NF—κB信號通路抗肝纖維化的研究進展

【摘要】 轉錄因子-κB（NF-κB）是一類廣泛存在的、調控著多種基因轉錄的重要轉錄調節因子。NF-κB的不適當表達和激活與各種疾病的發生密切相關。因此， 以NF-κB為治療靶點的藥物研究可能為預防和治療這些疾病提供新思路。本文就NF-κB信號通路與肝纖維化發生、發展及其與肝星形細胞（HSCs）之間關系的研究進展做一綜述。

【關鍵詞】 轉錄因子-κB；肝纖維化；肝星形細胞

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.28.194

肝纖維化（hepatic fibrosis）是多種原因引起的慢性肝損傷之后組織修復過程中的病理改變， 是慢性肝病發展到肝硬化必經之階段， 是慢性肝炎轉變為肝硬化過程的樞紐環節。現認為肝纖維化尚有逆轉至正常的可能， 故阻斷和延緩肝纖維化的發展， 是治療慢性肝病的重要策略。近年來肝纖維化的病理生理機制研究取得了較大進展， 中醫藥抗肝纖維化研究及其在治療肝纖維化方面取得了良好的效果， 但由于中藥成分的復雜性及不穩定性， 同時許多研究缺乏科學合理的實驗設計， 尚難對其療效、作用靶點等方面作出客觀評價[1， 2]。因此， 研究肝纖維化形成的分子機制， 研發療效明確、副作用少、靶點特異性高、可以延緩甚至逆轉肝纖維化進程的藥物， 對減輕慢性肝病、提高生存質量具有十分重要的意義。

1 NF-κB與肝纖維化

肝臟細胞外間質纖維生成和降解失衡是肝纖維化形成的主要原因， 它的形成過程是一個極為復雜的生理病理過程， 涉及到反應靶細胞、細胞因子、抑制因子和致病機體反應等多種因素的作用。所有致病因子造成的肝臟損傷和炎癥， 在多種炎性因子的參與下， 都會激活HSCs、枯否細胞（KC）等而啟動肝纖維化[3]。大量的研究表明， 細胞外基質的主要來源是HSCs， 肝纖維化形成和發展的中心環節是HSCs的活化、增殖。大多數學者基于HSCs作為干預靶點提出了兩種治療肝纖維化的設想：一種是將活化的HSCs利用藥物控制將其逆轉為靜止的；第二種是通過給藥治療使活化的HSCs加速凋亡， 減少活化細胞的總體數量。由于不連續的多階段過程是HSCs活化的特點， 故將活化的HSCs逆轉為靜止的設想目前是不可能實現的[4]。因此， 只有通過各種方法使HSCs細胞加速凋亡， 將HSCs的數量降低下來， 抑制細胞外基質（ECM）的生成， 有可能成為肝纖維化治療的有效的方案。

近年來， 隨著對肝纖維化產生的分子機制研究不斷的深入， 人們發現， 在肝纖維化發生發展的過程中， HSCs的激活、凋亡與許多細胞因子及細胞內信號轉導系統的調控有關， 其中， 調節HSCs凋亡這一關鍵過程的細胞因子是核因子κB [5]。在肝纖維化產生的損傷過程中， NF-κB刺激KC產生各種炎性因子， 擴大肝臟炎癥， 還同時促進HSCs的活化， 從而參與調控肝細胞的凋亡和增殖。故NF-κB對炎癥因子產生、HSCs激活發生的影響， 在肝纖維化形成過程中， 積極參與肝纖維化形成的調控作用引起了人們極大關注。

2 NF-κB的激活、調控

NF-κB就是一種蛋白質， 具有轉錄激活的功能， 是屬于NF-κB/Rel一類。目前包括p50、p52、p65、c-Rel和RelB已被證實是哺乳動物的家族成員NF-κB類型。含有約300個氨基酸的Rel同源結構域（RHD）是這些Rel家族蛋白的特征， 這類蛋白的結構特征就是它們的結構中有I-κB結合的位點， 也有Rel蛋白間的聚合， 同時包含DNA識別序列和核定位序列（NLS）， 這些蛋白的主要功能是執行NF-κB對DNA識別、連接、二聚化及核定位。有專家發現， NF-κB與其抑制蛋白I-κB結合成無活性的NF-κB/I-κB三聚體復合物后存在于細胞質中， 不管在生理條件或靜息狀態下的細胞中， 它的活性都會受到I-κB調控。只要細胞受到各種感染及細胞外信號刺激， 就可通過1個或多個信號轉導途徑， 激活NF-κB誘導激酶（NIK）→激活I-κB激酶（IKK）→致I-κB氨基末端Ser32/36發生磷酸化， 26S蛋白酶體作用使I-κB降解， 迅速釋放出NF-κB， 從胞質轉位到胞核而被激活， 如果又有相應的靶基因上游啟動子元件或增強子內部的κB元件與之相結合， 就會啟動基因的轉錄。I-κB的磷酸化是這個信號傳導過程中的關鍵步驟， IKK復合物是這一反應的催化劑。可見NF-κB激活在對細胞因子的反應中是最重要的途徑， NF-κB/I-κB復合物是干擾細胞質中的關鍵。故， 通過穩定磷酸化的I-κBα使其仍然結合在NF-κB上， 或抑制I-κBα磷酸化和降解、誘導I-κB的合成， 是抑制NF-κB激活的一個理想途徑。

近些年的研究發現， NF-κB激活過程受到兩條途徑的調控：第一條途徑是增強活化途徑：NF-κB被激活， 進而增強各類細胞因子的轉錄， 促使NF-κB分泌增多， NF-κB再次被細胞因子激活， 使得腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和IL-1β等細胞因子產生和釋放增多， 放大炎癥信號。第二條途徑：①細胞內：NF-κB被激活后， 在致炎介質基因轉錄啟動時， 也隨之使胞漿內I-κBα抑制因子的基因轉錄增強， 加大了I-κBα mRNA的蛋白合成及顯現出生物表達， 新合成的I-κBα進入細胞核內， 與NF-κB結合而抑制其DNA合成， 使NF-κB的激活速度降低。②細胞外：任何因素刺激NF-κB激活也可使反向調節細胞因子白細胞介素-4（IL-4）、白細胞介素-10（IL-10）、白細胞介素-13（IL-13）等的產生， 后者可抑制NF-κB的激活。因此， 針對NF-κB的產生及影響因素， TNF-α、白細胞介素-1（IL-1）和IL-10等關鍵基因的表達及藥物對這些基因表達的影響， 對研究藥物對NF-κB的調節作用至關重要。

3 NF-κB與HSCs的活化

有學者研究發現， 脂多糖（LPS）誘導活化的HSCs表達使得NF-κB濃度升高， NF-κB的激活與促炎癥反應基因表達兩者關系密切， 同時伴有白細胞介素-8（IL-8）濃度的增高， 進而加速炎癥反應使肝臟的纖維化進一步發展。從活體新分離的和休眠狀態下的HSCs細胞核內NF-κB數量極少， 相反， 活動性強的、呈α-SMA強陽性的HSCs中顯示了較強的NF-κB核轉位活性， 被激活的HSCs表達有大量尚未確定的NF-κB DNA結合物和典型的P65-p50異源二聚體和少量的P65同源二聚體， 而且NF-κB的基礎活性比休眠狀態的細胞有顯著增高， 由此可以說明HSCs細胞的活化受到了NF-κB的調控。如果將纖維化的肝內HSCs細胞與免疫效應細胞進行反應， 結果是CD40-CD40L受體配體復合物可通過IKK-2活化和腫瘤壞死因子（TNF）受體結合因子-2路徑， 促使NF-κB的分泌并維持其持續活化， 促進NF-κB與DNA的連接和核定位， 從而持續激活HSCs。研究還發現氧應激也可增強NF-κB的活性， 進一步加速HSCs的活化而致肝纖維化生成。另外， HSCs活化后以I-κBβ的超磷酸化形式表達， 同I-κBα因子搶奪NF-κB， 使活化的HSCs在持續激活階段維持較高的NF-κB基礎活性。NF-κB的活性迅速增高會促使HSCs中的細胞粘附分子（ICAM-1）、環氧化酶-2（COX-2）、白細胞介素-6（IL-6）及IL-8基因轉錄表達產生相應的蛋白， 激發或加劇肝臟炎癥， 通過MCP-1、自由基， 轉化生長因子-β（TGF-β）等炎性介質進又一步激活NF-κB， HSCs持續活化， 最終導致肝臟纖維化。所以， 通過藥物干預， 下調NF-κB活性， 減少炎癥因子產生和抑制HSCs活化， 可能是治療肝纖維化的有效途徑之一。

4 NF-κB與HSCs的凋亡

近年來， 許多學者對NF-κB與HSCs凋亡的相關性做了大量的研究。如果將IκBα的第32、36位的絲氨酸突變成丙氨酸就會產生超抑制物， 使得IκBα的降解和磷酸化下降， 與NF-κB結合可抑制其核易位， HSCs細胞凋亡明顯升高。相反， 如果在突變型I-κBα細胞系中加入正常的NF-κB、P50和p60/RelA亞基， 凋亡細胞數會顯著下降。還有研究采用MDMA誘導HSCs凋亡， 在HSCs凋亡的過程中， 發現激活細胞內NF-κB的活性， 或者使活性氧自由基 （ROS）的活性和濃度升高， 同時降低細胞間還原型谷胱甘肽水平， 當NF-κB的活性增強到某個程度時就會阻斷MDMA誘導HSCs凋亡；被激活的NF-κB也會進一步阻斷TNF-α介導的細胞凋亡效應， 以上研究發現都說明了NF-κB對細胞凋亡反應是抑制的。凡此， 均說明NF-κB在HSCs和肝細胞中均具有抗凋亡作用。

5 小結

綜上所述， 多數認為在肝纖維化發生發展的過程中， HSCs的活化是一個很重要的環節。可以說HSCs是肝臟炎癥發生過程中的靶細胞， 同時也是炎癥相關過程的效應細胞， 是一個敏感的受體；而NF-κB及其調控系統則是炎癥的關鍵介質， 在HSCs細胞活化和凋亡中均發揮著主導的作用。研究肝纖維化形成的分子機制， 開發療效明確、副作用少、靶點特異性高、可以延緩甚至逆轉肝纖維化進程的藥物， 通過藥物治療來抑制NF-κB活性， 促進HSCs的凋亡， 有可能成為逆轉肝纖維化新策略， 并將產生重大影響。

參考文獻

[1] 鄭佳連.疏肝健脾方對四氯化碳誘導小鼠肝纖維化模型影響. 遼寧中醫藥大學學報， 2015， 17（1）：42-44.

[2] 陳永欣， 黃權芳， 林興， 等. 滿天星異葒草苷對大鼠酒精性肝纖維化保護作用的實驗研究. 中國中藥雜志， 2013， 38（21）： 3726-3730.

[3] Li J， Si HF， Lü X， et al. Suppressive effects of leflunomide on leptin-induced TIMP-1 production involves on hepatic stellate cell proliferation and apoptosis. Experimental Biology & Medicine， 2008， 580（1-2）：63-69.

[4] Anan A， Baskin-Bey ES， Bronk SF， et al. Proteasome inhibition induces hepatic stellate cell apoptosis. Hepatology， 2006， 43（2）：335-344.

[5] Son G， Iimuro Y， Seki E， et al. Selective inactivation of NF-kappaB in the liver using NF-kappaB decoy suppresses CCl4-induced liver injury and fibrosis. Ajp Gastrointestinal & Liver Physiology， 2007， 293（3）：G631-G639.

[收稿日期：2016-06-09]