NFkB及其基因多態性與炎癥及腫瘤關系的研究進展

楊雷 鄧進 鄧志紅

(貴州醫科大學，貴州 貴陽 550004)

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·綜 述·

NFkB及其基因多態性與炎癥及腫瘤關系的研究進展

楊雷 鄧進 鄧志紅△

(貴州醫科大學，貴州 貴陽 550004)

NFkB； 基因多態性； 炎癥； 腫瘤

核因子kB(NFkB)是一組調節廣泛基因表達的核蛋白因子，在參與炎癥反應，細胞增殖、分化與凋亡，免疫反應和腫瘤形成等相關的基因轉錄調控中有重要作用。人類NFkB家族成員包括5個：p50/p105，p52/p100，p65/RelA，RelB，和c-Rel，分別由NFkB1、NFkB2、RELA、RELB和REL 基因編碼。NFkB 在免疫反應和炎癥反應及腫瘤發生中的核心作用使得它成為一個研究基因與疾病關聯的熱門候選基因。本文對 NFkB分子蛋白結構以及NFkB基因多態性對炎癥及腫瘤的影響做一綜述。

1 NFkB家族基因的蛋白結構

NFkB是Sen和Baltimore 等在1986年首先從與鼠激活的B淋巴細胞免疫球蛋白k輕鏈的增強子kB序列(5'-GGGACTTTCC-3')特異結合后檢測到的，是一種重要的能夠調節基因表達的核蛋白因子[1]。NFkB在許多基因的啟動子和增強子中，都存在功能性NF-kB的結合位點，且活化的NF-kB能與DNA鏈上的特定序列結合,從而啟動和調節免疫反應，介導細胞黏附、分化、增殖、凋亡和炎癥反應，并在各種免疫炎癥性疾病和腫瘤的發生發展中發揮重要作用[2-3]。按照結構功能和合成方式不同，NFkB家族成員可分為兩類：一類是由含C-末端錨蛋白重復序列的前體蛋白p105和p100，經裂解后形成缺乏反式激活結構域的p50/NFkB1和p52/NFkB2，該類蛋白不能獨立激活基因轉錄。另一類是無前體蛋白的p65/RelA，RelB，和c-Rel，其C-末端有一個或多個反式激活結構域，能直接與轉錄元件結合促進基因轉錄。由于p50和p52缺乏反式激活結構域，需與含有反式激活機構域的p65，RelB或c-Rel或其它含激活結構域的蛋白構成異源二聚體從而激活基因轉錄過程，而p50和p52構成的同源二聚體不能激活基因轉錄，需與DNA結合后發揮抑制基因轉錄的作用。

NFkB家族成員組成各種同源或異源二聚體，包括p50/RelA，p50/RelB，p50/c-Rel，p52/RelA，p52/RelB，p52/c-Rel，p65/RelB，p65/c-Rel，p50/p50，p52/p52，p65/p65。其中p65是NFkB家族中重要的成員之一，相對分子量65KD，組成的p50/p65異源二聚體是最常見的NFkB/Rel復合體，其含量常常最高并幾乎存在于體內所有細胞中[3]。NFkB1(p50)和NFkB2(p52)蛋白結構雖然類似，但功能上卻存在差異。有文獻[4]報道，NFkB1(p50)/RelA(p65)和c-Rel在固有免疫中發揮核心作用，而NFkB2(p52)/RekB在外周淋巴組織和B細胞的增殖分化中起重要作用。

2 NFkB的生物學功能及作用機制

NFkB的活性受IkBs蛋白家族調控。IkBs家族包括：IkBa，IkBb，IkBr，BCL3，NFkB1/p105和NFkB2/p100[5-6]。其中IkBa是主要的IkB蛋白，在調控NFkB激活的經典途徑中扮演重要角色[3]。在大多數細胞中，NFkB構成同源或異源二聚體以未激活狀態與IkBs結合存在于細胞質中[7]。當受到刺激因子如病毒、放射線、氧自由基、細菌脂多糖(LPS)、TNFa等刺激時，NFkB-IkBs復合物被激活，NFkB解離出來并轉移至細胞核，與相應位點特異性結合促進相應基因的轉錄，從而啟動和調節免疫反應，細胞黏附、分化、增殖、凋亡和炎癥反應。同時，NFkB和其信號通路中的大部分激活因子被認為在腫瘤的發生發展中有重要作用[8]。

NFkB激活有兩條通路：經典通路和非經典通路(替代通路)。NFkB經典激活通路接收到細胞外刺激如LPS、病毒、細胞因子等刺激后，IkB激酶磷酸化IkB，然后IkB泛素化，在蛋白酶作用下發生降解，釋放NFkB中常見的p65/p50和p50/c-Rel二聚體并迅速轉移至細胞核，調控各種kB依賴基因表達。非經典通路中核心媒介是p52/RelB[9]。激活途徑基于NFkB2的前體蛋白p100的處理過程。因為p100更容易與RelB結合[10]，p100的加工不僅產生p52，同時也導致p52/RelB向細胞核轉位[9]。兩條激活通路的主要區別在于，經典通路中IkB蛋白的降解使NFkB二聚體得到釋放，而非經典通路是在p100到p52的加工處理時，使得信號通路被激活。

3 NFkB基因多態性研究

3.1 NFkB1基因多態性與疾病關聯研究 NFkB1由啟動子序列、從323 bp到40 000 bp變動的內含子和外顯子構成，位于人類4號染色體2區4帶，長156 kb。NFkB1編碼2種蛋白，一種是不與DNA結合的p50前體蛋白p105，另一類是p50蛋白。目前關于NFkB1基因啟動子區域rs28362491(-94ins/delATTG)多態性位點的研究較多，且rs28362491(-94ins/delATTG)與感染性疾病、炎癥性腸病和各類腫瘤間聯系的研究均有文獻報道。

Adamzik等通過檢測LPS刺激后健康自愿者的全血樣本后發現，rs28362491-94ins→del后NFkB1的核轉位能力和mRNA表達水平均有增強，同時促炎細胞因子TNFa表達水平和組織因子活性也有增強。在之后報道的143例膿毒癥患者中觀察發現，NFkB1基因啟動子區域rs28362491(-94ins/delATTG)的-94del較ins等位基因攜帶者死亡率明顯增加(OR=2.3，95%CI1.13～4.8P=0.022)。基因型為純合子ins的患者死亡率是25%，而基因型為雜合子和純合子del的患者死亡率是41%。由此他得出結論，多態性位點 rs28362491與膿毒癥患者死亡率有關[11]。除此之外，該多態性位點在克羅恩病和潰瘍性結腸炎患者的腸黏膜中也可導致NFkB活性增強，而且在治療潰瘍性結腸炎的藥物作用機制中也包括抑制NFkB活性。Bank等[12]研究證實了該多態性位點與潰瘍性結腸炎相關。而在我國關于NFkB1與中國湖北漢族人潰瘍性結腸炎的關系中發現，該多態性位點在潰瘍性結腸炎患者中未表現出差異[13]。

目前越來越多的研究證實，rs28362491(-94ins/delATTG)通過調控免疫反應，炎癥和細胞分化、增殖和凋亡基因影響癌癥的發生發展。Arisawa等[14]在一項包含479例胃癌和880例對照的研究中發現，rs28362491與胃癌易感性有關。我國一項包含187例卵巢上皮性癌和221例健康志愿者的研究中發現，NFkB1基因啟動序列-94ins/delATTG基因多態性與卵巢上皮性癌癥的易感性相關，且ATTGins等位基因可能是卵巢上皮性癌發病風險的一個易感因素[15]。

3.2 NFkB2基因多態性與疾病關聯研究 NFKB2位于10號染色體24區，包含23個外顯子，編碼8個可變剪切 mRNA，全長8.42 kb。NFkB2基因多態性中對于rs12769316、rs1056890、rs7897947等位點基因研究較多，其中研究發現rs12769316、rs1056890多態性位點與多發性骨髓瘤生存率有關[16]。而rs1056890、rs7897947多態性位點與腎移植后排斥反應、存活期無明顯相關性[17]。

3.3 RELA基因多態性與疾病關聯研究 RelA基因全長8.559kb，位于11號染色體13區，含11個外顯子。王彬等[18]研究表明在一項37例包括大腸癌組織和正常結腸黏膜組織中，發現大腸癌組織中NFkB p65蛋白表達水平明顯高于正常組織。同樣在一項RelA(p65)對卵巢癌組織的研究中發現，p65與癌組織分化程度，淋巴結轉移，臨床分期及腫瘤大小明顯相關[19]。

3.4 RELB基因多態性與疾病關聯研究 RelB基因位于19號染色體13區32帶，含12個外顯子，全長36.74 kb。RelB上的多態性位點rs2288918與嚴重急性呼吸綜合征相關[20]。

3.5 C-REL基因多態性與疾病關聯研究 c-Rel基因位于2號染色體13區，長約41.43kb，包含9個外顯子。研究[21]發現c-Rel上的多態性位點rs13031237及rs13017599與風濕性關節炎、系統性紅斑狼瘡、牛皮癬性關節炎等自身免疫性疾病有關。

4 小 結

隨著科技與檢測檢驗方法的不斷發展進步， NFkB的被發現及對功能機制研究日漸清晰，NFkB家族基因在各系統各疾病中的作用機制與關聯開始受到研究者們的高度重視，尤其是近年來的研究更突顯了NFkB在免疫系統及機體對病原體的快速防御和誘導早期反應基因表達中的調控作用。本綜述系統總結了NFkB家族蛋白結構、激活通路以及各基因多態性與疾病的關聯。通過上述報道證實，NFkB基因上的多態性位點在炎性疾病和腫瘤中的核心作用，為NFkB基因上的多態性位點與疾病的發生、發展和復雜的多基因疾病的早期預防和個體化治療提供了理論依據，但NFkB在如何參與疾病發生發展的具體機制還不十分明確，且相同基因對疾病的聯系，在國內外的研究結論中存在差異，因此，更加系統的、大樣本量的、多中心的臨床研究也許能解決目前存在的具體機制問題。

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貴州省創傷分級救治體系建設及臨床推廣的應用性研究[黔科合SY字(2015)3041];貴州醫科大學院士工作站道路交通傷救治分站[ 黔科(2015)4014];(gzwjkj2015-1-035)

△通信作者,E-mail:1520187346@qq.com

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