]。NF-κB的活性直接影響凋亡的能力，p65的Ser536磷酸化狀態對于p65的抑制凋亡作用至關重要，磷酸化后使p65失去凋亡抑制作用而體現凋亡的誘導作用[27]。說明關鍵位點的激活狀態對于p65活性的調節至關重要。NF-κB可以作為影響細胞凋亡的分子開關，一旦被激活細胞的凋亡作用則被抑制。

2 NF-κB促進乳腺癌細胞轉移及其機制

乳腺癌的轉移是受多種因素影響的，多基因參與的復雜生物學行為。研究表明NF-κB能夠促進乳腺癌細胞的轉移，在乳腺癌細胞中抑制NF-κB的活性或者干擾掉p65的表達能夠抑制癌細胞的轉移能力[28]。研究表明NF-κB能夠通過促進MMP9的表達促進乳腺癌的轉移[29]。MMP9能夠破壞細胞外基質，使腫瘤細胞易于進入血液或淋巴循環，促進腫瘤細胞轉移，在乳腺癌組織中MMP9高表達[30]。VEGF能夠促進血管內皮細胞增殖促進血管生成從而促進乳腺癌細胞的轉移，NF-κB對其存在正調控作用，在乳腺癌中的表達量呈正相關[31]。TNF-α還能夠激活NF-κB誘導EMT相關轉錄因子SLUG、TWIST1的表達，促進乳腺癌細胞的轉移[32-33]。

NF-κB調節乳腺癌的轉移能力也受到多種因素的影響。Paul等[34]研究顯示cytokine-PKCλ/ι-RelA能夠調節與三陰性乳腺癌侵襲相關的基因，PKCλ/ι為三陰性乳腺癌的治療提供了可選擇的靶點。p300可以促進p65的乙酰化作用，染色體重塑蛋白SMAR1與p300形成競爭性結合作用，抑制p65的乙酰化作用，從而降低了IL-8的表達，進一步抑制了乳腺癌細胞的轉移能力[35]。睪丸特異性蛋白酶50（TSP50）誘導乳腺癌細胞的增殖需要NF-κB信號通路的參與，他能夠刺激NF-κB靶基因MMP-9的表達[36]。缺氧誘導因子（HIF1α）能夠促進乳腺癌的轉移，這種作用依賴于它與NF-κB的相互作用，并且NF-κB的活性以及下游炎癥相關的靶基因的表達與HIF1α都有直接關系[37]。Zeste基因增強子同源物2（EZH2）可以與p65相互作用調節p65靶基因的表達，但是在不同ER狀態的乳腺癌細胞中EZH2的作用是不同的，對p65靶基因的調控作用也不一樣[38]。綜上所述NF-κB對轉移的促進作用及其機制雖然已經有較為深入的研究，但是隨著一些新的蛋白功能的發現，NF-κB對乳腺癌轉移的促進作用及機制也變得更加明確。

3 應用前景

NF-κB做為炎癥信號通路與乳腺癌的發生發展有密不可分的關系，其激活狀態在一定程度上可以反映乳腺癌的惡性程度。在其他類型腫瘤中也起到至關重要的作用。在肺癌、肝癌、結直腸癌等實體腫瘤中通常由于NF-κB的異常激活導致腫瘤的惡化。NF-κB的異常激活通常能夠影響增殖、凋亡、轉移等相關的蛋白表達，從而促進腫瘤細胞增殖，抑制腫瘤細胞凋亡，促進腫瘤細胞轉移。NF-κB的激活狀態也受到多種因素的影響，上游的炎癥信號TNF-α、IL-1等均能刺激NF-κB的激活；NF-κB的激活狀態還受p65的磷酸化乙酰化狀態影響，一些基因可以作為輔轉錄因子與p65結合，影響p65的活性從而促進或者抑制p65靶基因的表達。

基于NF-κB對腫瘤細胞生物學行為的影響，多種針對NF-κB的抗腫瘤藥物也得到深入的研究。激活ER+乳腺癌細胞中的NF-κB信號通路之后，細胞變為ER非依賴型，轉移能力增強[39-41]。在三陰性乳腺癌中NF-κB一般處于較高的激活狀態[2-3]，可以將NF-κB作為ER-乳腺癌的治療靶點。二甲基延胡索酸（DMF）可以對p65進行共價修飾從而抑制NF-κB的活性，達到抑制浸潤性乳腺癌發展的目的[42]。青藤堿可以調節IL-4/miR-324-5p/CUEDC2信號通路來抑制NF-κB的活性，從而抑制乳腺癌細胞的遷移侵襲能力[43]。另外NF-κB上游的一些負調控因子，泛素連接酶SOCS-1、miRNAs均可以做為NF-κB的抑制靶點[44]。

綜上所述，NF-κB對乳腺癌的發生、發展、治療都有著重要作用，并且還與化療敏感性和耐藥性有關系，尋求抑制NF-κB活性的有效可靠地方法對乳腺癌乃至其他腫瘤的治療都有非同尋常的意義，在臨床上將NF-κB抑制劑和放化療配合應用，降低耐藥性，在腫瘤治療方面有著很好的應用前景。

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（2015-12-29收稿）

R730.2

A

1006－8147（2016）03-0270-03

黃環靜(1989-)，女，碩士在讀，研究方向：乳腺癌分子診斷與轉移機制；E-mail：huanjing1989929@126.com。