NFκB與腫瘤防治藥物研究進(jìn)展

1、nf kb與腫瘤防治藥物研究進(jìn)展【關(guān)鍵詞】nf kb；腫瘤防治；藥物篩選核轉(zhuǎn)錄因子 k b(nuclearfactor kappab,nf k b) 通過(guò)調(diào)控多種基因的表達(dá)，參與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞 凋亡、腫瘤發(fā)生與轉(zhuǎn)移等多種生物進(jìn)程1,2。在靜息狀態(tài) 下,nf kb在胞漿內(nèi)與其抑制因子i kbs結(jié)合形成復(fù)合物, 處于非活化狀態(tài)；當(dāng)細(xì)胞受到各種細(xì)胞內(nèi)外刺激因素的作用 時(shí)，ikbs被i kb磷酸化激酶復(fù)合物磷酸化后，與泛素蛋白 結(jié)合，后經(jīng)蛋白酶體降解，使得nf kb釋放出來(lái)，并進(jìn)一 步轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核內(nèi)，處于活化狀態(tài)3。近年來(lái)，隨著分子生 物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在研究nf kb通路如何影響腫瘤細(xì)胞凋

2、亡及如何決定其凋亡相關(guān)元件的表達(dá)增強(qiáng)或抑制方面已取 得一定進(jìn)展，而針對(duì)這些機(jī)制研究出新型的分子靶點(diǎn)藥物也 為腫瘤防治開辟了一條新的途徑4。本文對(duì)nf kb相關(guān) 的藥物研究及其作為分子靶點(diǎn)在藥物篩選中的應(yīng)用等方面 作一簡(jiǎn)要的綜述。1 nf kb活性激活劑與抑制劑近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外藥物研發(fā)機(jī)構(gòu)、制藥公司已經(jīng)針對(duì)nf ke展開了廣泛的藥物研究，發(fā)現(xiàn)了一系列作用于nf kb 通路的化合物，主要可以分為兩大類，一類為nf kb活性 的激活劑；另一類為nf kb活性的抑制劑。nf k b活性激活劑可以增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力，維持機(jī) 體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。并且，研究發(fā)現(xiàn)nf kb的活化也可能有 助于促進(jìn)某些腫瘤細(xì)胞的凋亡

3、5。具有激活nf kb活性 的因素有腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素 1、篦麻毒素、扶正 抑瘤顆粒、血管緊張素ii、細(xì)菌脂多糖、長(zhǎng)春新堿(vincris tine)、阿霉素、表阿霉素等多種應(yīng)用于臨床的化療藥物均 可以激活 nf kbo tnfa、ifn a、ifnb、i l 2、粒細(xì) 胞集落刺激因子(g csf)、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子 (g m csf)和促紅細(xì)胞生長(zhǎng)素(ep0 )是已被批準(zhǔn)用于臨床腫 瘤治療的7種細(xì)胞因子，而它們當(dāng)中的前6種也被證明與nf k b的信號(hào)傳導(dǎo)通路有關(guān)6。1. 1 nf kb活性抑制劑機(jī)體的諸多病理性改變都是由于nf kb的非正?；罨?所導(dǎo)致的。同時(shí)，腫瘤多藥耐藥性

4、組織中nf kb的表達(dá)和 活性異常增高，而nf kb的抑制因子i kba的表達(dá)水平 明顯下降。因此，針對(duì)nf kb活性抑制劑的研究具有重要 意義7 o nf kb活性抑制劑可在不同環(huán)節(jié)阻斷nf kb 激活，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制細(xì)胞增殖，發(fā)揮抗腫瘤作用。例 如，通過(guò)誘導(dǎo)ikbamrna合成，i k b a表達(dá)增多，可抑制 nf k£的核轉(zhuǎn)位。抑制26s等蛋白酶體的功能可以減少i kb的降解，從而阻止nf kb通路的激活。此外，抑制i kb磷酸化激酶的形成及活性可以阻止下一步的i kb磷酸化, 進(jìn)而抑制nf kb的轉(zhuǎn)位活化。針對(duì)ikky亞基(又被稱為 nemo)的合成多肽可進(jìn)入細(xì)胞阻止ne

5、mo與ikk的結(jié)合，從而 抑制nf kb的活化和靶基因的表達(dá)8。反義脫氧寡核昔 酸或反義寡核昔酸通過(guò)堿基配對(duì)，選擇性與構(gòu)成nf kb成 員的基因或mrna結(jié)合，最終抑制nf kb成員的轉(zhuǎn)錄或翻 譯過(guò)程。目前一些nf kb活性抑制劑已經(jīng)被應(yīng)用于臨床腫瘤的 化學(xué)治療中。例如，三氧化二神用于治療慢性髓細(xì)胞性淋巴 瘤，實(shí)驗(yàn)證實(shí)其具有抑制nf kb活性的功能。研究人員還 在繼續(xù)進(jìn)行三氧化二碑臨床實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)其治療其他血液病和 實(shí)體瘤的效果。沙利度胺是目前應(yīng)用于臨床的另一種nf kb抑制劑，它可能是通過(guò)抑制ikb激酶的活性來(lái)發(fā)揮抑制 nf k£活性的作用。蛋白酶體抑制劑bortezomib(ps

6、341)已經(jīng)完成臨床試 驗(yàn)并被美國(guó)食品藥品管理局批準(zhǔn)作為治療骨髓瘤的藥物9, 10 o該藥物不僅可單獨(dú)用于治療腫瘤；還能增強(qiáng)其他化療 藥物的抗腫瘤活性，并且不增加化療藥物毒副作用。隨著研 究的不斷深入，有望在不久的將來(lái)研究開發(fā)出更多、更有效、 更特異的nf kb活性抑制劑，并應(yīng)用于臨床。2 nf kb抑制劑與抗腫瘤藥物之間的相互作用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)nf kb高表達(dá)的腫瘤細(xì)胞對(duì)抗腫瘤藥物及電 離射線有較高耐受性，而抑制nf kb活性可明顯增加其治 療敏感性并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡11。目前應(yīng)用于臨床的預(yù)防腫瘤 的化合物大多數(shù)可以抑制nf kb活化，從而抑制nf kb 介導(dǎo)的諸多與腫瘤發(fā)生相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，這也可能是

7、其產(chǎn)生 預(yù)防腫瘤疾病效應(yīng)的機(jī)制之一。這些預(yù)防性化合物包括：綠 茶多酚類、辣椒素、海黃素(querceti n)、務(wù)基維生素d3、 白藜蘆醇、拓樸異構(gòu)酶i抑制劑b 拉帕醍、舒林酸、沙利 度胺加等。上述腫瘤預(yù)防性化合物在腫瘤治療過(guò)程中也能發(fā) 揮重要的輔助療效12,13。除了前面所提到的大多數(shù)化學(xué)治療藥物能激活nf k b, 例如，柔紅霉素，長(zhǎng)春新堿等；泰素(tax ol,人工半合成紫 杉醇paclita xel)、足葉乙式(etoposid e)等化合物也能激 活nf kb。當(dāng)nf kb抑制劑與這些化療藥物或者放射治 療聯(lián)合應(yīng)用時(shí)，nf kb抑制劑可降低腫瘤細(xì)胞對(duì)腫瘤治療 的耐藥性，增強(qiáng)放化療的治

8、療效果，同時(shí)能減輕抗腫瘤治療 引起的毒副作用。因此，抑制nf kb的活性能起到預(yù)防和 輔助治療腫瘤的雙重效果。另外，有些腫瘤預(yù)防性的化合物 不僅能抑制nf kb的活性，而且自身還能誘導(dǎo)凋亡，有助 于增強(qiáng)常規(guī)腫瘤放、化療的療效1,14 16。毗咯烷二硫 代氨基甲酸鹽被認(rèn)為是目前最有效的nf kb活性抑制劑， 同時(shí),pdtc還能有效地抑制tnfa誘導(dǎo)nf kb活化的作用， 增強(qiáng)tnfa的抗腫瘤活性。3 nf kb與藥物篩選由于nf kb的廣泛生理功能，尤其與免疫應(yīng)答和腫瘤 的發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切，并且在腫瘤的治療中，nf kb的抑 制劑能起到很好的輔助常規(guī)放、化療的作用，因此，nfkb成為備受人們關(guān)注

9、的藥物作用靶點(diǎn)。通過(guò)報(bào)告基因與轉(zhuǎn) 染技術(shù)，多種檢測(cè)方法已經(jīng)建成并用于篩選作用于nf kb 通路的化合物。moon等17將pnf kb seap npt質(zhì)粒 轉(zhuǎn)染入人角化細(xì)胞株hacat中，該轉(zhuǎn)染細(xì)胞能在nf kb活 化的情況下誘導(dǎo)分泌型胚胎堿性磷酸酶報(bào)告基因的表達(dá)，同 時(shí)轉(zhuǎn)染質(zhì)粒中還包含有新霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶基因作為選擇性 標(biāo)記。通過(guò)檢測(cè)seap熒光底物的變化可以確定seap報(bào)告基 因的表達(dá)水平，進(jìn)而間接反映nf kb的活性變化。該細(xì)胞 檢測(cè)系統(tǒng)可被應(yīng)用于人皮膚細(xì)胞nf kb活性的量化檢測(cè)， 并且能應(yīng)用于各種天然與合成化合物的篩選，發(fā)現(xiàn)治療皮膚 病的抗炎藥物。同理，本文作者應(yīng)用nifty seap

10、/h ek293 轉(zhuǎn)染細(xì)胞結(jié)合 定量的tnfa，建立了可同時(shí)篩選nf kb 促進(jìn)劑與抑制劑的藥物篩選體系，用于抗腫瘤化合物與免疫 調(diào)節(jié)劑的篩選18。最近，leung等19向肝癌細(xì)胞轉(zhuǎn)入熒 光素酶報(bào)告基因pbiix luc和prl tk質(zhì)粒載體。通過(guò)雙 熒光素酶報(bào)告基因檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)細(xì)胞培養(yǎng)上清中螢火蟲 熒光素酶和海腎熒光素酶的活性，從而反映nf kb的轉(zhuǎn)錄 活性。利用該檢測(cè)系統(tǒng)，研究人員從中草藥冬凌草中發(fā)現(xiàn)了 一些對(duì)nf kb轉(zhuǎn)錄活性具有抑制作用的二菇類化合物，冬 凌草甲素，冬凌草乙素(ponicidin),信陽(yáng)冬凌草甲素(xindongnina),以及信陽(yáng)冬凌草乙素(xindongn inb

11、)。為了直接檢測(cè)反映nf kb活性的報(bào)告分子，王付龍等 19建立了 nf kb反應(yīng)性不穩(wěn)定增強(qiáng)型綠色熒光蛋白報(bào)告 系統(tǒng)，作為篩選nf kb拮抗藥物及研究其相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo)途 徑的工具。實(shí)驗(yàn)表明，nf kb反應(yīng)性d2e gfp報(bào)告系統(tǒng)可 特異、靈敏、動(dòng)態(tài)地反映和監(jiān)測(cè)nf kb的活性變化。另有 報(bào)道將構(gòu)建的能表達(dá)i k b egfp融合蛋白的基因重組體pl kbq egfp轉(zhuǎn)染人白血病細(xì)胞株itl60后，通過(guò)定性與定 量的方法，觀察不同刺激物作用該細(xì)胞后熒光強(qiáng)度的變化, 直接了解i kb a egfp蛋白的降解情況，從而間接判斷經(jīng) 刺激劑作用后細(xì)胞內(nèi)nfkb的活化狀態(tài)，可用于篩選nfkb誘導(dǎo)劑21。當(dāng)

12、然，以nf kb作為靶點(diǎn)進(jìn)行藥物篩選也存在一定局 限性。實(shí)驗(yàn)表明，某些細(xì)胞中nf kb活性的抑制并不足以 誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡或者增強(qiáng)抗腫瘤藥物介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞 的細(xì)胞毒作用。另外，某些實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，nf kb的活化是 啟動(dòng)凋亡所必需的，例如新必斯(s indbis)病毒感染的細(xì)胞 凋亡，fas誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡，以及對(duì)于氧化應(yīng)激、缺血等情 況下的相應(yīng)細(xì)胞反應(yīng)，甚至對(duì)于某些細(xì)胞毒性藥物所誘導(dǎo)的 細(xì)胞凋亡的啟動(dòng)均需要有nf kb的活化。這些特性都提示 以nf kb為抗腫瘤藥物篩選的靶點(diǎn)需要充分考慮nf kb 細(xì)胞特異性的抗凋亡或者是促凋亡功能才能使相關(guān)的研究 工作有更好的針對(duì)性和實(shí)用價(jià)值。4小結(jié)與展望在多

13、種細(xì)胞中，由于基因突變、慢性炎癥等因素所致的 nf kb異?；罨梢种萍?xì)胞凋亡、促進(jìn)細(xì)胞增殖、加速腫 瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移、提高腫瘤細(xì)胞對(duì)放、化療的抗性，最終促進(jìn)腫 瘤的發(fā)生與發(fā)展。因此，nf kb活性抑制劑將有助于腫瘤 的防治。然而，nf kb活性的廣泛、持續(xù)阻斷在發(fā)揮抗腫 瘤作用的同時(shí)，也會(huì)影響到正常的免疫功能，甚至導(dǎo)致免疫 缺陷以及健康細(xì)胞的凋亡。因此，有必要在深入了解不同種 類細(xì)胞中nf kb活化通路的差異及其在某些疾病發(fā)生中所 發(fā)揮作用的基礎(chǔ)上，合理設(shè)計(jì)具有靶細(xì)胞特異性、nf kb 和ikk等蛋白亞單位特異性的nf kb抑制劑，實(shí)現(xiàn)抗腫瘤 和調(diào)控正常細(xì)胞功能之間的精細(xì)平衡，從而達(dá)到有效治療效

14、果，減少藥物的毒副作用。例如，ikkb是內(nèi)在免疫反應(yīng)中 介導(dǎo)nf kb活化的必要因素，而ikka則是非必要的；因 此，ikk a特異性的抑制劑則可能選擇性的抑制nf kb在 一些腫瘤中的活化，而并不影響機(jī)體免疫系統(tǒng)22 o總之，在以nf kb為靶的藥物研究過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合nf kb信號(hào)傳導(dǎo)通路的各個(gè)環(huán)節(jié)綜合考慮，進(jìn)行有針對(duì)性、 特異性的藥物作用靶點(diǎn)和相關(guān)藥物研究，開發(fā)出高效低毒的 抗腫瘤新藥23?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 bhartiac,agga rwalbb.nuclearfact or kappabandcancer: itsroleinpreventi onandtherapy j bi oche

15、mpharmacol, 200 2,64 (56): 88388&2 bonizzig,karinm thetwonfkappabact i vat i onpathwaysandtheirroleininnateandadaptiveimmunit y j trendslmmunol,xx,25 (6):280 288.3 yamamotoy,gayno rrb. roleofthenfkappabpathwayinthepathogenes i sofhumandiseasestates j. cu rrmolmed, 2001,1 (3) ： 287296.4 nakan ish

16、ic, toim. nuclear factor kappabinhibitorsassensitizerstoanticancerdrugs j. natrevcancer, xx , 5 (4) ： 297309.5 mayomw,ba 1 dwinast hetranscriptionfac tornfkappab：contr olofoncogenesisand cancertherapyresis tancej. biochimbi ophysacta, 2000,147 0(2): m5562.6 ph alhl.activatorsand targetgenesofrel/n f

17、kappabtranscriptionfactorsj oncogene, 1999,18 (49): 6 8536866.7 0rlow skirz,baldwinasjr. nfkappabasatherapeutictargetincancerj. trendsmolmed,2002,8 (8):3858 mcintyrekw,shusterdj,gilloolykm,etai. ahighlyselecti veinhibitorofikapp abkinase,bms 345541,blocksbothjointinflannnationanddestructionincollage

18、ninducedarthritisinmice j. arthritisr heum, xx, 48 (9): 26522659.9 adams j preclinicala ndcl ini calevalua tion ofproteasomeinhibitorps341forthetreatmentofcancer j. curro pinchembiol, 2002, (4): 493500.10 bo ccadorom,morgang,c avenaghj preclinicalevaluationofthepbortezomibincancerellint,xx,5(l)：18.r

19、oteasomeinhibitortherapyj. cancercllchinnisr,liy,upadhyays,eta1. indo le3carbinol (i3c)i nducedcellgrowthin hibition,glcellcyclearrestandapoptosisinprostatecancercellsj. oncogene,2001,20(23):29272 936.12 ha.efnerb. nfkappab：arrestingamajorculpritineancerj. drugdiscovtoday,2002,7(12)：6 53663.13 lina,

20、k arinm. nfk bincancer：amarkedtarget j semincancerbiol,x x, 13： 107114.14amits, ben neriahy nfk bactivationincancer：achallengefo rbiquitinationandp roteasome basedtherapeuticapproachj semincancerbiol,xx,13：1528.1 5g retenfr,karinm. the ikk/nf k bactivatio npathway 一 atargetforpreventionandtreatmentofcancerj. c ancerlett,xx,206(2 ): 193199.1 6 sar karfh,liyw. cellsig nalingpathwaysalte redbynaturalchemop reventiveagentsj mutatres,xx, 555(12):5364.1 7 moo nky, hahnbs, leej, et al. acell basedassa ysystemformonitoringnfk baetivityinhumanhacat