CNP、NPR-B 與NF-κB 信號通路在胃癌中的研究進展

李姍姍，劉海旺，李春輝

（承德醫學院附屬醫院病理科，河北 承德 067000）

胃癌（gastric cancer）是一種嚴重威脅人類生命健康的惡性腫瘤，根據國際癌癥研究機構發布的2020 全球癌癥統計數據[1]，胃癌在全球惡性腫瘤的發病率中位居第5 位，在死亡率中位居第4 位，而胃癌在我國的發病率和死亡率均居第3 位。目前普遍認為胃癌的發生發展是一個復雜、多因素、多步驟的漸進過程，受到多種基因和信號通路的共同調控[2]。C 型鈉尿肽是一種含有22 個氨基酸的活性多肽[3]，主要通過與其特異性受體NPR-B 結合后激活cGMP，從而發揮多種生物學功能，包括調節心血管平衡、改善生殖能力、抑制平滑肌收縮，以及抗腫瘤增殖等功能[4-7]。NF-κB 是一種在人體內廣泛表達的核轉錄因子，其在細胞增殖、腫瘤侵襲與轉移、炎癥反應以及免疫應答調節等過程中發揮著重要作用。在胃癌的發生發展中NF-κB 信號通路的異常激活可以促進腫瘤的增殖與轉移，使腫瘤具有更強的侵襲遷移能力，但其作用機制尚未完全明確。C 型鈉尿肽作為鈉尿肽家族的一員，其對胃癌的影響尚未見明確報道，但C 型鈉尿肽的下游信號分子PKG 在胃癌中具有明確的抗腫瘤作用，且其表達水平能夠影響胃癌分化[8，9]。可見，C 型鈉尿肽及其功能受體NPR-B、NF-κB 信號通路與胃癌發生發展之間的關系有待進一步研究。本綜述主要闡述C 型鈉尿肽、NPR-B 以及NF-κB 信號通路的結構、功能以及與胃癌發生發展的關系，旨在深入認識胃癌發生發展的分子機制，為胃癌的治療提供新的抑制劑及作用靶點。

1 C 型鈉尿肽及NPR-B 的結構與功能

C 型鈉尿肽（C-type natriuretic peptide，CNP）是鈉尿肽家族成員之一，最初在豬腦的提取物中發現[10]，其基本結構是由22 個氨基酸構成，其中包含一個由17 個氨基酸殘基及1 個二硫鍵組成的環狀結構[3]。編碼人類CNP 的基因NPPC 位于2 號染色體，此基因編碼一個具有126 個氨基酸的CNP 前體，隨后經蛋白內切酶呋喃酶（furin）裂解生成CNP-53 和NT-proCNP，最后CNP-53 進一步裂解生成活性肽CNP-22[11]。此外，內皮細胞也能夠分泌CNP 前肽，并由呋喃酶進一步加工成CNP-53 和CNP-22。CNP-53 以中間存儲形式分布在組織細胞內，CNP-22 以活性形式廣泛分布于循環系統中[12]。研究表明[13]，CNP 在體內普遍存在，主要分布于中樞神經系統和胃腸道系統，在腦-腸軸中發揮著重要的生物活性作用。CNP 也存在于軟骨細胞、內皮細胞、心肌細胞及成纖維細胞中，同樣發揮著重要作用。CNP 在哺乳動物血液中的濃度比較低，故而被認為是一種自分泌/旁分泌調節肽[14]。

NPR-B 又稱為鳥苷酸環化酶B（GC-B）或鈉尿肽受體2（NPR2）。人類NPR-B 由NPR2 基因編碼，該基因位于9 號染色體[15]。NPR-B 的結構包含胞外區（extracellular domain，ECD）、跨膜區（transmembrane domain，TMD）和胞內區（intracellular domain，ICD）。胞外區是與鈉尿肽（natriuetic peptide system，NPs）特異性結合的區域，是由433 個氨基酸組成，包含6 個Cys 殘基和7 個N-糖基化位點，N 端的22 個氨基酸是其信號肽，另外在胞外區的遠膜區有一個保守的氯離子結合位點，可通過氯離子與氫鍵的結合來調控受體的活性。胞內區包括一個鳥苷酸環化酶區（guanlyl cyclase domain，GCD）和一個激酶同源區（kinase homology domain，KHD），是由539 個氨基酸組成，包含9 個Cys 殘基和1 個N-糖基化位點，其中C 端的252 個氨基酸組成GCD，近膜端的317 個氨基酸組成KHD。GCD 區活化后具有鳥苷酸環化酶活性，可環化鳥苷-5′-三磷酸（GTP）產生環狀鳥苷-3′,5′-單磷酸（cGMP）；而KHD 區無激酶活性，主要起調節作用[4]。NPR-B 主要分布于胃竇黏膜和肌肉組織中[16]，此外在心臟、大腦、子宮、卵巢、腎臟、肺、肝臟、脂肪細胞和一些癌癥中也均有表達[17]。NPR-B 作為一種顆粒狀的鳥苷酸環化酶受體，催化GTP 轉化為cGMP，而cGMP 是一種重要的第二信使，它主要通過激活其下游信號分子cGMP 依賴性蛋白激酶（cGMP dependent protein kinase，PKG）來促進底物蛋白的磷酸化，從而介導各種生物效應[18]。

2 CNP 及NPR-B 的生物學特性

CNP 主要通過與細胞膜上的特異性受體NPR-B 結合，使細胞內GTP 轉化為cGMP 進而激活下游cGMP 依賴的蛋白激酶（簡稱cGKs 或PKGs）、cGMP 依賴的磷酸二酯酶（PDEs）和cGMP門控離子通道等途徑，引起廣泛的生理反應。CNP/NPR-B/cGMP 信號傳導途徑產生的一系列生物學效應包括以下幾個方面：①調節血管張力和血壓，維持心血管平衡。CNP 的血管舒張活性依賴于由NPR-B觸發生成的cGMP，此外，外源性CNP 會使血壓急速下降[4]。②調節生長板軟骨細胞的增殖、肥大及分化，從而刺激長骨生長。CNP 之所以能夠促進軟骨合成，主要是因其與NPR-B 結合后產生cGMP，進而激活PKGⅡ信號系統，從而抑制Erk1/2 的磷酸化以及ERK 信號通路在RAF-1 水平上的傳導，最終促進軟骨細胞增殖以及降低細胞外基質降解[5]。③抑制胃腸道平滑肌的自發性收縮運動。CNP 與平滑肌上的NPR-B 受體結合，生成cGMP 使得平滑肌細胞中cGMP 含量升高，進而使細胞內Ca2+濃度減低，從而抑制平滑肌收縮[16]。④促進卵泡發育。有研究表明[6]，NPR-B 基因缺失的小鼠患有不育癥，外源性CNP 可通過與NPR-B 受體結合刺激cGMP 的產生，從而促進卵泡的生長。⑤改善精子活力和生殖功能，誘導正常人的精子獲能[7]。CNP 可以通過cGMP 誘導正常人的精子獲能，還可以降低ROS，改善精子功能障礙患者的生育能力。⑥抑制橫紋肌肉瘤細胞的增殖。CNP/NPR-B/cGMP 信號是橫紋肌肉瘤細胞中Raf/MEK/ERK 信號通路在Raf-1 水平的有效抑制劑，CNP 抑制ERK 的磷酸化，而cGMP 使Raf-1 在Ser43 處發生磷酸化，導致Ras/Raf-1 相互作用的解耦和Raf/MEK/ERK 途徑的失活從而抑制細胞增殖[8]。

3 CNP 及其功能受體NPR-B 與胃癌的關系

CNP 與心房鈉尿肽（atrial natriuretic peptide，ANP）同屬鈉尿肽家族，具有高度同源性，且二者具有相似的結構和生物活性。它們的結構均包含一個由17 個氨酸殘基及1 個二硫鍵形成的環狀結構，而該結構是其與受體結合的重要活性中心[3]。此外，CNP 與ANP 發揮生物學活性的途徑一致，都是通過與其相應受體NPR-B/NPR-A 結合后激活cGMP，進而激活cGMP 依賴性蛋白激酶G（PKG）上調與轉錄和翻譯相關基因的表達水平來發揮生物學效應[18]。朱亞清等[19]研究證明，ANP 能夠通過抑制PI3K/Akt 信號通路，從而對胃癌MGC-803 細胞的增殖和遷移有抑制作用。此外，張盧舜等[20]研究發現，NPR-A 在胃癌組織中的表達量低于正常胃黏膜組織，且其表達量隨著分化程度降低、浸潤程度加深、淋巴結轉移及TNM 分期變高而下降，故而推測NPR-A 能夠在一定程度上抑制胃癌的發生發展。而CNP 及其受體NPR-B 在胃癌發生發展中的作用尚不明確，根據其結構及發揮生物學作用途徑與ANP/NPR-A 的相似性推測CNP 及NPR-B 對胃癌的發生發展也有相似的抑制作用。

CNP 主要是通過與其特異性受體NPR-B 結合后產生cGMP 進而激活下游分子PKG 發揮生物學效應。有研究表明PKG 在肝、甲狀腺、肺、結腸及胰腺等腫瘤中的表達水平顯著低于正常組織水平，而且其高表達會阻斷腫瘤的侵襲性，從而推測PKG 具有抗腫瘤作用，與腫瘤的發展有一定關系。翟健華等[9]研究發現，PKGⅡ在分化程度不同的胃癌組織中，其表達水平存在著差異，表達水平越低，癌細胞分化越差。PKG 具有抗腫瘤作用且其表達水平能夠影響胃癌分化，而CNP 與NPR-B 受體結合后產生cGMP 恰恰能夠激活下游分子PKG，故而推測CNP也會在一定程度上抑制胃癌的發生發展，進而為胃癌的治療提供新思路。

另外，CNP 在其作用濃度為100 mmol/L 時，能夠使得小細胞肺癌的癌細胞數量減少39%，具有顯著的抗增殖作用[21]。其次，有研究表明[22]，在前列腺癌中CNP 及NPR-B 基因的表達量較正常組織是下降的，故而CNP 也可作為前列腺癌的潛在標志物。但CNP 在胃癌中是否具有抗增殖作用以及能否作為胃癌的潛在標志物有待進一步研究。

4 NF-κB 信號通路的結構與功能

NF-κB 是一種核轉錄因子，其家族由RelA（也稱p65）、RelB、c-Rel、p50 和p52 五個成員組成，分別由RELA、RELB、REL、NFKB1 和NFKB2 基因進行編碼。NF-κB 家族成員通常以同源二聚體或異源二聚體存在于細胞內，均含有一個負責與DNA 結合以及二聚化的Rel 同源結構域（RHD），而在p65、RelB 和c-Rel 中還存在著對基因表達起正向調節作用的轉錄激活區域（TAD）。但由于p50 和p52 缺乏轉錄激活TAD 區域，它們在細胞內通常以它們的前體p105 和p100 的形式，作為抑制分子存在。

在生理狀態下，細胞中的NF-κB 二聚體通常與IKB 抑制蛋白（IκBα、IκBβ 和IκBε）結合處于靜息狀態，需要進行激活才能進一步發揮生物學效應。NF-κB 信號通路的激活主要有經典和非經典兩種途徑[23]。經典激活途徑中的主要機制是降解IKB 抑制蛋白（IκBα）。細胞在受到各種刺激信號分子如脂多糖（LPS）、腫瘤壞死因子α（TNFα）或白細胞介素-1（IL-1）刺激后分別激活相應受體使NF-κB 信號級聯的核心組成部分——IKK 激酶復合物磷酸化，而IKK 激酶復合物的磷酸化會導致IκBα 的蛋白體降解，進而使得NF-κB 同源或異源二聚體得以釋放并轉移到細胞核內進而激活目標基因轉錄；非經典激活途徑是通過IKKα 的激活使p100 磷酸化并將其加工為活性形式p52，p52 與RelB 組成異源二聚體進入細胞核中調節下游基因轉錄，進而發生一系列的生物學效應[24]。

在NF-κB 二聚體中，p65/p50 存在最廣泛、活性最強，它在激活后能夠參與多種基因的表達和調控。其中p65 亞基既能夠參與基因轉錄的起始調節，促進p50 亞基與DNA 結合，又能夠調控下游多種靶基因的轉錄活性，故而研究p65 亞基在一定程度就是研究NF-κB 信號通路[25]。NF-κBp65 亞基的磷酸化，尤其是在Ser536 位點的磷酸化，可以激活NF-κB信號通路[26]。NF-κB 信號通路的激活與癌癥相關。研究表明NF-κBp-p65Ser536 在肝癌中具有促進作用，但其在前列腺癌、腸癌及乳腺癌中卻具有抑制作用[27]。由此可見，NF-κB 信號通路具有復雜性，僅通過單純抑制NF-κB 信號通路進行癌癥的治療，其效果并不理想，因此精準把握NF-κB 的磷酸化蛋白在癌癥中的作用機制顯得尤為重要。

5 NF-κB 信號通路與胃癌的關系

NF-κB 轉錄因子在體內廣泛表達，在細胞增殖、凋亡、侵襲、轉移、炎癥反應以及免疫應答調節等過程中發揮著重要調節作用，且與胃癌的發生發展密切相關。

譚林等[28]的研究發現，在胃癌組織中NF-κBpp65 的表達水平要明顯高于癌旁組織，且其表達水平與TNM 分期、浸潤深度、淋巴結轉移及遠處轉移有關，這表明NF-κB 信號通路在胃癌中存在著異常活化，且這種異常活化能夠影響胃癌的生長、侵襲與轉移。此外，NF-κB 信號通路的激活還會引發急性和慢性炎癥，從而引起基因組穩定性下降，并造成與癌癥發生發展相關的基因突變[29]。NF-κB 信號通路的激活也能夠通過調節促癌基因的表達促進細胞增殖，有研究表明幽門螺桿菌感染可以通過增加NF-κB 和AP-1 的活性，進而促進促癌基因β-catenin及c-myc 的表達，最終導致胃癌細胞的過度增殖[30]。在胃癌的進展中，NF-κB 信號通路處于異常和持續激活狀態，并伴隨著促炎因子表達的增加。Nur77 可通過活化NF-κB 信號通路，上調IL-6 的表達，進而增強腫瘤的血管新生、惡性增殖、侵襲與轉移等能力[31]。血管內皮生長因子VEGF 在胃腸道腫瘤中高表達，且與腫瘤的侵襲轉移有關，Liu M 等[32]實驗研究證明，REC8 通過抑制NF-κB 介導的VFGF 的表達從而抑制血管生成，進而影響胃癌的生長和轉移。眾多實驗表明NF-κB 信號通路在胃癌的發生發展中存在異常激活，且會促進胃癌細胞的增殖以及增強腫瘤的侵襲、轉移等能力，若找到該通路的抑制分子或抑制劑將會對胃癌的發病機制有更為清楚的認識以及對延緩胃癌的進展也至關重要。

NF-κB 信號通路在細胞凋亡中也發揮一定作用，Bax 是Bcl2 家族的一員，是哺乳動物體內常見的促凋亡基因，其過度表達會通過抑制Bcl2 的功能進而加速細胞凋亡。雷蕾等[33]實驗研究表明，通過RNA 干擾技術抑制胃癌BGC823 細胞中脂筏結構蛋白2（FLOT2）的表達使得NF-κB p65 蛋白表達量顯著下降，Bax 蛋白表達量升高，這表明下調NF-κB信號在一定程度上可誘導胃癌細胞凋亡。周寧等[34]研究發現，在胃癌SGC-7091 細胞中過表達miR-299-3P 可促進Bax 表達，抑制Bcl2 表達，可抑制NF-κB 信號通路，從而誘導癌細胞凋亡。由此可見，抑制NF-κB 信號通路的激活可以促進胃癌細胞凋亡，這為胃癌發病機制的研究提供理論支持，也為防治胃癌找到新的治療手段。

6 總結

C 型鈉尿肽作為鈉尿肽家族一員，分布廣泛，生物學作用眾多，其在前列腺癌中表達下降且對小細胞肺癌的癌細胞有顯著的抗增殖作用，但其在胃癌中研究較少；NPR-B 作為CNP 的特異性受體，其在胃腸道中表達，CNP 與NPR-B 結合后能夠增加細胞內cGMP 含量，進而激活cGMP 依賴性蛋白激酶G（PKG）發揮眾多生物學效應。NF-κB 信號通路的異常激活與胃癌的發生發展密切相關，可以影響胃癌細胞的增殖、凋亡、轉移與浸潤等。NF-κB p65 是NF-κB 信號通路的關鍵蛋白，其磷酸化能夠激活NF-κB 信號通路進而促進胃癌的發生發展。CNP 可以抑制LPS 誘導的NF-κBp65 Ser536 的磷酸化和隨后的NF-κB 信號通路的激活，在前列腺癌中，就是通過增加了NF-κB p65 Ser536 的磷酸化來激活NF-κB 通路，從而推進腫瘤的發生發展，可見，CNP與NF-κB 之間關系密切。故而研究CNP、NPR-B 與NF-κB 信號通路在胃癌中的作用機制有望成為治療胃癌的藥物及作用靶點。