核因子完整版

核因子【摘要】核因子-κB是一個(gè)參加了多個(gè)心血管疾病病理生理過(guò)程且具備基因轉(zhuǎn)錄多項(xiàng)調(diào)控作用轉(zhuǎn)錄因子。NF—κB存在于心肌細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞中，參加多個(gè)心血管疾病發(fā)生、發(fā)展。適當(dāng)?shù)匾种芅F-κB活化對(duì)于心血管疾病治療具備主動(dòng)作用。NF-κB已經(jīng)引發(fā)心血管領(lǐng)域廣泛關(guān)注，各學(xué)者正深入研究其在心血管疾病發(fā)生、發(fā)展不一樣階段活化特征及程度，怎樣更安全、更有效地進(jìn)行適度干預(yù)將成為今后研究主要方向。

【關(guān)鍵詞】核因子-κB；心血管疾??；基因轉(zhuǎn)錄;調(diào)控因子

核因子-κB(nuclearfactor-κB，NF-κB)是1986年由美國(guó)麻省理工學(xué)院癌癥研究中心Bltimore和麻省Whitehead生物醫(yī)學(xué)研究所Rwiansen發(fā)覺(jué)。他們?cè)诔墒霣細(xì)胞和漿細(xì)胞中發(fā)覺(jué)這種蛋白能與免疫球蛋白K輕鏈內(nèi)含增強(qiáng)子特異性序列結(jié)合。該序列由10個(gè)核苷酸組成(5‘-GGGACTTTCC-3‘)，命名為κB。1996年Baeuerie等[1]研究顯示，NF—κB能與調(diào)控免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞分化和生長(zhǎng)、細(xì)胞黏附和細(xì)胞凋亡所必需許多細(xì)胞因子、黏附因子等基因開啟子或增強(qiáng)子部位κB位點(diǎn)發(fā)生特異性結(jié)合。它開啟和調(diào)整這些基因轉(zhuǎn)錄，在機(jī)體免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育等方面發(fā)揮主要作用?，F(xiàn)檢索相關(guān)文件對(duì)核因子-κB作用以及在心血管疾病治療中研究進(jìn)展作一綜述。

1核因子-κB組成結(jié)構(gòu)及生物學(xué)特征

NF-κB是由NF-κB／Rel蛋白家族兩個(gè)亞基組成二聚體蛋白質(zhì)，幾乎存在于全部細(xì)胞中。Siebenlist等研究表明，核因子-κB家族包含NF一κB1、NF一κB2(p52)、RelA(p65)、RelB和c-Rel，其共同特點(diǎn)是擁有由300個(gè)氨基酸組成高度保守Rel同源結(jié)構(gòu)域。其RHD內(nèi)含DNA結(jié)合區(qū)，二聚化區(qū)和核定位序列，分別具備與DNA—κB序列結(jié)臺(tái)、與同源或異源亞基二聚化以及與NF—κB抑制蛋白(IκB)家族組員相互作用并攜帶核定位信號(hào)(NLS)，參加活化NF-κB由細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核快速移動(dòng)等功效。P65與P50或c-Rel組成復(fù)合物是最常見異形二聚物，也是NF-κB活化形式，故也通常將NF-κB定義為p5O／p65異源二聚體。

現(xiàn)在有較多文件報(bào)道生物體細(xì)胞在靜息狀態(tài)時(shí)，NF-κBp56亞基與抑制蛋白IκB(inhibitorkappaB，IκB)單體結(jié)合，而使NF-κB處于失活狀態(tài)。因?yàn)楦采w了050蛋白核定位信號(hào)，致其不能暴露，因而不具備調(diào)整基因轉(zhuǎn)錄能力。當(dāng)人體細(xì)胞受到一些病理原因侵襲，如細(xì)胞因子、病毒、脂多糖、雙鏈RNA、活性氧自由基、紫外線等，就可造成NF-κB激活。主要是經(jīng)過(guò)多個(gè)信號(hào)通路或激酶使IKB如IκB如IκBaN端調(diào)整區(qū)Ser32／36磷酸化，隨即該區(qū)賴氨酸堿基發(fā)生遍在蛋白化(ubiquitin)并在蛋白酶小體(proteasome)作用下發(fā)生裂解，從而NF-κB二聚體發(fā)生核移位。入核NF-κB二聚體與基因上κB位點(diǎn)發(fā)生特異性結(jié)合，從而促進(jìn)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄[4，5]?；蜣D(zhuǎn)錄后，細(xì)胞內(nèi)IκB合成也隨之開啟。新合成κB能使與DNA結(jié)合p5O~p65二聚體失活NF-κB返回細(xì)胞質(zhì)被重新利用，如此循環(huán)調(diào)控維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

由眾多激酶組成信號(hào)傳導(dǎo)通路還不十分清楚。現(xiàn)在已證實(shí)IκB激酶(IκK)是最關(guān)鍵激酶，它包含IκKα和IκKβ，可分別使IκBαser32／36，IκBβser19／23磷酸化。結(jié)合lee等發(fā)覺(jué)可大致推測(cè)NF-κB活化信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程為：外界刺激作用于細(xì)胞，經(jīng)復(fù)雜跨膜信號(hào)傳遞作用于Ras蛋白。Ras蛋白酶及NIK／NEκK1激活，從而誘使IκK特異位點(diǎn)絲氨酸磷酸化。激活I(lǐng)κK與蛋白酶小體使IκB磷酸化并從NF-κB—IκB復(fù)合物解聚，NF-κB活化并核易位。

2核因子-κB與心血管疾病關(guān)系

新近研究發(fā)覺(jué)，NF-κB與多個(gè)心血管疾病如心功效不全、冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化、缺血-再灌注損傷以及嚴(yán)重創(chuàng)傷、燒傷、SIRS、MODS等繼發(fā)性心血管功效損害發(fā)生和發(fā)展都有親密關(guān)系。

2．1NF-κB與心功效不全關(guān)系心功效不全是一個(gè)嚴(yán)重心血管疾病。不論有沒(méi)有癥狀心力衰竭，都會(huì)對(duì)人健康乃至生命組成嚴(yán)重威脅，近些年研究表明，NF-κB介導(dǎo)炎癥及與凋亡關(guān)系在心力衰竭整個(gè)病程中都發(fā)揮著主要作用。

以細(xì)胞因子(CK)升高為標(biāo)志免疫激活和細(xì)胞因子之間網(wǎng)絡(luò)調(diào)控紊亂在心力衰竭中作用十分主要。TNF-α能降低左室功效，造成心肌肥厚、肺水腫、左室重塑及造成代謝消耗、微血管內(nèi)凝血、低血壓和發(fā)燒。所以TNF-α與心功效不全尤其是充血性心力衰竭有十分親密關(guān)系。IL-1可引發(fā)心肌細(xì)胞肥大，有負(fù)性肌力作用。IL-6分泌與TNF-α和IL-1直接相關(guān)。而NF-κB是一個(gè)活躍轉(zhuǎn)錄因子，參加多個(gè)炎癥介質(zhì)和細(xì)胞因子基因表示調(diào)控，故成為炎癥性疾病關(guān)鍵因子之一。在靜息狀態(tài)下NF-κB與其天然抑制因子IκB結(jié)合存在于胞質(zhì)內(nèi)，對(duì)很多靶基因不發(fā)揮調(diào)控作用。當(dāng)細(xì)胞受到刺激后IκB被磷酸化，隨之被泛素化蛋白小體降解釋放NF-κB進(jìn)入胞核，NF-κB結(jié)合與靶基因開啟子上順式作用元件，從而促使基因表示形成并放大炎癥反應(yīng)[10]，刺激炎癥性細(xì)胞因子分泌。劉東華等[11]經(jīng)過(guò)病例對(duì)照分析，采取免疫組化等方法檢測(cè)到充血性心力衰竭患者NF-κB表示增高，細(xì)胞因子TNF-α、IL-l、IL-6分泌增多。并認(rèn)為在充血性心力衰竭，可能經(jīng)過(guò)NF-κB表示上調(diào)促進(jìn)細(xì)胞因子TNF-α、IL-l、IL-6分泌。

從國(guó)外一些研究來(lái)看，Greenberg在20世紀(jì)90年代心肌重塑理論有一定影響力。他指出心力衰竭決定性機(jī)制是心肌重塑。而引發(fā)心肌重塑主要原因有兩類即血流動(dòng)力學(xué)和神經(jīng)內(nèi)分泌—細(xì)胞因子系統(tǒng)。神經(jīng)內(nèi)分泌—細(xì)胞因子系統(tǒng)激活對(duì)心肌重塑起關(guān)鍵促發(fā)作用而且該系統(tǒng)長(zhǎng)久、慢性激活促進(jìn)心肌重塑造成心功效惡化[12]。也正是因?yàn)檫@一理論提出，引發(fā)了眾多學(xué)者關(guān)注。Frantz等[13]用ELISA等方法對(duì)心肌梗死后10周鼠心肌細(xì)胞NF-κB易位情況研究表明：在心肌梗死后心肌細(xì)胞中NF-κB慢性并連續(xù)激活，說(shuō)明在心肌重構(gòu)過(guò)程中NF-κB發(fā)揮作用。另有研究表明血管擔(dān)心素Ⅱ在其參加心肌重塑中需要激活多個(gè)核轉(zhuǎn)錄因子其中包含NF-κB[14]。

2．2NF-κB與冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化關(guān)系冠心病是一個(gè)多個(gè)危險(xiǎn)原因共同作用所引發(fā)疾病，從定義上說(shuō)又叫冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病，因?yàn)閯?dòng)脈粥樣斑塊形成，使?fàn)I養(yǎng)心臟冠狀動(dòng)脈管腔變得狹窄，造成心肌缺血。所以，二者有親密關(guān)系。眾多研究提醒炎癥反應(yīng)在冠心病發(fā)生與發(fā)展中具備主要作用。Ritchie等[15]研究表明，在冠心病不穩(wěn)定性心絞痛患者血細(xì)胞中NF-κB顯著被激活。而Shimizu等[16]觀察心肌梗死大鼠模型發(fā)覺(jué)，梗死后第3d大鼠心肌NF-κB核結(jié)合活性即增高7．1倍，l周后方恢復(fù)至正常水平。隨之轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子βl、I型和Ⅱ型膠原和轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)，表明NF-κB活化參加了心肌梗死后心室重構(gòu)進(jìn)程。

一樣，有較多學(xué)者認(rèn)為NF-κB也是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生始動(dòng)機(jī)理之一。動(dòng)脈粥樣硬化病理基礎(chǔ)是單核細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞黏附和向內(nèi)皮下遷移及泡沫化，而細(xì)胞黏附分子—這種受NF-κB調(diào)控因子，幾乎參加單核細(xì)胞浸潤(rùn)與遷移整個(gè)過(guò)程。Lindner等[17]研究發(fā)覺(jué)，小鼠內(nèi)皮細(xì)胞損傷后45min，其受損內(nèi)皮細(xì)胞核中NF-κBp65和p50蛋白亞體含量較正常顯著升高，3h后經(jīng)Northern雜交技術(shù)發(fā)覺(jué)，VCAM-lmRNA及蛋白表示增高。表明血管內(nèi)皮細(xì)胞受損后先有NF-κB激活，繼之使細(xì)胞黏附分子表示增加。Brand等[18]對(duì)人類動(dòng)脈粥樣硬化組織學(xué)研究發(fā)覺(jué)，在動(dòng)脈硬化組織中有顯著NF-κB激活現(xiàn)象。其確切機(jī)制尚待試驗(yàn)深入證實(shí)。

2．3NF-κB與缺血-再灌注損傷關(guān)系心肌缺血-再灌注損傷是由再灌注后氧化應(yīng)激、復(fù)氧、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子超載、游離基、一氧化氮(NO)和內(nèi)毒素等原因引發(fā)，造成多個(gè)炎性介質(zhì)基因過(guò)分表示，進(jìn)而造成心肌炎癥反應(yīng)、損傷、凋亡和壞死[19，20]。核因子NF-κB轉(zhuǎn)錄調(diào)整連結(jié)位點(diǎn)位于許多促炎細(xì)胞因子與免疫調(diào)整因子開啟區(qū)，其激活能夠增強(qiáng)多個(gè)炎性介質(zhì)基因表示，所以NF-κB激活可能是誘發(fā)再灌注損傷發(fā)生和發(fā)展關(guān)鍵。研究顯示IκB磷酸化和降解而使NF-κB移位可能是心肌急性炎癥反應(yīng)發(fā)展最早最關(guān)鍵始動(dòng)步驟之一。Li等[21]觀察心肌缺血再灌注模型發(fā)覺(jué)，缺血4min后IκBα蛋白即顯著下降，缺血10min后才開始逐步恢復(fù)。而NF-κB活性對(duì)應(yīng)從第5min開始連續(xù)增高，心肌再灌注則深入增加缺血所致NF-κB激活效應(yīng)。因?yàn)槿毖俟嘧r(shí)伴有大量活性氧產(chǎn)生，引發(fā)了心肌IκBα降解和NF-κB活化，使IL-lβ、IL-6、TNF-α等表示增加[22]。故認(rèn)為氧化應(yīng)激是NF-κB活化介導(dǎo)心肌缺血再灌注損傷主要刺激原因。

另外缺血刺激下NF-κB既能開啟細(xì)胞外信號(hào)系統(tǒng)，引發(fā)白細(xì)胞介導(dǎo)心肌缺血—再灌注損傷，又能激活細(xì)胞內(nèi)保護(hù)信號(hào)通道。即游離NF-κB水平升高，可刺激產(chǎn)生它抑制因子IκB增加，反饋抑制NF-κB活性。Moissac等[23]用Westernblot方法分析離體大鼠心臟缺血40min后再灌注5min后心臟改變情況發(fā)覺(jué)，40min時(shí)心肌細(xì)胞內(nèi)IκBα逐步降低。而先經(jīng)過(guò)短暫缺血預(yù)適應(yīng)則使日后缺血再灌注時(shí)心臟IκBα降解受到抑制，從而抑制了NF-κB活化所誘導(dǎo)缺血-再灌注損傷，所以認(rèn)為NF-κB抑制參加了缺血預(yù)適應(yīng)對(duì)心肌產(chǎn)生適應(yīng)性保護(hù)作用機(jī)制。張波等[24]在山羊心臟體外循環(huán)模型上試驗(yàn)也發(fā)覺(jué)，心肌缺血-再灌注可激活NF-κB，引發(fā)心肌細(xì)胞死亡，造成心臟功效障礙。而應(yīng)用特異性NF-κB抑制劑二硫代氨基甲酸吡咯烷(PDTC)可抑制NF-κB活性，降低再灌注后心肌細(xì)胞死亡，改進(jìn)心功效。

2．4NF-κB與繼發(fā)性心血管功效損害關(guān)系嚴(yán)重創(chuàng)傷、燒傷、嚴(yán)重感染、休克等均能夠誘發(fā)心血管功效障礙，主要與這些病理原因引發(fā)機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)、燒傷毒素及內(nèi)毒素釋放、休克造成缺血—再灌注損傷關(guān)于，從而不停激活機(jī)體心肌組織NF-κB活化，而誘導(dǎo)TNF-α等促炎細(xì)胞因子釋放，再深入激活NF-κB，最終造成NF-κB活化正、負(fù)反饋平衡調(diào)整機(jī)制失衡[25]。

3抑制NF-κB活化與心血管疾病治療

國(guó)內(nèi)外大量研究已經(jīng)證實(shí)有效地抑制NF-κB活性對(duì)于一些心血管疾病治療具備主動(dòng)作用。近年來(lái)經(jīng)過(guò)抑制NF-κB活性來(lái)治療心血管疾病方法主要包含促進(jìn)IκB生成、降低IκB降解以及抗氧化劑應(yīng)用。腺苷、血管擔(dān)心素轉(zhuǎn)移酶抑制劑(ACEI)和血管擔(dān)心素Ⅰ型受體(AT1)拮抗劑現(xiàn)在已廣泛用于臨床心血管疾病治療，療效已經(jīng)得到必定。腺苷即以促進(jìn)IκB生成為目標(biāo)，ACEI和AT1應(yīng)用則有利于降低IκB降解。而以二硫代氨基甲酸吡咯烷(PDTC)為代表抗氧化劑應(yīng)用也有很好NF-κB抑制作用。

【參考文件】

[1]BaeueriePA，BaltimoreD．NF-κB；tenyearsafter[J].Cell,1996,87(1)：13-20．

SiebenlistU，F(xiàn)ranzosoG，BrownK．Structure，regulationandfuctionofNF—kappaB[J]．AnnuRevCellBiol，1994，10(2)：405-455．

ChenFetinsightintotheroleunclearfactor-KappaB，anduniqintoustranscriptionfactorintheinitiationofdiseases[J].ClenChem，1999，45(1)：7-l7.

張鈞，范小兵，沙大年,等.核因子-κB在心血管疾病中作用及在治療中潛在意義[J].中國(guó)病理生理雜志，，20(3)：493-496.

唐旭東,賃常文.核因子NF—kB與心肌缺血再灌注損傷[J].西南國(guó)防醫(yī)藥，，11：296-298.

KarinM，Ben-NeriahY．Phosphorylationmeetsubiquitination:thecontrolofNF-kappaBactivity[J]．AnnuRevImmnol,，18(2)：621-663.

VandermeerenM,etal．Dimethylfumarateisaninhibitorofeytorine-inducedE-selection,VCAM-landICAM-1expressioninhumanendothelialcells[J]．BiochemBiophysResCommun,1997，234：19～23.

BolgerAP，AnkerM．Tumournecrosisfactorinchronicheartfailure：aperipheralviewonpathogenesis，clinicalmanifestationsandtherapeuticimplications[J]．Drags，，6O(6)：1245～1257.

AukrustP，UelandT，LeinE，etal．Cytokinenetworkincongestiveheartfailuresecondarytoischmicoridiopathicdilatedcardiomyopathy[J]．AmJCardio，1999，83(3)：376-382.

[10]ThanosD，ManiatisT．NF-kappaB：Alessoninfamilyvalue[J]．Cell，1995，80(4)：529～532.

[11]劉東華，劉應(yīng)才，潘金生.心力衰竭患者核因子-κB活化與細(xì)胞因子分泌相關(guān)性研究[J].四川醫(yī)學(xué)，，27：706-707.

[12]HasegawaK，1waikansiE，SasayamaS．Neurohormonalregulationofmyocardialcellapoptosisduringthedevelopmentofheartfailure[J].JCelPhysiol，，186：11-18.

[13]FrantzS，F(xiàn)raccarlloD，WagnerH，etalSustainedactivationofnuclearfactorkappaBandactivatorprotein1inchronicheartfailure[J]．CardiovascRes，，57：749-756.

[14]MatsumoriA．Anti-inflammatorytherapyforheartfailure[J].CurrentOpinioninPharmacology，，4：1-6.

[15]RitchieME．Nuclearfactor-kappaBisselectivelyandmarkedlyactivatedinhumanswithunstableanginapectoris[J]．Circulation，1998，98(17)：1707-1713.

[16]ShimizuN，YoshiyamaM，OmuraT，eta1．Activationofmitogen-activatedproteinkinasesandactivatorprotein-1inmyocardialinfarctioninrats[J]．CardiovascRes，1998，38(1)：116-124.

[17]LindnerV，CollinsT．ExpressionofNF-kappaBandIkappaB-alphabyaorticendotheliuminanarteria1．injurymodel[J]．AmJPathol，1996，l48(2)：427-438.

[18]BrandK，PageS，RoglerG，eta1．Activatedtranscriptionfactornuclearfactor-kappaBispresentintheatheroscleroticlesion[J]．JClinInvest，1996，97(7)：1715-1722.

[19]YanSF，ZouYS，MendelsohnM．etal.Nuclearfactorinterleukin6motifsmediatetissue-specificgenetranscriptioninhypoxia[J].JBiolChem，1997，272：4287-4294.

[20]SawaY，MorishitaR，SuzukiK，etal.Anovelstrategyformyocardialprotectionusinginvivotransfectionofciselement‘decoy‘a(chǎn)gainstNF-κBbindingsite：evidenceforaroleofNF-κBinischemia-re