徐思思 張雪竹 劉金鳳 孫金平 張 瑩

(天津中醫(yī)藥大學,天津 300193)

核轉錄因子(NF)-κB廣泛存在于神經(jīng)系統(tǒng)中，包括星形膠質(zhì)細胞(AC)、小膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞，能誘導多種細胞因子、黏附分子和炎性介質(zhì)的表達〔1〕。腦缺血后，NF-κB與AC的活化增殖密切相關，是參與腦損傷后炎癥反應的重要信號調(diào)控因子〔2〕，被許多專家認為是炎癥反應的中心環(huán)節(jié)，在腦缺血中的作用日益受到重視。

1 NF-κB和κB抑制蛋白(IκBs)

NF-κB最初于1986年在B淋巴細胞中發(fā)現(xiàn)，它能與免疫球蛋白κ輕鏈增強子特異性結合〔3〕。哺乳動物的NF-κB Rel家族成員包括Rel-A(p65)、Rel-B、c-Rel、NF-κB1(p50/p105)和 NF-κB2(p52/p100)。它們都有由較長的氨基酸末端組成的N端區(qū)域，稱為Rel同源結構區(qū)。Rel同源結構區(qū)內(nèi)含二聚體化區(qū)、核定位信號區(qū)和DNA結合區(qū)。此外，Rel-A、c-Rel 和 Rel-B羧基端含有轉錄激活域〔4〕。NF-κB在體內(nèi)有兩種存在形式：由多肽p50和p65兩個亞基形成p50/p65同源二聚體及p50/p65異源二聚體，位于細胞核中。其中發(fā)揮主要生理功能的是后者。IκBs是另一個蛋白質(zhì)分子家族，在NF-κB活化的途徑中起著關鍵的分子開關作用，包括6種成分，IκBα、-β、-γ、-ε、-δ、bcl-3，每個成員都有6或7個錨蛋白重復片段和與降解有關的C端PEST序列。IκBs主要對NF-κB的活化起抑制作用。

2 NF-κB活化和信號傳導通路

NF-κB 的活化與調(diào)控機制比較復雜。當細胞處于靜息狀態(tài)時，IκBs覆蓋NF-κB的p65亞基及核定位信號，通過非共價鍵形式，與NF-κB形成三聚體復合物，使之以無活性的形式存在于細胞質(zhì)中，阻止NF-κB進入胞核與目標基因啟動子區(qū)域的特定序列結合，從而抑制NF-κB的轉錄活性。當受到缺血缺氧、炎性介質(zhì)和細胞因子等細胞外信號刺激時，信號首先通過一個或多個信號傳導途徑誘導激活IκB激酶(IκK)，繼而IκBα的氨基末端第32、36位絲氨酸殘基(IκBβ的第19、23位絲氨酸殘基，IκBε第157、161位絲氨酸殘基)被磷酸化〔5〕，磷酸化的ⅠκBs在泛蛋白連接酶的作用下，其N端賴氨酸分別被共價結合2分子的泛蛋白，構象發(fā)生改變，泛素化的IκBs進一步被ATP依賴性26 S蛋白酶小體識別并降解〔6〕，釋放NF-κB二聚體，使得活化的NF-κB快速易位進入細胞核內(nèi)，與相應靶基因調(diào)控元件的κB序列結合，調(diào)控細胞因子等的表達。同時，被降解的IκBs迅速合成，重新進入細胞核與NF-κB結合成無活性三聚體復合物，繼續(xù)完成上述活化過程，由此實現(xiàn)NF-κB活化與失活的循環(huán)，完成NF-κB作為一種核轉錄因子而調(diào)控基因轉錄的功能。這是NF-κB經(jīng)典信號傳導通路。此外有研究〔7〕發(fā)現(xiàn)，紫外線也可激活NF-κB。紫外線通過激活酪蛋白激酶2引起IκBα的羧基端磷酸化，從而引起IκBα泛素化后降解。酪蛋白激酶2的激活不依賴IκK，而是通過p38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)，因此P38-CK2-IκBα 也是激活NF-κB的途徑之一。

在體內(nèi),NF-κB的活化過程受到精細調(diào)控，包括正反饋和負反饋兩種調(diào)節(jié)。NF-κB和IκBs互相調(diào)節(jié)對方的激活。腫瘤壞死因子(TNF)和白細胞介素(IL)-1是NF-κB的兩個重要誘導因子，參與構成NF-κB的正反饋調(diào)節(jié)。細胞外信號刺激引起NF-κB的激活可增加TNF和IL-1的表達，使其產(chǎn)生和釋放增多，反過來激活NF-κB，使TNF-α 和 IL-1β 產(chǎn)生和釋放增多，導致最初的炎癥信號進一步放大。而NF-κB的負反饋調(diào)節(jié)主要通過p105和IκBα來執(zhí)行。p105及IκBα的基因均有NF-κB的結合位點，NF-κB活化后可上調(diào)這些基因的表達，將NF-κB限制在細胞質(zhì)內(nèi)，下調(diào)細胞核中NF-κB的活性。

3 腦缺血后AC異?；罨鲋?/h2>

AC能夠合成多種神經(jīng)遞質(zhì)及營養(yǎng)因子，為神經(jīng)元提供營養(yǎng)支持，對調(diào)節(jié)突觸活性及神經(jīng)再生和神經(jīng)修復起重要作用〔8〕。細胞周期是細胞生命活動的基本過程，報道研究顯示，AC具有活躍的細胞周期，在腦缺血刺激下，細胞周期異常激活，使AC進入快速繁殖通道，胞體肥大、腫脹、突起增多、延長〔9〕，早期能夠分泌神經(jīng)生長因子、胰島素樣生長因子等細胞因子，利于軸突再生和修復，對于維持腦微環(huán)境及防止神經(jīng)元死亡起一定的作用；隨著周期超?？焖龠\行，AC大量分泌炎癥介質(zhì)，能表達主要組織相容性復合體(MHC)-Ⅰ類和Ⅱ類分子，參與腦內(nèi)的局部炎性反應，反過來誘導更多的AC活化，導致局部組織損傷，影響結構重建和神經(jīng)功能修復〔10，11〕。

4 NF-κB與AC異?；罨鲋趁芮邢嚓P

AC的異?；罨鲋撑cNF-κB密切相關〔12〕。Gabriel等〔13〕研究發(fā)現(xiàn)，腦缺血后梗死區(qū)域內(nèi)反應性AC上的p65被大量誘導并表達上調(diào)，腦缺血后4～15 d后，缺血核心以小膠質(zhì)細胞、巨噬細胞為主,而缺血周圍區(qū)以AC為主，p65活性可見于AC中。這表明，NF-κB激活參與了腦缺血性損傷，誘導了AC的活化增殖。Schneider等〔14〕實驗證明腦缺血小鼠缺血半球的NF-κB被激活，而p65基因敲除小鼠的AC變性減輕，缺血性腦損傷明顯減輕。國內(nèi)外研究結果均顯示，腦缺血后相較正常腦組織，缺血腦組織中NF-κB表達明顯增強〔15〕，促使AC發(fā)生腫脹、過度肥大增生和增殖反應，并出現(xiàn)反應性AC化〔16〕。若抑制NF-κB 的活性，則可降低反應性膠質(zhì)增生的水平，減少AC的活化增殖，促進神經(jīng)功能恢復，證明NF-κB能夠促進反應性膠質(zhì)增生〔17〕。神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)是AC增生的標志物，在GFAP基因啟動子上有NF-κB結合位點，將AC轉染NF-κB活化抑制因子編碼序列后，GFAP表達明顯下調(diào)，提示NF-κB在AC增殖中發(fā)揮關鍵作用〔18〕。

5 多種炎癥因子經(jīng)由NF-κB通路誘導AC活化增殖

腦缺血后強烈的炎癥反應是造成腦組織繼發(fā)性損傷的因素之一。多種炎癥介質(zhì)基因(TNF-α、IL-1β、IL-6等)的啟動子和增強子中存在一個或多個NF-κB的特異結合位點，其表達受NF-κB調(diào)控。缺血刺激后，NF-κB通過正反饋調(diào)節(jié)，誘導細胞因子和黏附分子的進一步表達，形成瀑布級聯(lián)效應，造成持續(xù)放大的炎癥反應〔19〕，因此，NF-κB在炎癥反應中起關鍵作用。同時，這些炎癥因子是細胞周期的有力激活劑，能顯著促進AC活化增殖〔20～22〕，NF-κB是它們誘導AC活化增殖的最后效應通道。TNF-α是最重要的NF-κB激活劑之一，腦缺血后主要由AC分泌產(chǎn)生，通過TNF-R1激活上述NF-κB經(jīng)典信號傳導通路，引發(fā)炎癥反應，加重腦組織水腫和腦缺血損傷。加入 NF-κB阻斷劑 SN50，與NF-κB p50特異性結合，可阻止p50與TNF-α的κB基序結合，中止TNF-α的轉錄活動，減輕炎癥反應的發(fā)生。TNF-α還可促進AC表達磷脂酶C(PLC)和二酰甘油(DAG)，通過順次激活DAG-蛋白激酶C(PKC)和MAPK-NF-κB通路誘導AC活化〔23，24〕，并導致炎癥反應的泛化和持續(xù)。IL-1β對炎癥反應具有調(diào)節(jié)作用〔25〕。腦缺血后，IL-1β通過不同的信號轉導與TNF共同激活NF-κB誘導激酶(NIK)?；罨腘IK激活IκK，使INKκB降解，NF-κB激活，從而使AC從穩(wěn)定態(tài)進入激活態(tài)和增殖態(tài)，調(diào)控炎癥反應的進行〔26〕。此外，IL-1β還能激活MAPK/C-Jun N末端蛋白激酶(JNK)信號通路。其作用機制可能是IL-1β與AC膜上的IL-1R1結合后，激活下游的多個蛋白激酶，如MAPK中的JNK，引起NF-κB發(fā)生核轉位，觸發(fā)目的基因的轉錄和表達。NF-κB被IL-1β激活后，又能誘導炎性細胞因子的表達，誘導炎癥反應的發(fā)生。AC是腦內(nèi)IL-6的主要來源，腦損傷后IL-6分泌增加，并以自分泌方式作用于AC，促使其進一步活化。自由基等內(nèi)源性活性氧類物質(zhì)直接促進AC突觸前膜釋放谷氨酸。谷氨酸與其受體結合后，引起胞內(nèi)鈣超載，導致DAG-PKC和IP3-Ca2+兩條通路激活，最終經(jīng)由NF-κB通路誘導AC活化〔27〕。脂多糖(LPS)亦可誘導AC活化。LPS作用AC后引起p38磷酸化，激活MAPK通路，促進NF-κB的活化，激活的NF-κB進一步促進炎癥因子的釋放，加重炎癥反應的進行〔28～30〕。LPS還可以活化瞬時受體電位通道(TRPC)通道導致胞外鈣內(nèi)流，經(jīng)DAG-PKC和IP3-Ca2+通路，激活NF-κB誘導AC活化。抑制NF-κB的活性，就能抑制TNF-α、IL-1β等炎性因子的過量表達，減輕AC的活化增殖，抑制炎癥過激反應的瓶頸環(huán)節(jié)，從而對整個炎癥級聯(lián)瀑布具有抑制作用?？梢?，NF-κB既是AC炎癥反應的核心，又是各種致炎因子誘導AC活化增殖的最后效應通道。

綜上，NF-κB信號傳導通路對AC的活化增殖和調(diào)控AC炎癥反應有重要作用。腦缺血后，細胞周期激活，AC快速活化增殖，合成表達多種炎性介質(zhì)，激活NF-κB，活化的NF-κB繼而誘導炎癥反應的發(fā)生。但AC激活的程序是怎樣的，如何通過調(diào)控細胞周期來抑制AC的激活，建立有效的早期神經(jīng)保護，實現(xiàn)腦缺血治療上的突破，NF-κB對于AC的具體作用機制、作用時間、激活的信號傳導途徑及相關聯(lián)系尚不確定。NF-κB作用的雙向性造成AC也具雙向特征，因此對AC激活的后果及影響的具有不確定性，仍有爭議，需進一步研究。如何有效利用NF-κB對腦缺血后AC的作用，設法促進AC的保護功能，抑制其對中樞系統(tǒng)的不利影響。這些都是今后研究的方向。

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