NF－κB与脑胶质瘤的研究进展

张忠民，顾志成＊，王彩霞，梁帮永

（1.佳木斯大学附属第一医院，黑龙江佳木斯154000；2.牡丹江林业医院，黑龙江省牡丹江157000）

NF－κB与脑胶质瘤的研究进展

张忠民1，顾志成1＊，王彩霞1，梁帮永2

（1.佳木斯大学附属第一医院，黑龙江佳木斯154000；2.牡丹江林业医院，黑龙江省牡丹江157000）

脑胶质瘤是人中枢神经系统发病率和复发率最高的恶性肿瘤，发病率约占颅内肿瘤的57%，且预后不理想，胶质瘤具有较高侵袭性，尽管各种治疗技术己取得了很大进步，但患者总的预后并没有明显改善。核转录因子κB（nuclear transcription factor kappa B，NF－κB）是1986年Sen等在B细胞中发现的一种重要的核转录调控因子，NF－κB广泛存在于细胞中，是Rel基因家族中的一种多显性核转录因子，并且与肿瘤关系密切［1］。它能和多种细胞基因的特定序列的位点发生特异性结合，从而调控基因转录和蛋白表达的能力。从前人们着重于研究它在炎症、免疫性疾病等方面的研究，而近年来大量的研究表明NF－κB不仅与机体的免疫应答有关，而且与肿瘤细胞增殖、凋亡、迁移等密切相关，还参与肿瘤的侵袭和转移。

1 NF－κB概述

NF－κB能调控肿瘤血管的生成，在肿瘤发展过程中起到重要的作用，也是调节细胞基因转录的关键因子［2，3］。NF－κB蛋白家族中的5种转录因子有P50（NF－κB1）、P65（RELA）、C－REL、P52（NF－κB2）和RelB基因，所有这些基因的N端都有一个固定的REL同源区（Rel homologydomain，RHD），含有DNA结合区、二聚体区和核定位区，以p65和p50组成的二聚体形式最为典型，其中p65蛋白亚单位参与基因转录的起始调节，NF－κB抑制因子IκB－α与其相互结合并相互作用［4］。NF－κB在细胞质中处于非活化状态，且抑制IκB蛋白复合物。NF－κB是由两个激酶IKKα和IKKβ调节的，后者特别重要，因为IκB的磷酸化、泛素化，并通过26S蛋白酶体降解，从而使NF－κB活化。此外，IKK复合物需要调节IKKγ（NEMO）亚基。这些信号传导累积了二聚体NF－κB转录因子，在细胞核内主要有P50、P65和C－REL，它能激活超过200多个不同的靶基因细胞的生存／凋亡、细胞生长，免疫反应和炎症反应。

2 NF－κB与肿瘤

NF－κB是肿瘤中一个重要的转录因子，它与肿瘤的发生发展密切相关，大量研究证明，NF－κB在各类实体肿瘤如胰腺癌［5］、乳腺癌［6］、血液肿瘤等肿瘤细胞中均有高表达，它可通过诱导和上调抗凋亡因子而抑制肿瘤细胞的凋亡［7］，而NF－κB的异常表达，与肿瘤的分化程度和肿瘤的类别有关。实验证据表明，NF－kB能减弱化疗药物和放射治疗引起的细胞调亡［8］，NF－κB是许多癌症发病机制中的核心，阻断其信号传导途径，是我们研究的关键。NF－κB信号通路在正常B淋巴细胞内被激活时产生抗原，使淋巴瘤中NF－κB大量累积，并激活了它的信号传导途径，使其遗传性发生改变。同样的，正常的浆细胞激活NF－κB配体，其恶性程度同多发性骨髓瘤细胞，自身携带的各种基因发生突变，NF－κB诱导激酶（NIK）激活了NF－κB。为了研究NF－κB在肿瘤中的作用，即模仿人类炎症反应，在有炎症的小鼠模型中诱导癌症肿瘤［9］。首个小鼠模型是与结肠炎相关的癌症，结肠癌的小鼠出现溃疡性结肠炎是一种慢性炎症性肠道疾病［10］。这些数据表明IKKβ在肠上皮细胞中的缺失会导致肿瘤的发病率急剧下降，而不会影响肿瘤的大小，使肿瘤上皮细胞凋亡。然而，在骨髓细胞中IKKβ减少，会促进肿瘤细胞减少，可能是由于减少的细胞因子，可作为肿瘤细胞生长因子的表达。另一种与炎症有关的癌症是肝细胞癌，肝癌是最常见的，这种癌症主要是慢性病毒性肝炎引起。肝癌的动物模型是伴有慢性肝脏炎症的Mdr2基因敲除小鼠。该模型被用来研究NF－κB与炎症和癌症之间的关联［11］。在基因敲除的小鼠中，观察肝炎和癌症的发展，结果显示炎症过程中，通过相邻的内皮细胞和炎症细胞中TNFα的表达升高，触发肝细胞的NF－κB活化。有趣的是，早期阶段抑制NF－κB信号没有影响肝细胞转化，但在后期抑制肿瘤的发展，则导致肝细胞凋亡。另一种是在小鼠模型的基础上有选择地删除肝细胞IKKγ，在即使没有注入任何一种致癌物质的情况下可出现肝损伤和肝癌［12］。因此，实验证明，IKKγ在肝脏中起到肿瘤抑制作用。

NF－κB已被证实参与慢性炎症性疾病过程，负责维持慢性炎症的细胞因子有TNFα，IL－1，IL－6，IL－8［13］。因此，在这些疾病中，可能与慢性免疫刺激、基因、环境因素和一些免疫抑制药物等因素有关。还有很多其他肿瘤，很少出现在炎症反应中，但依赖于炎症反应这个过程，成为肿瘤发展的条件。例如前列腺癌，删除前列腺上皮细胞中的IKKβ，发现前列腺癌的发展没有受到任影响，然而删除造血细胞中的IKKβ，则延缓雄激素非依赖性前列腺癌的生长并抑制转移［9］，最有可能与NF－κB细胞因子有关，使癌细胞的生长和生存水平降低。这些让我们产生了极大的兴趣，因为它们提供了有关肿瘤发生和发展机制，并可能有助于确定新的治疗靶点。

3 NF－κB在胶质母细胞瘤中的作用机制

NF－κB和胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）之间的关系的研究已有多年之久。许多实验证明不同的刺激激活NF－κB蛋白，会使GBM的细胞因子升高。表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）的增加和过度表达在GBM中十分明显，约在40－50%的肿瘤中可观察到。在GBM中增加的EGFR的50%中可以检测到一个高度致癌的EGFR突变体（EGFRvIII）。这种突变的产生是删除EGFR外显子2－7基因，从而导致在细胞结构受体外267个氨基酸缺失，EGFRvIII无法与配体结合。这说明，GBM细胞携带截取的受体，使EGFR受体诱导Gab1和SHP－2的结合。在GBM细胞里这种蛋白复合体出现的关键是通过EGFR连接PI3－kinase／Akt信号使NF－κB活化［14］。实验证明，删除IκB具有类似的效果，在GBM的发病机制中与EGFR增加和较短的存活率有关［15］。研究表明NF－κB在GBM的发病机制中起到重要作用。与其相关的实验是抑制NF－κB的激活，诱导细胞凋亡的方法，如TRAIL，TNF家族成员有选择性地诱导细胞凋亡和和O6－烷基化剂引起的DNA损伤，是治疗胶质母细胞瘤的标准［16，17］。研究者发现蛋白激酶1抗体（receptor interacting protein 1，RIP1）和MDM2通常在GBM中过度表达，而在低级神经胶质瘤中却没有，如果RIP1的表达增加，则显示预后更差。一些NF－κB活化已影响了GBM的化疗。这些实验证明了NF－κB在GBM中的起到了关键作用，影响到了肿瘤的侵袭性和对化疗的敏感性。

实验证明，激活NF－κB使胶质瘤起始细胞（glioblastoma initiating cells，GICs）分化加快［18］。在细胞核内的NF－κB是活化状态，提高NF－κB的活性使P50－P65二聚体DNA的结合能力和IκB磷酸化水平增强。它已被证明，NF－κB的表达显示用维甲酸后使分化的胚胎干细胞（embryonic stem cell，ES）增加。此外，NF－κB的核定位对TNFα做出反应，活化的NF－κB在明显分化ES细胞里，而不在未分化的ES细胞里［19］。其它学者也得到类似的结果［20］。正常分化的细胞在NF－κB信号抑制剂的存在下，相对于未经处理的细胞生长迟缓。NF－κB低活化性在GICs中检测表明NF－κB对于原始细胞的增殖和存活是可有可无的，这些数据表明P65免疫反应是在细胞质内，大部分来源于胚胎小鼠脑神经球，但只是微弱的核定位（活动状态）检测［21］。发现抑制NF－κB在GICs分化中利用遗传方式或小分子抑制剂加速成熟，抑制细胞增殖，诱导细胞凋亡［18］。蛋白酶体抑制剂PS－341能抑制NF－κB的活化，从而抑制胶质瘤细胞的生长并诱导细胞凋亡［22］。用磺胺撒克西啶可以特异性的抑制NF－κB的活化，使多个胶质瘤细胞系的细胞周期受到阻断并诱导细胞凋亡，同样在体外也可以抑制胶质瘤裸鼠模型肿瘤的生长［23］。在许多系统中NF－κB可能通过调控细胞的增殖、分化而促进肿瘤的发生发展［24］，如直接激活NF－κB可能是一个有效的方法用来研究胶质母细胞瘤启动细胞以维持它的增殖能力，阻止这个转录途径就会使肿瘤细胞衰老、凋亡。

4 针对NF－κB的治疗策略

自从识别了NF－κB信号传导途径，许多研究证明了NF－κB的活性和癌症之间的关系，主要是通过抑制肿瘤细胞的凋亡。因此，这种转录途径参与人类肿瘤的发生或进展。曾认为大部分抗炎药物的抗癌活性，能起到对NF－κB的抑制作用。有些药物被认为是NF－κB的特异性抑制剂（即IKK抑制剂），而其他一些药物则具有广泛的生物活性（即蛋白酶体抑制剂）。目前，许多的IKKβ抑制剂被应用于培养的细胞或动物模型中，它不仅具有控制炎症的能力，还能在将来作为潜在的抗肿瘤药物，它可降低肿瘤细胞的活性和诱导致敏、化疗的作用。其中PS1145、MLN120b和BMS－345541已在多种不同的肿瘤模型中进行研究。在大多数情况下，致敏作用的产生是通过减少NF－κB靶基因的表达（即，Bcl－2和IAP家族成员的表达产生致敏性）。如果抑制NF－kB的活化，会加速胶质母细胞瘤细胞死亡［25］。这些研究结果支持这一治疗策略，目的是阻止GBM细胞内NF－κB的活化。一致的是，NF－κB的药理作用是抑制作用，可使GBM细胞活力下降，而提出了一种低毒性正常的星形胶质细胞，这表明肿瘤细胞的选择性［26］，在这种情况下，抑制了蛋白酶体抑制剂和其他化合物，间接阻止NF－κB的活化。蛋白酶体抑制剂，如PS－341，具有选择性和可逆性的抑制26S蛋白酶体，即通过蛋白酶体抑制剂的抑制作用避免了许多调节蛋白的泛素化蛋白酶体分解过程。这些蛋白质破坏受损的是IκB，这可能导致NF－κB失活和恶性表型的逆转。正在进行临床试验的新型IKK抑制剂如SAR113945、赛诺菲－安万特的小分子抑制剂，正在评估膝骨关节炎患者。如果这些抑制剂和其它的化合物能够通过安全阶段，那它即将会为癌症患者的研究方向开辟新的道路。

5 展望

越来越多的证据表明，NF－κ的活化在GBM的发病机制和进展中起到关键的作用。有许多信号传导途径能够降低NF－κB的活化，但对这些信号传导途径与GBM之间的相关性目前还了解甚少。在这些途径中，通过被标记的信号数量得知，DNA损伤信号似乎是在脑胶质瘤形成过程中被激活的，主要激活的多为共济失性调毛细血管扩张症突变（ATM）激酶。这种蛋白激酶在DNA损伤后，触发多种活动，以促进细胞的生存和修复。也许以后会有针对性的治疗方案，用以避免NF－κB依赖肿瘤细胞而存活和抗化疗药物的作用。另外，详细分析大量资料可知，在GBM中还未能实现对NFkB进行上级调控，NF－κB是一种近年来新兴的，并能对GMB进行治疗和干预的潜在转录因子。NF－κB拥有多向性转录调节功能，还可以与其他的转录因子协同作用，执行着非常重要的生理功能，与肿瘤的发生和发展关系密切。我们需要更广泛、深入的研究，为胶质瘤的治疗提供一个新的靶点和思路。

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2014－01－23）

1007－4287（2015）02－0330－04

＊通讯作者