核因子κB在年齡相關性黃斑變性中的研究進展

【摘要】年齡相關性黃斑變性（AMD）是因光感受器受損、視網膜色素上皮和脈絡膜毛細血管退化導致的眼科疾病，會對患者視力產生進行性損傷。目前，臨床無AMD特異性治療方法，針對干性AMD暫無有效治療方法。氧化應激指標、炎癥因子水平及基因在AMD的發病中起關鍵因素，而核因子κB（NF-κB）通路在細胞氧化應激損傷、炎癥刺激及新生血管形成過程中均起到重要的保護作用，可啟動多種細胞保護性基因的表達，從而維持細胞穩態。但目前NF-κB通路仍在深入探索中，現就NF-κB與AMD的關系及其通路機制的研究進展作詳細綜述。

【關鍵詞】核因子κB；年齡相關性黃斑變性；研究進展

【中圖分類號】R276.7 【文獻標識碼】A 【文章編號】2096-2665.2024.21.0032.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2024.21.010

年齡相關性黃斑變性（age-related macular degeneration， AMD）是眼科常見的不可逆性致盲眼病，多見于≥50歲人群，是導致中老年人視力喪失的常見病因，嚴重影響患者的生活質量[1]。臨床將AMD分為干性和濕性兩類，其中干性AMD是臨床最常見的類型。調查研究顯示， 干性AMD在2020年影響人數約1.96億，預計在2040年的影響人數將高達2.88億，隨著中國人口老齡化加劇， 干性AMD的發病率呈逐年上升趨勢[2]。 AMD病理過程包括脂褐素積累、玻璃膜疣形成、視網膜色素上皮（RPE）地圖樣萎縮、光感受器功能障礙和變性、脈絡膜新生血管生成等[3]。核因子κB（NF-κB）是一種可誘導轉錄因子，調控參與細胞凋亡、細胞生長、細胞生存、細胞分化和免疫應答的基因表達。近年來， NF-κB的活化機制是許多疾病病理研究的關鍵，現就NF-κB與AMD的關系及其通路機制的研究進展作如下綜述。

1 NF-κB的結構和功能

1.1 NF-κB的結構 NF-κB的亞基可通過同二聚或異二聚形成NF-κB的活性分子， NF-κB的典型結構是p50-p65二聚體[4]。二聚體的形成參與DNA結合，其N端區域負責與特定的DNA接觸， C端區域負責二聚化并與非特異性DNA磷酸接觸[5]。

1.2 NF-κB家族 NF-κB家族成員與逆轉錄病毒癌蛋白具有結構同源性，因此被稱為Rel蛋白家族。哺乳動物中的NF-κB轉錄因子家族由5種蛋白質組成，包括p65、 RelB、淋巴細胞增強因子κB（c-Rel）、 NF-κB1和NF-κB2。這5種蛋白質相互結合并形成不同的轉錄活性同源二聚體復合物、異源二聚體復合物[6]，且均位于長度為300氨基酸的共同保守的Rel同源域（RHD）。這些RHD結構域具有多種功能，如二聚化、與DNA結合、與NF-κB抑制劑（IκB）蛋白的抑制亞基（IκBα、 IκBβ及IκBε）相互作用和核轉位等[7]。 NF-κB蛋白家族成員可形成p50-p65二聚體等多種復合物，且這些復合物均位于長度為300 aa的共同保守的RHD。

1.3 NF-κB信號通路 NF-κB蛋白二聚體作為核轉錄因子，需要遷移到細胞核與DNA結合才能發揮作用。在多數正常細胞中， NF-κB處于失活狀態并保留在細胞質中。其與IκB蛋白的特定抑制劑結合，該抑制劑可與NF-κB的RHD結合并干擾其核定位序列（NLS）功能。當IκB蛋白受到體內或體外的刺激時， IκB蛋白發生泛素化和降解，隨后NF-κB復合物被釋放進入細胞核并開啟特定基因（具有NF-κB的DNA結合位點）的表達。 NF-κB激活這些基因并產生炎癥反應、免疫反應、細胞存活反應或細胞增殖等生理反應，此外， NF-κB還會激活其自身阻遏物IκBα的表達[8]。新合成的IκBα又可重新抑制NF-κB，進而導致NF-κB活性水平的波動[9]。

2 NF-κB在AMD中的作用機制

2.1 NF-κB與炎癥反應的關系 NF-κB與機體免疫反應、炎癥反應密切相關，其可通過引起氧化應激信號級聯反應，激活NF-κB通路。 RPE是位于光感受器和帶血管化脈絡膜之間的單層細胞，是視覺系統重要組成部分，負責支配多項眼部生理功能[10]。 RPE細胞損傷是干性AMD病理改變的始動環節， RPE慢性炎癥與干性AMD的發生發展密切相關。有研究表明， RPE的線粒體損傷與炎癥反應、細胞自噬及細胞凋亡密切相關[11]。當RPE細胞受到腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、干擾素-γ和白細胞介素-1β（IL-1β）等炎癥介質的刺激時，會產生細胞因子和趨化因子，進而刺激炎癥反應加重。因此， RPE慢性炎癥是進行性眼病發病機制中的關鍵，也是產生AMD的重要因素。有研究發現，補體旁路通路（AP）、 NF-κB通路均參與RPE炎癥反應[12]。 IL-1β刺激人視網膜色素上皮（ARPE）-19細胞產生炎癥信號，隨后產生磷酸化的IκB激酶α/β，并激活NF-κB，

被激活的NF-κB從細胞質進入細胞核，導致炎癥基因的過度表達[13]。

因此，NF-κB通過調節細胞因子和趨化因子的基因和蛋白表達，影響炎癥反應過程。NF-κB信號轉導通路在炎癥反應、免疫反應、細胞增殖、細胞分化和細胞生存中發揮關鍵作用，是主要的信號轉導通路之一。

2.1.1 NF-κB通過β淀粉樣蛋白（Aβ）誘導產生炎癥作用 Aβ是AMD經典補體途徑的已知激活劑，也是視網膜色素的成分之一，與RPE細胞的促炎相關[14]。視網膜下和玻璃體內注射Aβ均可上調RPE細胞中炎癥介質的表達，并引發AMD樣病理改變。 Aβ1-40的沉積通過激活NF-κB通路，觸發視網膜炎癥反應。受Aβ1-40刺激后， RPE細胞NF-κB/RelA的激活增強[15]。有研究表明， 4苯硫基丁2酮（4-PSB-2）可通過NF-κB信號通路降低氧化型Aβ1-42處理的視網膜色素上皮-19細胞中TNF-α、過環氧化酶-2（COX-2）和一氧化氮合酶（iNOS）的表達[16]。NF-κB是調節炎癥反應的關鍵介質，也是COX-2和iNOS的上游介質[17]。在氧化型Aβ1-42誘導的ARPE-19細胞中，抑制NF-κB信號通路可降低Aβ1-42誘導的RPE細胞中的炎癥表達[18]。另外，有研究指出， Aβ是玻璃膜疣中的一種生理肽，也是體內外NF-κB活化的有效引發信號，會激活RPE中NF-κB[19]。有研究發現，大鼠RPE、脈絡膜中， Aβ、膜攻擊復合物（MAC）及NF-κB均具有年齡依賴性，隨著年齡增長，在RPE慢性炎癥狀態下，通過靶向易位的NF-κB的磷酸化p65亞基的抗體增加RPE核百分比的同時，也增加MAC和Aβ水平[20]。

綜上所述，NF-κB是一個重要的轉錄因子，其能參與炎癥反應、免疫反應、細胞生存和細胞增殖，可參與AMD病情的發生。因此，臨床可將NF-κB作為AMD發病機制的潛在關鍵因素。

2.1.2 NF-κB激活核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3（NLRP3）炎癥小體產生炎癥作用 NLRP3炎性小體是一種結節樣受體（NLR）家族的細胞內模式識別受體（PRR），可形成炎性體的大型多蛋白復合物。 NF-κB是NLRP3炎癥小體激活的前提啟動機制。 NF-κB通路能介導炎癥細胞因子、 NLRP3炎癥小體激活相關的蛋白表達，在AMD病理中發揮重要作用。 NLRP3多蛋白支架的合成受到各種促炎信號通路整合的影響，這些促炎途徑通過NF-κB介導的NLRP3和白細胞介素-1（IL-1）水平的誘導，啟動炎癥小體。 Toll樣受體（TLR）激動劑能通過NF-κB激活啟動NLRP3炎癥小體[21]。長春西汀是抑制NF-κB激活的核因子卡光鏈增強子，具有抗炎特性。有研究發現，長春西汀能抑制NLRP3炎癥小體的活性，通過抑制NF-κB，干擾NLRP3炎性小體的生成，從而產生抑制炎癥的作用[14]。

綜上所述，啟動NF-κB通路可激活NLRP3炎癥小體的相關蛋白表達，抑制NF-κB通路可干擾NLRP3的生成達到抗炎的作用。

2.1.3 抑制NF-κB可在AMD中產生抗炎作用 ω-3脂肪酸可抑制NF-κB的促炎活性，其通過ω-3脂肪酸代謝產物分解蛋白、保護素調節NF-κB活性，調節參與急性和慢性促炎基因的表達水平[22]。 ω-3脂肪酸會阻斷配體-受體的相互作用，包括TLR4和TNF受體，通過阻止IκB激酶的磷酸化典型NF-κB途徑，減弱NF-κB轉錄因子的DNA結合活性[22]。 ω-3脂肪酸通過抑制NF-κB信號的輸入，緩解視網膜的RPE的慢性炎癥，從而防止AMD發展。番茄紅素具有抗氧化作用，可降低巨噬細胞中促炎細胞因子和趨化因子的表達，其可通過調節NF-κB信號通路降低多個基因的表達[23]。 TNF-α是黏附分子轉錄激活的關鍵，可激活轉錄因子NF-κB。相關研究表明，番茄紅素可通過阻斷NF-κB的激活抑制黏附分子的表達，對TNF-α誘導的IκBα降解有輕微的抑制作用，還對p65易位有顯著的抑制作用[24]。 NF-κB和絲裂原活化蛋白酶（MAPKs）信號通路被認為是調節炎癥反應的典型信號通路。有研究發現，黃酮型化合物（Nepetin）通過介導NF-κB和MAPKs失活，抑制IL-1β誘導的ARPE-19細胞蛋白分泌、單核細胞趨化蛋白-1（MCP-1）mRNA的表達[11]。

綜上所述，NF-κB可通過調節細胞因子和趨化因子的基因和蛋白表達影響炎癥過程，抑制NF-κB通路可抑制炎癥基因的表達，因此Nepetin有望成為治療AMD的一種新的研究方向。

2.2 NF-κB與新生血管形成 脈絡膜新生血管（CNV）是導致AMD患者失明的主要原因。 NF-κB參與新生血管生成的各個環節，相關生長因子參與血管生成的控制，其中血管內皮生長因子（VEGF）是血管生成的主要調節因子。視網膜細胞中VEGF的誘導可由年齡相關的氧化應激和炎癥引起。 NF-κB作為血管生成的調節因子，上調血管生成因子如白細胞介素-8（IL-8）、 CC趨化因子（CCL2）、 VEGF水平，促進新生血管生長。 VEGF的產生及多種促炎基因產物（如CCL2、 ICAM-1、 IL-1β、 IL-8）的激活，均受NF-κB的調控。

2.2.1 NF-κB在AMD中促進新生血管形成 NF-κB通路參與CNV的形成， VEGF的表達受NF-κB調控。在缺氧狀態下，活化的NF-κB可使VEGF mRN A呈高表達，為新生血管的生長提供有利條件[25]。有研究指出，血管內皮生長因子受體2（VEGFR2）已被證實為受NF-κB通路調控的下游靶基因， NF-κB能直接結合VEGFR2上游啟動子并激活其轉錄[26]。 NF-κB還可在TNF-α的刺激下，中度上調VEGF mRNA的表達，進而在人微血管細胞中形成血管樣結構。 NF-κB在低氧的情況下，可誘導IL-8高表達，從而參與新生血管的形成。高遷移率族蛋白B1（HMGB1）可通過NF-κB通路誘導視網膜血管內皮細胞凋亡，形成非灌注區，進而誘導血管代償性增殖，增加新生血管形成[27]。膽固醇晶體可通過激活NF-κB途徑誘導前IL-1β、 IL-6、IL-8的表達，促進CNV的發展。

2.2.2 抑制NF-κB可抑制新生血管形成 NF-κB是COX-2的上游介質，可促進人脈絡膜新生血管膜中的COX-2表達，而抑制NF-κB信號通路可降低Aβ1-42誘導的RPE細胞中的COX-2表達[18]。有研究表明，雙氫青蒿素（DHA）能特異性地降低VEGFR2的表達，而VEGFR2的下調是通過NF-κB通路介導[28]。 DHA可增加內皮細胞中IκB-α，抑制NF-κB的p65核易位，從而抑制NF-κB的激活。此外， DHA可通過NFκB結合基序降低VEGFR2啟動子活性。有研究指出， NFκB抑制劑吡咯二硫代氨基甲酸乙酯（PDTC）能抑制NFκB并使VEGFR2下調[29]。有研究指出，機體處于缺氧狀態可以激活NF-κB通路，從而誘導新生血管的參與因子IL-8的表達； PDTC可降低IL-8的表達，提示抑制NF-κB的激活，可抑制新生血管的形成[29]。

綜上所述，NF-κB的活化會引起VEGF的高表達，增加新生血管形成。因此，通過抑制NF-κB通路，可能為預防CNV開辟新途徑。

2.3 NF-κB與AMD中氧化應激的關系 氧化應激是機體活性氧成分與抗氧化系統之間平衡失調引起的適應性反應。當細胞產生的活性氧（ROS）超過其抗氧化能力承受范圍時，會導致機體出現氧化應激狀態。 NF-κB通路能反映機體外部和內部細胞危險信號，如氧化應激和免疫激活[30]。 NF-κB通路具有抗氧化和促氧化的作用。 NF-κB蛋白復合物通過與抑制蛋白（如IκBα、 IκBβ等）結合在細胞質中保持非活性狀態。當機體發生應激刺激（如氧化應激）時， IκB激酶被激活，進而使磷酸化IκB蛋白受泛素-蛋白酶體系統降解。氧化應激相關的病原體、氧化劑、細胞因子、趨化因子、生長因子會觸發特定的受體，引起氧化應激信號級聯反應，進而導致NF-κB的激活，故NF-κB被認為是一種氧化還原敏感的轉錄因子[31]。 p50/RelA異源二聚體作為最典型的NF-κB二聚體，與AMD中氧化應激和細胞穩態有關。有研究指出， VEGF的表達受NF-κB調控，視網膜細胞中VEGF的誘導可由年齡相關的氧化應激和炎癥引起[25]。核因子紅細胞2相關因子

2（NRF2）作為基本的亮氨酸拉鏈蛋白，可調節抗氧化蛋白的表達，進而防止損傷和炎癥引發的氧化損傷。有研究證明， NRF2與NF-κB p65蛋白谷胱甘肽化誘導相關的抗炎機制關系密切，通過NRF2保護RPE細胞免受氧化應激，可為治療AMD提供治療靶點[32]。

相關研究表明，衰老過程可能是由NF-κB信號驅動的熵變過程，NF-κB基序是小鼠組織中與衰老相關性最強的模塊[33]。長壽基因SIRT1是NF-κB轉錄的有效胞內抑制劑，能有效抑制炎癥反應[34]。

3 小結

綜上所述，NF-κB通路在AMD發生、發展的病理過程中起重要作用，但其作用機制尚未被完全證明。NF-κB通路在AMD的炎癥牽涉的上下游通路具有較多細胞因子，且NF-κB、IκB家族成員復雜，這均增加該通路在AMD研究領域的困難。未來臨床對于NF-κB通路的研究，可聚焦在NF-κB通路抑制劑的研發，通過阻斷NF-κB通路的活性抑制AMD的炎癥反應、調節免疫應答和細胞凋亡過程，從而達到治療AMD的目的。

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1基金項目：廣東省中醫藥局科研課題（編號：20221182）

作者簡介：袁遠，碩士研究生，主治醫師，研究方向：眼科疾病的診療。

通信作者：王燕，博士研究生，副主任醫師，研究方向：眼科疾病的診療。E-mail：drwang321@qq.com