核因子-κB抑制蛋白在動脈粥樣硬化中的作用及其中醫(yī)藥研究進展

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動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)的形成是由于血管內(nèi)皮細胞功能障礙和炎癥反應(yīng)相互作用的病理過程，是缺血性心腦血管病的病理基礎(chǔ)之一。由于內(nèi)皮細胞功能障礙導(dǎo)致細胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)、血管黏附分子-1(vascular adhesion molecule-1，VCAM-1)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor，TNF-α)等多種黏附分子表達增加，這些黏附分子介導(dǎo)白細胞、單核細胞黏附到內(nèi)皮，并在趨化因子作用下，遷移到內(nèi)膜，轉(zhuǎn)化成巨噬細胞，分泌多種炎癥因子，促進動脈粥樣硬化的形成。研究發(fā)現(xiàn)κB抑制蛋白激酶(IKK)可與核因子-κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)激活信號直接作用并被激活，活化后的IKK誘導(dǎo)κB抑制蛋白(inhibitory kappa B，IκB)的磷酸化，導(dǎo)致NF-κB二聚體移位到細胞核，從而激活NF-κB信號通路，誘導(dǎo)炎癥因子的表達，是動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)就NF-κB抑制蛋白在動脈粥樣硬化中的作用及其在中醫(yī)藥領(lǐng)域的研究進展進行綜述。

1 IκB概述

IκB是NF-κB的主要調(diào)控抑制蛋白，NF-κB是一種普遍存在的異二聚體轉(zhuǎn)錄因子，兩者以無活性狀態(tài)存在于胞質(zhì)溶膠中。IKK是NF-κB激活的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑[1]，通過促炎信號細胞刺激，IκB激酶磷酸化特定絲氨酸殘基上的IκB蛋白導(dǎo)致其泛素化和連續(xù)的蛋白酶體降解，釋放的NF-κB二聚體積累在細胞核中，與靶基因上的κB位點發(fā)生特異性結(jié)合，激活許多基因的表達，包括細胞因子、趨化因子及黏附因子等[2-3]。

IκB家族包括IκBα、IκBβ、IκBγ、IκBε和Bcl-3。IκBα主要由70個氨基酸的N-末端區(qū)域和錨蛋白重復(fù)序列組成的205個氨基酸的內(nèi)部區(qū)域以及包含一個C-末端的42個氨基酸的區(qū)域(PEST區(qū)域)3個結(jié)構(gòu)域組成，其中N-末端或C-末端區(qū)的缺失不會抑制IκBα與NF-κB相互作用的能力，但C-末端區(qū)的缺失會阻斷IκBα抑制NF-κB的DNA結(jié)合能力[4]。IκBβ與IκBα相似，同樣含有錨蛋白重復(fù)序列，優(yōu)先與包含C-Rel或RelA的二聚體相互作用。

2 IκB在AS形成中的作用

AS是一種緩慢進展的炎癥性疾病，其特征是巨噬細胞來源的泡沫細胞在血管壁中積累，并伴隨著廣泛的趨化因子、細胞因子和生長因子的產(chǎn)生，促使內(nèi)膜脂質(zhì)沉積、脂肪條紋形成及纖維組織損傷，導(dǎo)致斑塊形成，管腔狹窄。IκB通過抑制NF-κB炎癥途徑的激活減少血管損傷和內(nèi)皮細胞活化，抑制炎癥因子的表達，減少AS的形成。

2.1 IκB與炎癥反應(yīng) 炎癥被認為是動脈粥樣硬化病變形成和發(fā)展的主要機制。NF-κB是炎癥反應(yīng)中的主要轉(zhuǎn)錄因子，參與炎癥細胞凋亡和細胞增殖的基因調(diào)控，NF-κB激活后將導(dǎo)致炎癥相關(guān)因子的過度表達，引起明顯的炎癥反應(yīng)。抑制NF-κB信號通路可以緩解動脈粥樣硬化的形成，IκBα的過表達可以有效抑制NF-κB的活化及內(nèi)膜增生和體外平滑肌細胞增殖[5]，顯著抑制人動脈粥樣硬化斑塊細胞釋放細胞因子[6]。Goossens等[7]使用具有IκBα骨髓特異性缺失的小鼠模型，研究NF-κB抑制劑IκBα在AS形成中的作用，結(jié)果從該組織分離的RNA中發(fā)現(xiàn)巨噬細胞標志物CD68的表達增加了49.6%(P<0.05)，表明IκBα缺乏的小鼠血管壁中巨噬細胞聚集增加。炎性機制在AS發(fā)生階段及相關(guān)血栓并發(fā)癥的發(fā)展中發(fā)揮核心作用，樺木酸的抗炎機制就是通過抑制IκBα的磷酸化來抑制巨噬細胞中的NF-κB信號通路，降低血漿中促炎癥細胞因子的水平實現(xiàn)的[8]。IκB蛋白通過抑制NF-κB活化，可以阻斷血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的內(nèi)源性白細胞介素6(IL-6)炎性介質(zhì)的表達[9]。IKKα在NF-κB負反饋中的關(guān)鍵作用是限制巨噬細胞炎癥基因的激活。造血細胞中IKK缺乏的小鼠又可通過抑制Akt信號，損害單核細胞或巨噬細胞存活，增加動脈粥樣硬化病變中的巨噬細胞凋亡，并減少早期動脈粥樣硬化[10]。

2.2 IκB與內(nèi)皮細胞損傷 正常的血管內(nèi)皮細胞能調(diào)節(jié)血管緊張度，維持血管結(jié)構(gòu)，分泌抗血小板、抗凝物質(zhì)和纖溶蛋白，同時具有抗炎作用，防止炎癥細胞向血管壁黏附聚集。內(nèi)皮細胞功能障礙是起動和維持動脈粥樣硬化的關(guān)鍵步驟，是AS發(fā)生發(fā)展的重要基礎(chǔ)病理改變，當內(nèi)皮細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)受損和功能改變時，血管屏障功能遭到破壞，血液中的脂質(zhì)和單核細胞/巨噬細胞在內(nèi)皮下沉積，進而形成泡沫細胞，導(dǎo)致AS等一系列病理損傷，誘導(dǎo)AS斑塊形成。內(nèi)皮細胞損傷又可促進平滑肌細胞增殖，進一步損傷血管。

NF-κB/IκB參與內(nèi)皮細胞的激活。在AS病變中的巨噬細胞、內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞表現(xiàn)出增強的NF-κB活性[11]。IκBα通過抑制NF-κB的活化降低維生素D受體缺失小鼠的內(nèi)皮細胞活化[12]。白細胞介素8(IL-8)能夠降低氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)誘導(dǎo)的IL-6、ICAM-1等炎性介質(zhì)的表達，其可能通過增加IκB蛋白水平表達，抑制NF-κB信號通路的活化，從而抑制ox-LDL誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞炎癥[13]。棕櫚酸通過IκB激酶(IKK)/IκB/ NF-κB途徑加速人臍靜脈內(nèi)皮細胞中PTX3的表達，誘導(dǎo)細胞凋亡，并引發(fā)炎癥反應(yīng)，而厚樸酚通過抑制IKK/IκB/ NF-κB信號通路中的IκB磷酸化和NF-κB活化來抑制PTX3的過表達，減少內(nèi)皮細胞損傷，從而發(fā)揮抗AS的作用[14]。

IKK復(fù)合物對IκB的磷酸化是激活NF-κB的重要步驟，IKK復(fù)合物由IKKα、IKKβ和IKKγ 3個亞基組成，其中IKKα和IKKβ對IκB磷酸化和NF-κB活化起重要作用[15]。研究發(fā)現(xiàn)IKKα可阻斷NF-κB活化抑制內(nèi)皮細胞的遷移[16]。IKKβ在血管炎癥與動脈粥樣硬化和脂肪組織發(fā)育中起關(guān)鍵作用，IKKγ雖然不具有激酶活性，但對于介導(dǎo)NF-κB的信號通路是必不可少的。研究發(fā)現(xiàn)通過IKKγ消融來抑制內(nèi)皮細胞中的NF-κB通路可以減少AS的發(fā)展[17]。

IκB蛋白通過IKK作用，調(diào)控NF-κB信號通路的活化或抑制，參與炎癥反應(yīng)和內(nèi)皮細胞損傷的病變過程，在AS的發(fā)生、發(fā)展過程中發(fā)揮重要的作用。

3 中藥復(fù)方及單體與AS的防治

3.1 中藥復(fù)方

3.1.1 參附注射液 薛建軍等[18]發(fā)現(xiàn)參附注射液能改善缺血再灌注后的心肌損傷程度，增加心肌組織中IκBα的水平，減弱其降解作用，通過抑制NF-κB活性，從而阻斷NF-κB調(diào)控的炎癥反應(yīng)及細胞凋亡。模型組與假手術(shù)組比較NF-κB顯著增加，IκBα顯著減弱，提示缺血再灌注可導(dǎo)致IκBα水平的降解，激活NF-κB活化，從而導(dǎo)致炎癥細胞因子水平增加。參附組與模型組比較NF-κB顯著減弱，IκB-α顯著增加，表明參附注射液能通過增加IκB-α的表達抑制NF-κB的活化，阻斷NF-κB相關(guān)信號通路的傳導(dǎo)，抑制炎癥反應(yīng)和細胞凋亡。

3.1.2 四妙勇安湯 杜雅薇等[19]利用ApoE基因敲除小鼠制備AS動物模型，用四妙勇安湯作為治療藥物研究其對動脈粥樣硬化模型小鼠IκKβ/IκBα/NF-κB信號通路的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)四妙勇安湯可降低IκKβ、NF-κB mRNA表達，并增高IκBα mRNA表達，與模型組相比，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。提示四妙勇安湯可通過調(diào)控IκKβ/IκBα/NF-κB信號通路的活動而抑制炎癥反應(yīng)，達到治療動脈粥樣硬化疾病的目的。

3.2 單味中藥及中藥提取物

3.2.1 黃芪多糖 研究發(fā)現(xiàn)黃芪多糖通過抑制NF-κB和IκB的活化，下調(diào)ICAM-1和VCAM-1的表達，顯著抑制氧化應(yīng)激，對內(nèi)皮細胞損傷具有保護作用[20]。

3.2.2 姜黃素 Coban等[21]發(fā)現(xiàn)姜黃素可增加IκB蛋白在主動脈中的表達，顯著降低動脈粥樣硬化的病變程度，姜黃素組與對照組比較，AS病變程度減少20%(P<0.05)。對評估AS病變的主動脈根部切片進行免疫熒光分析，發(fā)現(xiàn)姜黃素喂養(yǎng)的小鼠巨噬細胞數(shù)量降低37%(P<0.05)，表明姜黃素可能通過增加IκB蛋白水平減少巨噬細胞數(shù)量，降低動脈粥樣硬化病變的大小。

3.2.3 葛根素 研究表明葛根素通過抑制IκB的磷酸化和降解，導(dǎo)致P65NF-κB核易位減少，降低動脈粥樣硬化兔模型中黏附分子(AM)的蛋白質(zhì)和mRNA水平[22]。表明葛根素抑制動脈粥樣硬化及炎癥反應(yīng)的作用和NF-κB的活化降低有關(guān)，葛根素可能是抗動脈粥樣硬化的候選藥物。

3.2.4 白藜蘆醇 Guo等[23]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可顯著降低小鼠血漿中ICAM-1、VCAM-1、單核細胞趨化因子-1(monocyte chemotactic protein-1，MCP-1)的水平，減少巨噬細胞浸潤主動脈組織；在主動脈中磷酸化的IκKα/β，磷酸化的IκB、磷酸化的NF-κB P65和非磷酸化的NF-κB P65的水平顯著高于對照組小鼠。表明白藜蘆醇的治療效果可能與NF-κB的下調(diào)有關(guān)。Zheng等[24]研究發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇可以調(diào)節(jié)葡萄糖和脂質(zhì)代謝，改善胰島素抵抗和血管通透性，并防止糖尿病大鼠動脈壁中的泡沫細胞和膽固醇晶體形成，表明白藜蘆醇具有血管保護作用。白藜蘆醇可以通過抑制培養(yǎng)的內(nèi)皮細胞中NF-κB P65的活化降低ICAM-1、人單核細胞趨化蛋白-1(MCP-1)、TNF-α和NF-κB P65的產(chǎn)生，表明白藜蘆醇減弱了血管壁的炎癥損傷，其影響與NF-κB信號通路的下調(diào)相關(guān)。

3.2.5 青蒿素 Cao等[25]發(fā)現(xiàn)青蒿素的抗炎特性由血管平滑肌細胞中的NF-κB信號通路的作用介導(dǎo)。青蒿素通過下調(diào)NF-κB P65的水平和IκBα的磷酸化來抑制NF-κB信號通路誘導(dǎo)的血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cells，VSMCs)的增殖、遷移和炎癥反應(yīng)，表明NF-κB在青蒿素的抗炎機制中發(fā)揮重要作用，但是青蒿素對血管平滑肌細胞的確切抗炎和抗增生的機制尚不清楚，需要進一步研究。

綜上所述，NF-κB抑制蛋白通過調(diào)控NF-κB信號通路的活動，參與內(nèi)皮細胞的活化和炎癥因子的表達，在AS的形成、發(fā)展過程中發(fā)揮重要的作用。許多NF-κB誘導(dǎo)物和受調(diào)解的基因直接或間接地涉及AS，NF-κB抑制蛋白通過抑制NF-κB的活化，發(fā)揮抗AS的作用，因此發(fā)現(xiàn)選擇性和特異性的NF-κB通路抑制劑可能是抗AS、抗炎和抗細胞凋亡的新的治療途徑。深入探究中醫(yī)藥通過調(diào)控NF-κB信號通路干預(yù)治療AS的作用機制，以期為中醫(yī)藥治療動脈粥樣硬化提供更多的思路。