心肌缺血再灌注損傷中NF-κB的作用*

揚翼 楊婷婷 潘曉燕

(1.嘉興學院醫學院臨床醫學系2013級；2.嘉興學院醫學院病理學教研室，浙江 嘉興 314001)

綜 述

心肌缺血再灌注損傷中NF-κB的作用*

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(1.嘉興學院醫學院臨床醫學系2013級；2.嘉興學院醫學院病理學教研室，浙江 嘉興 314001)

核因子kappa B(Nuclear factor-κB，NF-κB )為一個轉錄因子蛋白家族，是核因子中重要的一組蛋白質，且經多次研究發現 ，NF-κB廣泛存在于各種細胞，在心肌炎癥、再灌注損傷及細胞凋亡過程中均有其參與。本文重點探討核因子NF-κB在心肌缺血再灌注損傷中的作用，并粗略探討相關的治療措施。

心肌缺血再灌注損傷；NF-κB；治療

心肌缺血再灌注損傷(Ischemia-reperfusion injury，IRI)損傷是心肌因各種因素造成長時間缺血后恢復血液灌流，后因氧化應激、復氧、內質網鈣離子超載、游離基一氧化氮(Nitrric oxide，NO)、核因子kappa B(Nuclear factor-κB，NF-κB )和內毒素等因素，導致多種炎性介質基因過度表達[1]，反而出現比再灌注前更加明顯、更加嚴重的功能障礙和結構損傷，如：心肌炎癥反應、損傷、凋亡和壞死。除此之外細胞凋亡、補體系統及腎素血管經張素等[2]，也可介導心肌缺血再灌注損傷且常常發生在心肺轉流(Cardiopulmonary bypass，CPB)下心臟手術[3]及麻醉手術期間[4]。

1 NF-κB及在心肌缺血再灌注損傷(Ischemia-reperfusion injury，IRI)的作用

1.1 NF-κB

NF-κB是一個存在于各種組織包括心肌細胞和心肌血管內皮細胞中的因子[5]，是一個轉錄因子蛋白家族，包括5個亞單位：Rel (cRel)、p65 (RelA, NF-κB3)、RelB和p50(NF-κB1)、p52(NF-κB2)。p65、cRel和RelB分含有N端Rel同源區(Rel homology domain，RHD)和C端的反式激活結構域(Transactivation domain，TD)，在RHD的C末端有一個核定位區域(Nuclear-localization sequence，NLS)，負責與DNA結合、二聚體化和核易位，而TD則與轉錄活化相關。p50和p52只有RHD，而缺乏TD，因此，p50和p52同源二聚體并不能激活基因轉錄，而是在細胞內以其前體p105和p100的形式以一種抑制分子存在。兩個亞基形成的二聚體與κB 位點結合調節基因轉錄，但不同的NF-κB二聚體在選擇結合序列時可能略有差異，這是一種精細調節。在靜止狀態，NF-κ B 的P65 亞基與一個阻遏蛋白單體(Inhibitory kappa B，IκBα)結合，覆蓋 P50 蛋白的核定位信號，使 NF-κB 與 IκBα形成的三聚體(NF-κB/IκBα)存在于細胞質中，但無活性[5]。當細胞受細胞外信號，如細胞因子等刺激后，IκB激酶復合體(IκB kinase，IKK)活化將IκB磷酸化，暴露NF-κB核定位位點。游離的NF-κB迅速移動到細胞核(常以 P50、P65異源二聚體的形式)，與特異性κB 序列結合，并在核內與特異序列的啟動子和增強子結合下進行轉錄[6]。

1.2 心肌缺血再灌注損傷中NF-κB的作用

心肌缺血再灌注可導致心肌炎癥、壞死等功能障礙和組織損傷，而這些病理改變涉及了NF-κB的激活，與多種含有κB位點的基因過度表達有關，說明NF-κB參與了缺血再灌注損傷的過程。而且因為心肌缺血再灌注后NF-κB被激活，激 活后的NF-κB能誘導表達血管內皮細胞粘附分子(Vascular endothelial cell adhesion molecules，VCAM- 1)和腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor-α，TNF-α)，提示 NF-κB 是心臟應激反應的快速表達基因[4]，可通過轉錄產生和傳遞的細胞因子等，直接或間接引起急性或亞急性血管內皮和心肌細胞的損傷。除此之外，NF-κB因心肌缺血再灌注時發生氧化應激信號途徑的激活，通過調控下游基因，如 Bcl-2相關蛋白家族等的轉錄表達而參與對凋亡的調控[4]，而細胞凋亡被認為是IRI中的重要環節[7]。

核因子NF-κB在很多與炎癥反應相關的細胞因子的基因部位都有其結合位點[3]。且參與早期免疫反應和炎癥反應的許多因子都受其的調控，包括：TNF、IL-1、IL-2、IL-6、IL-8、IL-12、iNOS、COX2、趨化因子、粘附分子、集落刺激因子等。此外，鋅指蛋白A20、血紅素加氧酶-1(Heme oxygenase-1，HO-1)等一些抗炎和與細胞凋亡有關的分子如：腫瘤壞死因子受體相關因子-1(Tumor-necrosis factor receptor associated factor -1，TRAF-1)，抗細胞凋亡的蛋白-1和抗細胞凋亡的蛋白-2(Inhibitor of apoptosis 1/2，IAP1/ IAP2)，TNF 受體相關因子(Receptor of apoptosis 1/2,，TRAF1 /TRAF2)，Bcl-2 同源體 A1/Bfl-1和 IEX-IL也都受NF-κB的調控。具體表現有TNF、毒素和缺氧[10]可激活NF-κB，且活化后迅速進入核內啟動炎癥細胞因子等表達，而升高的 TNF、IL-1反過來再次刺激NF-κB，形成正反饋，使這些細胞因子和粘附分子水平不斷升高。過度表達的選擇素和粘附分子使中性粒細胞和血管內皮細胞之間發生黏附、聚集和心肌浸潤，從而引起心肌損傷[8]。

2 相關的治療

NF-κB信號轉導通路在IRI中有重要作用，如在中性粒細胞的聚集、激活，缺血區的炎癥反應等方面都有重要意義，因此通過抑制該信號能有效減緩心肌缺血再灌注損傷。所以，可通過NF-κB抑制劑、基因工程方法、糾正缺氧及通過在核內競爭轉錄輔助因子進行治療。

2.1 NF-κB抑制劑

抑制劑一般通過清除氧自由基 、抑制 IκB 激酶的活性、抑制蛋白酶小體的活性 、抑制NF-κB與應答元件的結合、干擾NF-κB的轉錄活性以及誘導 Iκ Bα的合成等方面來影響NF-κB的活化 。如吡咯烷二硫代氨基甲酸 (Pyrrolidinedithiocarbamate，PDTC) 是一種特異性NF-κB抑制劑，可減少缺血引起的核內NF-κB 的激活和胞漿IκB的降解；而鹽酸右美托咪定可以通過調控該信號通路的轉導,減輕炎癥,減少心肌損傷，保護心肌[9]；瑞芬太尼通過降低其活性減輕心肌缺血再灌注損傷[6]。

2.2 基因工程方法

在培養的內皮細胞上用腺病毒介導突變型 IκB 轉染后，可阻斷NF-κB的核移位[4]。

2.3 糾正缺氧的因素

如手術過程中控制缺氧或應用預處理來盡量抑制 NF-κB的激活，減少對心肌損傷。

2.4 在核內競爭轉錄輔助因子

如糖皮質激素，在核內糖皮質激素受體(Glucocorticoid reccptor，GR) 和 NF-κB 的 P65亞單位在轉錄上相互競爭從而影響對方的轉錄，進而抑制NF-κB發揮作用[3]。

3 結論

NF-κB是心肌缺血再灌注損傷中的重要因子，在心肌缺血再灌注損傷中發揮重要作用，對中性粒細胞的聚集、激活，缺血區的炎癥反應都具有重要作用，因此可針對此方面進行防治和治療。

1 張波,王志農,王軍,等. 核因子kappaB在早期心肌缺血再灌注損傷中的作用[J]. 中華實驗外科雜志, 2004, 21(9): 1042-1044.

2 楊彥玲, 師養榮, 李建龍,等. 心肌缺血再灌注損傷研究進展[J]. 心血管病學進展, 2003, 24(2): 116-121.

3 楊改生,張國榮,張晉東,等. 心肌缺血再灌注損傷中核因子-κB活性的變化[J]. 空軍醫學雜志, 2006, 22(2): 80-82.

4 周春燕, 陳玉培. NF-κB與心肌缺血再灌注損傷[J]. 國際麻醉學與復蘇雜志, 2005, 26(3): 164-166.

5 汪永義,薛松,劉沙,等. 阿司匹林抑制NF-κB激活減輕心肌缺血再灌注損傷[J]. 醫學研究生學報, 2003, 16(2): 101-104.

6 李文兵,劉保江,韓沖芳,等. 急性心肌缺血再灌注犬心肌組織NF-κB的表達與瑞芬太尼的干預作用[J]. 中西醫結合心腦血管病雜志, 2008, 6(6): 677-679.

7 胡煜輝,馮云,劉星,等. 大鼠心肌缺血再灌注損傷中心肌細胞凋亡與NF-κB p65、iNOS的表達[J]. 細胞與分子免疫學雜志, 2010, 26(9): 868-870.

8 Yang J, Li Y, Hu C. Ischemic preconditioning protects against myocardial ischemia-reperfusion injury through inhibiting toll-like receptor 4/NF-κB signaling pathway in rats[J]. Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban, 2011, 36(10): 972-978.

9 蔣鵬,黃祥君,趙明,等. 鹽酸右美托咪定對缺血-再灌注損傷大鼠心肌Toll樣受體4/核因子-因子信號通路的作用[J]. 臨床麻醉學雜志, 2014, 30(3): 294-296.

10Bi QR, Hou JJ, Qi P, et al. TXNIP/TRX/NF-κB and MAPK/NF-κB pathways involved in the cardiotoxicity induced by Venenum Bufonis in rats[J]. Sci Rep, 2016, 6: 22759.

Role of NF-κB in myocardial ischemia-reperfusion injury*

Yang Yi1, Yang Ting-ting1, Pan Xiao-yan2△

(1.Grade 2013, Department of Clinical Medicine, Jiaxing University School of Medicine;2.Department of Pathology, Jiaxing University Medical College, Zhejiang Jiaxing 314001)

浙江省大學生科技創新活動計劃暨新苗人才計劃項目(編號：2015R417002)

揚翼，女，2013級本科生，Email：acdeg1230@126.com。

△通訊作者：潘曉燕，女，副教授，主要從事天然產品的心血管保護作用研究，Email：jxpanxiaoyan@yeah.net。

2016-10-7)