新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院心臟中心(烏魯木齊 830054)

周 韻 綜述 楊毅寧 審校

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·綜 述·

核因子κB在急性冠脈綜合征中的研究進展

新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院心臟中心(烏魯木齊 830054)

周 韻 綜述 楊毅寧 審校

心血管疾病是現(xiàn)代社會人類死亡的主要原因,冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂是急性冠脈綜合征發(fā)生的重要機制。核因子-κB廣泛存在于各類細胞中,在粥樣斑塊不穩(wěn)定和破裂中起重要作用。本文綜述了核因子-κB近年來在急性冠脈綜合征中的研究進展,預見核因子-κB在未來急性冠脈綜合征治療和新藥研發(fā)中的重要作用。

核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)是1986年由Sen等人首次在成熟B淋巴細胞中發(fā)現(xiàn)的一種轉錄基因家族的總稱。NF-κB已被證實廣泛存在于真核細胞中并與多種基因啟動子區(qū)或增強子區(qū)序列特異性結合位點結合,促進轉錄的發(fā)生[1]，參與免疫應答、炎癥反應[2]、細胞增殖、細胞凋亡和腫瘤[3]的發(fā)生等。急性冠狀動脈綜合征(ACS)是以冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂或侵襲，繼發(fā)完全或不完全閉塞性血栓形成為病理基礎的一組臨床綜合征，包括急性ST段抬高性心肌梗死、急性非ST段抬高性心肌梗死和不穩(wěn)定型心絞痛。目前認為,炎癥反應在ACS的粥樣斑塊不穩(wěn)定性和破裂中起重要作用。因此,認識NF-κB與ACS的關系,對預防、診斷和治療ACS至關重要。

1 概 述 NF-κB家族由p65(RelA)，RelB(RelB)，c-Rel(Rel)，p105/p50(NFKB1)和p100/p52(NFKB2)5個成員組成，并分別由RelA、NF-κB1、NF-κB2、RelB、c-Rel五個基因進行編碼[4]。NF-κB成員N-末端均有一個RHD結構可與DNA鏈中特殊序列相結合。p65蛋白，RelB基因和c-REL的C-末端包含靶基因轉錄激活所必要的TAD結構(轉錄激活結構域)。而p105和p100缺乏TAD結構，經(jīng)修正后的p100和p105可被蛋白酶體識別，生成p50和p52亞基可通過與其他分子如p65，RelB，c-REL形成異源二聚體，亦可作為同源/異源二聚體與Bcl-3結合進而進行正向調(diào)控轉錄；其中異源二聚體中最常見的為p65-p50形式，在活化的NF-κB中起到重要的傳遞作用；同源二聚體p50-p50作用較為特殊，可通過與靶向因子競爭結合位點起阻遏作用。在未受到刺激的細胞中，NF-κB二聚體與IκB(NF-κB的抑制蛋白)結合時是無活性的，IκB通過掩藏核定位序列將NF-κB限制在細胞質(zhì)中。已知的IκB有8種，分別為：IκBα，IκBβ，IκBγ，IκBε，IκBζ，Bcl-3，p100和p105，他們均通過錨蛋白重復序列與NF-κB結合，從而掩藏核定位序列將NF-κB限制于細胞質(zhì)中，進而抑制NF-κB的激活。IKK是IκB激酶(IκB kinase)，活化的IKK激活特異性磷酸化可導致IκB的降解，已發(fā)現(xiàn)的IKK有3種，分別為：IKKα(IKK1)、IKKβ(IKK2)、IKKγ(NEMO)。

2 NF-κB的激活 NF-κB可被多種信號傳導途徑激活,使其從IκB復合物釋放,并最終使NF-κB轉運入細胞核內(nèi)。NF-κB激活途徑包括經(jīng)典激活途徑和非經(jīng)典激活途徑兩種。在非經(jīng)典激活途徑中，IKK復合體(IKKα二聚體)被NIK(NF-κB誘導酶)磷酸化。TRAF2(腫瘤壞死因子受體相關因子2)，TRAF3(腫瘤壞死因子受體相關因子3)，c-IAP1(細胞凋亡抑制蛋白1)和c-IAP2(細胞凋亡抑制蛋白2)的降解可負反饋調(diào)節(jié)NIK。激活的IKK復合物導致NF-κB的蛋白酶體加工，并最終使NF-κB進入細胞核內(nèi)調(diào)控靶基因。非經(jīng)典激活途徑可被LT-β(淋巴毒素β)，BAFF(B細胞活化因子)，CD40配體以及病毒產(chǎn)物等激活。NF-κB的經(jīng)典信號傳導途徑中IKK二聚體(IKKα-IKKβ異質(zhì)二聚體)可被TNFRα1(腫瘤壞死因子α受體1)、IL-1R(白介素1受體)，TLRs(Toll樣受體Toll樣受體)、細胞因子、病毒、酵母和微生物產(chǎn)物等激活。TRAF6因含有一個RING結構，具有催化自動泛素化E3連接酶的功能，IL-1R和TLR與MyD88，TOLLIP和IRAKs結合需依賴TRAF6泛素化。TNFR1參與可導致TRADD(腫瘤壞死因子α相關死亡域)，TRAF2和RIP(受體相互作用蛋白)的參與。TRAF2類似于TRAF6，其具有的E3連接酶功能可使RIP泛素化，并在RIP和TRAF6的泛素化鏈過程中充當支架作用，作用于鏈接促炎性激酶TAB1(轉化生長因子-β激活激酶)后可與銜接蛋白TAB2(TAK1結合蛋白2)和IKK復合物結合。最后，激活的IKK復合物可使IκBα磷酸化后被蛋白酶體水解。至此，NF-κB被釋放進去細胞核內(nèi)。NF-κB的激活是由多個負反饋機制調(diào)節(jié)的，包括依賴IκBα的NF-κB，新合成的IκBα使NF-κB移入細胞核內(nèi)，從而終止NF-κB活化。上游中介泛素鏈通過激活去泛素酶A20，CYLD和IKK后可反饋調(diào)節(jié)NF-κB。典型的NF-κB通路可通過其他刺激物激活，包括低氧[5]，ROS(活性氧)[6]，誘導G蛋白偶聯(lián)受體激動劑[7]，紫外線[8]，細胞因子[9]和機械力等；但其信號通路反應的特征性相對較低。

3 NF-κB與ACS ACS包括不穩(wěn)定型心絞痛(UA)、ST段抬高型心肌梗塞(STEMI)和非ST段抬高型心肌梗塞(NSTEMI)[10]。研究表明動脈粥樣硬化斑塊的破裂會導致病變下游部位的梗死或缺血。不穩(wěn)定心絞痛患者斑塊破裂的風險較正常人群大，且血液白細胞中激活的NF-κB水平較高。在動脈粥樣硬化炎癥反應中NF-κB調(diào)節(jié)的重要性是顯而易見的，無論是藥物還是促炎蛋白,ICAM-1(細胞內(nèi)粘附分子-1)，VCAM-1(血管細胞粘附分子-1)，MCP-1(單核細胞趨化蛋白1)[11]，TNFα(腫瘤壞死因子α)，IL-1β(白細胞介素 1)以及其受體都可能會導致病變面積的改變、巨噬細胞的浸潤和疾病的發(fā)展。相關研究表明NF-κB通路通過在細胞中激活并參與病變發(fā)展的不同階段，從而參與血管炎癥反應和動脈粥樣硬化病變的形成。①NF-κB與UA：心絞痛是指由于冠狀動脈粥樣硬化狹窄導致冠狀動脈供血不足，心肌暫時缺血與缺氧所引起的以心前區(qū)疼痛為主要臨床表現(xiàn)的一組綜合征。炎癥反應與不穩(wěn)定心絞痛發(fā)生密切相關。不穩(wěn)定心絞痛患者中ox-LDL(氧化低密度脂蛋白)[12]，TNF-α，IL-1[13], MMP-9等因子水平的改變可激活NF-kB通路，使炎癥因子及細胞因子表達上調(diào)[14]。目前證實，NF-κB可誘導細胞因子(如TNF-αIL-1β和IL-6)、趨化因子(如單核細胞趨化蛋白-1和IL-8)、粘附分子(如ICAM-1 VCAM-1和ELAM-1)、免疫識別受體(如主要組織相容性復合體)及一些與炎性級聯(lián)放大相關的酶(如誘導型一氧化氮合酶iNOS和誘導型環(huán)氧化合酶)等至少包括27種不同炎性靶基因的過度或持續(xù)表達，進而趨化大量的中性粒細胞等炎性細胞浸潤聚積于炎癥部位，誘導產(chǎn)生如一氧化氮和前列腺素等炎性效應分子，最終造成炎癥反應[15]。值得注意的是，NF-κB通路可刺激TNF-α和IL-1β等細胞因子的表達，同時這些細胞因子又是NF-κB的刺激劑，可進一步活化NF-κB，造成持炎癥反應的持續(xù)或效應的放大。Wilson等[16]通過切除32例不穩(wěn)定型心絞痛患者冠狀動脈粥樣斑塊發(fā)現(xiàn),經(jīng)過活化的單克隆抗體p65亞單位染色后,有31例顯示NF-kB陽性。以上研究均強調(diào)了NF-κB在不穩(wěn)定性心絞痛中的重要作用。②NF-κB與心肌梗死及缺血再灌注損傷：心肌梗死通常由心臟血流中斷所致，其中冠狀動脈粥樣硬化斑塊破裂最為常見。Napoleone等[17]觀察心肌梗死大鼠模型發(fā)現(xiàn), 梗死后第3天大鼠心肌NF-κB的核結合活性即增高7.1倍,1周后方恢復至正常水平。隨之轉化生長因子βl、I型和Ⅱ型膠原和轉錄增強, 表明NF-κB活化參與了心肌梗死后的心室重構進程目前用于恢復缺血區(qū)心肌血流的方法包括溶栓治療[18]、PCI(經(jīng)皮冠狀動脈介入治療)[19]與CABG(冠狀動脈旁路移植術)[20]。心肌灌注降低可導致部分心肌細胞死亡或功能喪失(心肌梗死)。同時，再灌注治療也有可能通過觸發(fā)心肌炎癥反應和細胞凋亡引起組織損傷。NF-κB是心肌缺血和再灌注損傷的核心反應調(diào)節(jié)因子。它可以在缺血或再灌注損傷時被促炎性因子(如TNFα和IL-1)和TLRs的內(nèi)源性配體所激活。這一信號傳導通路可調(diào)節(jié)TNFR和TLR信號。此外，缺血再灌注也可通過改變氧利用來激活NF-κB。在含氧正常條件下，IKKβ被PHD1(脯氨酰羥化酶1)羥基化而分解。而由于局部缺血導致缺氧時，PHD1(脯氨酰羥化酶1)活性被抑制，從而降低IKKβ的表達，進而激活NF-κB。缺氧環(huán)境時，NF-κB還可通過IκBα絡氨酸殘基磷酸化來激活。除了這些機制外，低氧環(huán)境還可通過激活HIF1(缺氧誘導因子1)依賴型NF-κB亞基基因來增強NF-κB的表達[21]。缺血后組織再灌注也可以誘導ROS激活NF-κB同路的活性。NF-κB激活分子機制的基礎是高水平ROS的轉運，包括ROS依賴型IKK和ASK1(凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1，MAPKKK)蛋白的激活。其他研究也表明ROS通過抑制氧化還原反應敏感酶負反饋調(diào)節(jié)NF-κB的活化。因此，心肌缺血或缺血再灌注損傷可導致NF-κB在心肌細胞中的激活，也可誘導冠狀動脈內(nèi)皮細胞中促炎蛋白，包括黏附蛋白ICAM-1和P-選擇素，以及白細胞的聚集。許多關于臨床研究的文章都已提及過這一過程。例如：Valen等人證實在心肌缺血再灌注病人的動脈組織中NF-κB(p50/p65)的激活伴隨著ICAM-1，TNFα和IL-1β表達的增加。正如炎癥反應可導致組織損傷一樣，心肌缺血再灌注時NF-κB的激活也是有害的。這一觀點與觀測動物模型中利用藥物抑制劑阻斷NF-κB1或誘導寡核苷酸可減少心肌梗死發(fā)生一致[22]。其中，NF-κB1缺乏小鼠與心肌梗死后野生型小鼠相比具有較低的心衰發(fā)生率和死亡率。但是因為NF-κB同時具有心肌缺血后再灌注的保護作用,在治療時使用NF-κB阻止藥物時需要格外注意。相關小鼠及人類研究結果顯示：活化的NF-κB可通過誘導細胞保護基因(包括C-IAP1和Bcl-2)對心肌細胞凋亡具有起到保護作用。

4 展 望 NF-κB在冠心病中起著至關重要的作用,對急性冠脈綜合征的調(diào)控也十分復雜，隨著對NF-κB研究的逐漸深入，在不影響NF-κB生理功能的前提下如何抑制在急性冠脈綜合征中異?；罨腘F-κB是亟待解決的問題，也為急性冠脈綜合征的治療和新藥的研發(fā)提供一個新方向。

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(收稿：2015-03-18)

核因子κB 急性冠脈綜合征 缺血再灌注損傷

R541.4

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2015.10.070