核因子κB在HBV相关性肝癌中的研究进展

杨春霞（综述），杨微波（审校）

（昆明医学院第一附属医院感染科，昆明 650032）

炎症和肿瘤有联系的观点，是19世纪普鲁士科学家现代病理学先驱Rudolph virchow因发现有白细胞存在于癌组织中而提出的［1］。但当时并没有引起人们的重视。直到核因子κB（nuclear factor kappa B，NF-κB）等一些转录因子的发现，这个观点才被广为接受。从此以后NF-κB及p65等转录因子成为了研究炎症与肿瘤关系的重要线索和热点。

原发性肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）是人类最普遍的恶性肿瘤之一，在世界肿瘤致死率中居第三位［2］，每年我国就有11.2万人死于肝癌，寻找肝癌的病因成为一项长期重要的任务。病毒性肝炎主要是乙型肝炎，目前被公认为是肝癌的主要致病原因。有资料显示，全世界约有20亿人受到HBV的感染并且有320 000人因此而死亡，其中30%～50%是由于HBV相关性肝癌所致［3］。HBV感染引起肝癌的过程中NF-κB异常激活，参与多向转录活性，调控免疫应答，炎性反应，细胞生长分化凋亡以及等基因的转录可能发挥了不可小视的作用，成为连接HBV与肝癌的重要桥梁。现就近年来NF-κB与HBV相关性肝癌关系的研究进展进行综述。

1 NF-κB 及其激活

1.1 NF-κB的结构功能 NF的本质是蛋白质，它能与指某些基因上启动子区固定核苷酸序列结合而启动该基因转录。NF-κB于1986年由Sen和Baltimore首先报道，因能与B细胞免疫球蛋白κ链基因的κB序列（5'GGGACTTTCC3'）特异结合而得名［4］。在哺乳动物中，已发现NF-κB有五个家族成员:NF-κB1（p50/P105）、NF-κB2（p52/P100）、RelA（p65）、RelB和c-Rel。其中p105及p100分别为 p50和 p52的前体。NF-κB家族在肽链N末端都有一个约300个氨基酸组成的Rel同源区（relhomology domain，RHD），RHD可以分为靠近N端的DNA结合区，中间与其他二聚体结合的区域，C端的核定位信号区及前激肽释放酶激活剂磷酸化区。RHD的功能主要是通过结合DNA、NF-κB的二聚化、核定向、易位以及与DNA或κB抑制蛋白（inhibitory-kappaB）结合，调节NF-κB在细胞内定位［5］。根据肽链C末端的不同，可将NF-κB家族成员分为两类:RelA（P65）、RelB和C-Rel为一类，它们没有前体，除有RHD外，还有一个以上转录活性区;NF-κB1（p50 及其前体 p105）和 NF-κB2（p52及其前体p100）为另一类。两者的区别在于前者含有反式激活功能域，而后者没有。

1.2 NF-κB 的开关——IκB 家族 NF-κB 的激活是通过其抑制因子IκB家族的开关作用实现的。IκB家族主要包括 IκBα、IκBβ、IκBγ/p150、IκBδ/p100、IκBβ、IκBε、p100/P105、Bcl-3 等成员。最近又发现一个新的成员——IκBζ。除了 Bcl-3 和 IκBζ定位于细胞核（其功能与其他成员不相同，在此不进一步叙述），其余成员均定位于细胞质，主要作用是活化NF-κB［6］。目前研究得最清楚、与 NF-κB 关系最为密切的是IκBα。IκBα由N端，中间5个锚蛋白的重复序列及C端组成，N端在信号刺激下发生磷酸化，从而活化NF-κB;中间锚蛋白部分是NF-κB的结合部位;C端为一四肽结构域，参与蛋白质的基础转换［7］。

IκBα 是如何开关 NF-κB 的呢?NF-κB 在没有信号刺激的时候是以非活性的状态与IκBα结合而贮存在细胞质中的。此时IκBα锚蛋白与NF-κB的RHD结合，屏蔽了NF-κB的C端的核定位信号，妨碍核定位，从而阻止NF-κB移入细胞核。当受到细胞内外各种刺激的时候，机体通过一系列反应引起IκBα 的磷酸化，泛素化，IκBα 被水解释放。此时IκBα对NF-κB的抑制解除，C端的核定位信号暴露并介导NF-κB进入细胞核，与KB位点特异结合，从而参与调控转录过程。当完成转录功能后，IκBα促使NF-κB与DNA分离，并与之结合返回细胞质中。

2 HBV相关性肝癌中NF-κB的激活因素

2.1 HBx蛋白激活与 NF-κB 激活

2.1.1 HBx通过 Ras-raf-MAPK激酶等通路激活NF-κB NF-κB 可以由 Ras/Raf/有丝分裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）通路（是一条可被广泛激活的通路，它能将细胞外信号传递入细胞核内，引起细胞内特异蛋白的表达谱变化，从而影响细胞命运）或Akt/PKB通路的激活作用而活化，虽然乙肝病毒x蛋白（hepatitis B virus x protein，HBx）不可能直接与DNA结合，但HBx可以通过激活Ras-Raf-MAPK信号级联反应激活NF-κB，或通过激活磷脂酰肌醇3激酶磷酸化Akt/PKB。Akt是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，它能介导IκB激酶上23位苏氨酸的磷酸化。从而有效地抑制转化生长因子引起的凋亡［8］，增加胞内TATA结合蛋白合成，诱导RNA多聚酶Ⅱ依赖的基因转录。降低细胞周期调控，诱导中心体高度扩增和有丝分裂畸变，抑制细胞凋亡，促进细胞转化。使肝细胞在染色体水平发生改变，促进肝癌的发生。这些通路中，Ras-raf-MAPK是最重要，也是研究得最多的一个［9］。

2.1.2 HBx直接与NF-κB抑制因子结合 HBx蛋白是一种被乙型肝炎病毒编码的多肽，在HBV感染过程中起十分重要的作用。HBx通过作用于NF-κB的抑制因子 IκBα 和 P105 而激活 NF-κB［10］。在IκBα 途经中，HBX 直接作用于 IκBα，IκBα 通过锚蛋白第六个重复序列 C-端的第249～253氨基酸与HBX结合。导致 IκBα-HBX复合物在细胞质的积累，从而阻断IκBα与NF-κBDNA链的结合。在p105途经中，HBX间接减少 NF-κB1/p50的抑制因子p105。并且释放被p105抑制因子掩盖的p65/RelA蛋白。但HBX对减少细胞质中p105水平的作用是十分微弱的。作为NF-κB的前体及抑制因子，它对NF-κB的释放是低应答的。进一步的研究发现，伴随着肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor α，TNF-α）的合成，HBx通过阻止 IκBα-NF-κB-DNA 复合物的重新合成而诱导维持 NF-κB的激活［11］。活化的NF-κB可以通过转录激活靶基因细胞凋亡相关基因Bcl-2和凋亡抑制蛋白抑制凋亡，或者通过激活相关基因启动子而调节多种蛋白的表达，在肝癌的发生中起到重要作用。

2.2 HBsAg、HBcAg，HBeAg 与 NF-κB 的激活 在不同的 HBV 感染状态下，HBsAg、HBcAg、HBeAg可引起机体产生 HBsAb、HBcAb、HBeAb的不同 IgG亚型。HBcAg具有高度的免疫原性，它有一个独一无二富含精氨酸的C羧基端，据此产生由核衣壳引起的免疫应答。感染HBV的患者有TNF-α水平的增高及 TNF-α受体的上调［12］。HBsAg及 HBeAg是否参与激活NF-κB尚未见报道。

2.3 炎性介质与NF-κB的正反馈放大机制 HBV感染过程中有多种炎性介质和炎性细胞的参与，炎性分子基因的转录主要NF-κB调控，而所产生的炎性介质如TNF-α、化学因子和白细胞介素（interleukin，IL）又可以激活NF-κB。如此反复循环，形成正反馈放大机制，通过NF-κB的抑制细胞凋亡，促进细胞转化的作用进而选择性促进癌前病变细胞的存活，致使肝细胞基因损伤不断累积而向恶性表型转化［13］。

3 NF-κB与HBV相关性肝癌的发生

3.1 NF-κB与肝细胞的增殖 细胞周期是单个细胞生长、分裂成两个子细胞的过程，经历G1（DNA合成前期）-S（DNA合成期）-G2（DNA合成后期）-M期（有丝分裂期）。由细胞周期素（cyclin）通过激活相应的细胞周期蛋白依赖激酶调节。cyclin除了激活细胞周期蛋白依赖激酶外，还参与细胞周期蛋白依赖激酶底物磷酸化环节和过程，从而推动细胞周期的前进，使细胞顺利渡过G1/S、G2/M两个转变点。细胞周期中首先表达的是cyclin D，然后是cyclin E，进入S期以后cyclin E被降解，cyclin A开始表达，完成细胞的有丝分裂后cyclin及时被降解掉。整个过程有序地进行，保证了细胞的正常有丝分裂［14］。肿瘤的本质在于细胞周期调控紊乱，细胞呈现失控性生长和凋亡减少。cyclin异常表达是导致细胞周期调控机制受到破坏的主要原因之一。目前的研究发现NF-κB可以上调cyclin D1的表达，促使病变细胞G/S周期转换，导致细胞周期调节失控，促进细胞的生长和增殖，在肿瘤的发生发展中起着至关重要的作用。有研究［15］发现，cyc1in D1在肝癌组的平均表达指数显著高于肝硬化组和正常对照组，与NF-κB在胞核中的表达呈显著正相关，提示NF-κB在肝细胞肝癌的发生中主要通过上调细胞增殖调控基因cyclin D1 实现的。Hinz等［16］也发现，cyclin D1 基因在肝癌细胞 HepG2中表达，并在 NF-κB活性被NF-κB圈套寡核苷酸抑制后表达下降，也证实了NF-κB与cyclin D1有明显的相关性，是受 NF-κB 调控的基因。

3.2 NF-κB与肝细胞的凋亡 NF-κB可以通过抑制细胞凋亡而引起肿瘤。细胞凋亡同细胞增殖等生理过程一样，对于维持机体内部稳态十分重要。凋亡的缺陷从多个方面将导致肿瘤的发生和进展。NF-κB通过上调编码抗凋亡因子从转录水平抑制细胞凋亡。这样的凋亡抑制物目前有三类。第一类是位于NF-κB基因下游的Bcl-2基因家族成员，主要包括Bcl-xL和Bfl1/A1，有抑制具有促凋亡作用的细胞色素C和Samac/Dialo从线粒体释放的作用，从而抑制细胞凋亡。第二类是细胞内的抑制凋亡的蛋白质，包括细胞凋亡蛋白抑制物、TNF受体结合因子和细胞型含死亡域的Fas结合蛋白样白介素1β转换酶抑制蛋白以及锌指蛋白 A20。它们能够抑制由TNF-α、死亡受体、抗癌药物等引起的细胞死亡。第三类是连锁凋亡抑制蛋白，能够抑制caspase-9酶原的加工以及抑制caspase-7、caspase-3、DNA损伤修复基因45β等参与细胞周期和修复的重要分子的活性［17］。另外，NF-κB 促使抑癌基因 c-myc的激活。近年来发现的新的凋亡抑制蛋白有Livin基因、Gadd45γ蛋白。这些抗凋亡因子又会通过级联信号转导持续地激活NF-κB，使肝细胞抗凋亡不断增殖。这几类凋亡抑制蛋白是相互协调，互相作用的，并不是各自独立存在。

4 NF-κB与HBV相关性肝癌的发展

4.1 NF-κB与肝癌的侵袭、转移及复发 肝癌的侵袭，转移及复发是复杂的过程，包括细胞的增殖、分离，间质的溶解，细胞的迁移和远处转移。如前所述，NF-κB与炎性介质是相互作用的，在肿瘤的侵袭与转移中两者亦密不可分。肝细胞生长因子通过诱导NF-κB的目标基因基质金属蛋白酶9和尿激酶型纤溶酶原激活物而增加HepG2细胞的侵袭力。这一证据和NF-κB调节IL-6、IL-8和血管内皮生长因子等前血管原和前转移的基因的表达的观点，促使研究者们去研究NF-κB在肝癌发展中所扮演角色的更多细节。Futakuchi等［18］用一个在体的转移模型，发现NF-κB被抑制后，血管内皮生长因子和血管细胞黏附分子基因表达受到抑制，鼠HCC的肺转移被抑制。而通过特殊的 NF-κB抑制因子的应用，NF-κB在肝癌发展中的作用得到了进一步的阐明。Abiru等［19］发现用阿司匹林和NS-398通过下调基质金属蛋白酶9基因的表达致使肝细胞生长因子诱导的HepG2的侵袭力抑制。

4.2 NF-κB与HCC耐药 肝癌细胞对许多抗癌药物易产生耐药性，多药耐药是肿瘤化疗失败的主要原因。P糖蛋白（permeability glycoprotein，P-gp）的高表达是限制许多人类肿瘤细胞对化疗药物敏感的关键因素之一。P-gp可将药物由细胞内泵出到细胞外，导致细胞内的药物浓度下降，从而使作用到靶点的药物减少，产生多药耐药现象。邬林泉等［20］证实了NF-κB和P-gp的表达呈正相关，提示多药耐药有可能是NF-κB下游基因之一，在NF-κB的调节激活转录下，过度表达P-gp进而引起HCC细胞多药耐药。

5 展望

目前大量的研究证明，HBV感染是引起原发性肝癌的主要原因，其致癌机制复杂。而NF-κB的发现，在炎症和肿瘤之间搭起了一座桥梁。HBV通过自身直接或者间接引起NF-κB的激活，NF-κB又作用于致癌因子，从而引发肿瘤。但这种相互作用不是单向的，而是级联放大的负反馈。NF-κB不仅参与肝癌的发生发展，还与化疗药物耐药有关，所以NF-κB在HBV感染引起的肝癌中的作用至关重要。但疾病的发生是通过人体错综复杂的网络实现的，随着对NF-κB的研究的深入，相信通过阻断NF-κB这一连接乙型肝炎与原发性肝癌的桥梁，将为人们开创HCC治疗的新途径。

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