NF-κB信号通路与结直肠癌的关系研究进展

于 静 综述，徐 辉 审校

结肠癌和直肠癌是常见恶性肿瘤，这些年来大家对它们的发病机理不断探讨研究，发现结直肠癌的发生发展与众多因素有关。其中对其分子机制中信号通路的研究也在不断深入。细胞核因子κB（NF-κB）能够通过对C-myc、COX-2、ICAM-1、Bar等基因的调控，促进结直肠癌的发生、转化、转移。因此NF-κB可以成为结直肠癌治疗中的一个新靶点。以下对近几年有关NF-κB信号通路在结直肠癌中的研究作一综述。

1 NF-κB的生物化学

1.1 1986 年Sen 等［1］首先发现NF-κB，到目前已发现NF-κB家族有5类：NF-κB1（p50/p105）、NF-κB2（p52/p100）、p65（RelA）、RelB 和C-Rel，均具有一个高度保守的Rel 同源序列。NF-κB均为二聚体结构，既可以为同源性也可以为异源性；二聚体结构的差异导致其功能的不同，形成了功能的多样。p65、cRel和RelB 都含有N 端Rel 同源区（Rel homology domain,RHD）和C 端的反式激活结构域（transactivation domain,TD），RHD 有结合DNA 的功能，除此之外还参与核易位和二聚体化，这些作用归功于它C末端的核定位区域（nuclear-localization sequence,NLS），而TD则负责转录活化［2］。p50 和p52 没有TD 而仅仅只有RHD，它们可以二聚化却没有相应的物质激活它。所以我们只能看到它们以p105和p100的形式存在。它们是没有活性的，但可以起到抑制作用。由于分子特异性，不同结构的NF-κB结合DNA不同的位点，发挥不同的调节功能。因此，多种多样的二聚体形式成就了NF-κB变化各异的调节方式。p65与p50的异二聚体最常见。IκB作为抑制单位，与NF-κB结合后覆盖NLS，从而达到阻止其核内转移的作用［3］。

在细胞的胞浆中常常可以看到NF-κB。最常以p65 与p50 的异二聚体存在，两者与其抑制性蛋白（in2hibitor kappa B,IκB）结合，失去原有活性而处于无功能状态。大量实验结果证明，他的激活物广泛而常见［1-3］。激活后NF-κB 与IκB 分离，进入细胞核与κB 位点（位于靶基因的启动子或者增强子上）结合，这样就可以调控许多基因表达。目前来说，其调节的靶基因编码蛋白有数十种。通过这些蛋白，实际上NF-κB 间接参与了感染、细胞凋亡甚至是肿瘤的形成。不仅如此，这些蛋白还与细胞周期的调控和分化有关。

1.2 大多数情况下，有IκB 结合，胞浆里的NF-κB 是无活性的。由于NF-κB属于早期转录因子，所以不用新翻译蛋白对它的激活进行调控。也因此能够非常迅速的对一些有害刺激做出快速而准确的反应。当细胞受到激活物刺激后，IκB 就会被活化的IκB 激酶复合体（IκB kinase,IKK）磷酸化，磷酸化后的IκB 与NF-κB 分离，失去覆盖NLS 的作用，NF-κB 游离出来。游离出来的NF-κB发生核内转移，与相应靶点序列结合，诱导基因表达，如TNF、干扰素β（IFN-β）、IL、E-选择素、细胞间粘附分子（ICAM-1）；环氧合酶2（Cox2）、诱导性一氧化氮合酶（NOS）；C-Rel、癌基因Bcl3等［4］。

2 NF-κB与结直肠癌

2.1 NF-κB 在结直肠癌中的表达 一般来说，在正常细胞中，NF-κB 处于激活和失活的动态平衡当中，处在这样的平衡当中，细胞才能正常有序的进行生理功能。细胞的生死平衡也与这个平衡密切相关。有研究指出，在正常结肠黏膜、腺瘤和结直肠癌组织中NF-κB的含量会逐渐增多［5］。杨晓东等［6］的研究结果显示，结直肠癌患者中的病变组织中NF-κB要高于未病变组织。在这个发现的基础上，进一步研究淋巴结有转移和没有转移的两者相比，前者NF-κ蛋白表达明显高于后者；且转移的淋巴结与癌胖组织中可以看到NF-κBp65 的表达，而正常情况下这些组织中没有发现NF-κBp65 的表达。随着肿瘤Dukes 分期的进展，NF-KB也随之出现升高趋势。而I-KBa却与之相反，不仅在大肠癌中低于正常组织，并且随着肿瘤Dukes 分期的进展含量越来越低，bxBa 的磷酸化（p-lgBa）呈递增趋势［8］。陈尧等［7］的研究结果也与此相似。由此都可表明，NF-κB的活化与结直肠癌的发生、转移有关。

2.2 NF-κB 对结直肠癌基因调控作用 NF-κB/Rel家族蛋白因子在控制细胞生长、转化及活化的基因中起重要作用。在众多原癌基因中C-myc 属于较常见的一类，它不仅可以诱导肿瘤的生长，还可以诱导肿瘤的凋亡［9］。可以使正常细胞向肿瘤细胞生长，在C-myc 上存在与NF-κB 的结合位点。NF-κB 的亚单位转化、活化的异位表达，可以激活该原癌基因。加速其转录作用，从而导致细胞生长和增殖过度，甚至癌变［10］。在正常的结肠组织中C-myc无表达；结直肠腺瘤组织中C-myc 呈阳性表达；部分癌变的结直肠腺瘤该基因的表达为强阳性；结直肠癌中结果与其相同。由此得出结论，NF-κB和C-myc与癌变的发生成正相关，如果两者被过度的激活，则很可能导致结肠癌的产生［5］。

在很早以前Sano 等［11］就得出个一个结论，在结肠癌患者的癌变细胞中COX-2和在正常细胞中表达强弱不同，后者较弱。且其产生的免疫反应远远强于癌旁组织。如果COX-2 的表达不停止，有一个很可能发生的结果就是癌细胞外表形态发生改变，改变的癌细胞更容易发生转移［12］。NF-κB 参与了COX-2 的催化反应，从这个角度上讲，他们两个在结直肠癌的形成过程中起到的作用力方向是相同的。另外有研究表明COX-2、NF-κB这2 种蛋白在溃疡性结肠炎中的表达率都较高，认为由于NF-κB 的表达及活性增强，可以诱导炎症相关基因的表达。大量的表达会引起结肠细胞大量的增生，与结肠癌的形成、浸润、转移都密切相关。NF-κB作为调控炎症反应的基因，其作用十分重要。COX-2抑制剂可以通过抑制COX-2及NF-kB信号传导这两条通路，从而达到抑制结肠癌细胞的生长的作用，又由于无论选择性还是非选择性COX-2，均具有该抑制作用，所以两者均能抑制癌细胞的生长［13-15］。有推测指出NF-κBp65 有可能和UC的产生有关，因为在溃疡性结肠炎中，其含量有所增加［12］。

ICAM-1 在淋巴管及血管的内皮细胞中表达，能够与淋巴细胞的受体淋巴细胞功能相关抗原（LFA）相结合，其结合后在淋巴细胞与内皮细胞的粘附中可以起到一个稳定作用。研究发现在许多癌细胞（包括结直肠癌）的表面，也有LFA 存在。在肿瘤转移的早期阶段，淋巴管内皮细胞被细胞因子激活，ICAM-1的分泌量增多，淋巴管内皮细胞同时可以被癌细胞和淋巴细胞结合。NF-κB 可促使淋巴细胞管内皮细胞内ICAM-1 增加，从而使得癌细胞与内皮细胞结合的几率增加。且在转移的结直肠癌中淋巴管内皮细胞中，NF-κB P65蛋白与ICAM-1 的含量均升高，提示NF-κB可能通过调节ICAM-1而促进了结直肠癌的转移［18］。由此我们可以得出的推论是，结直肠癌是否发生了转移与它们两个密切相关，因此它们具有作为检测指标的较大潜能。有文献指出Akt、NF-κB 两者和FAκ呈正相关，推测这三者构成的信号传导通路与结直肠癌的产生有密切关系［16］。

2.3 NF-κB 与细胞凋亡 Bax 基因由Tsujimoto 首先发现。其后对其作用及机理进行了较多的研究，较为突出的成果是Vaux所进行的一项研究。他将该基因转入了骨髓原始细胞，使其的表达产物增高，结果形成了肿瘤，进一步研究发现这些肿瘤细胞有一定的特殊性，主要特点为生存期延长，而增殖率却没有明显增加。后来Bosari 在大肠腺瘤中发现很多发育不良的细胞Bax 的表达呈阳性。NF-κB 具有抗凋亡的作用，该作用跟NF-κB 对超氧化锰歧化酶和锌指蛋白A20 这两个基因的调节有关。TNF-Ct 可以诱导超氧化锰歧化酶和锌指蛋白A20的表达，产物的作用是抗细胞凋亡。而Bax既能够抑制细胞凋亡，同样也可以促进细胞凋亡，其功能上更加完善，对细胞凋亡的调节具有重要作用。Caspase（主要是Caspase-3）可以被以上所产生的蛋白激活，而该物质的激活是细胞凋亡的必经程序。

3 NF-κB与结直肠癌的治疗

Pizer 等［5］进行了一些研究发现，利用细胞内脂肪酸合酶（FAS）抑制剂抑制NF-κB后，结肠癌细胞的增殖受到抑制。NF-κB可以调控结直肠癌相关基因，据此在结直肠癌的治疗中可以作为一个靶点。近年来，有研究表明利用这一点能阻断NF-κB 通路。NF-κB抑制剂可以使病变的细胞凋亡，其原因在于两个方面，这两个方面都与NF-κB 有关，一是在其信号传递通路上阻断它，不让其具有完整的信号传递；二是抑制其与相应靶点序列结合的活性。结果是癌细胞的敏感性升高，有利于治疗。众所周知，糖皮质激素属于免疫抑制剂，其部分作用机理与其抑制NF-κB有关系。它的作用原理在于使IκB 含量增多。由于它众所周知的副作用，虽然对结直肠癌有一定的疗效，但在临床上用于治疗结直肠癌的情况还较少。另外还有一种磷酸化IκB 激酶的特异抑制剂，与磷酸化IκB激酶结合后使其失去活性，达到抑制NF-κB激活的目的，且其它信号途径不受干扰，同时控制IκB，不让其流动到NF-κB 含量较高的癌细胞中。如果在结直肠癌中NF-κB的含量很高，那这种相针对的治疗方法就会有很好的效果，可惜目前该方法仍在研究当中。NF·KB decoy寡核苷酸是近来研究较多的一个物质，研究结果发现其具有逆转癌细胞耐药性的作用［19-20］。

4 展 望

结直肠癌发病率高，在临床较为常见。NF-κB信号通路与结直肠癌的发生、发展和转移都有关，其对结直肠癌发生、分化、转移的判断和治疗方面，NF-κB应具有较大的潜在价值。但目前该研究还有待深入，要将NF-κB的研究成果应用于临床，还需要大量的研究及循证医学的支持。

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