核因子-κB通路在溃疡性结肠炎治疗中的应用

冯爵荣 杨幼林

溃疡性结肠炎（UC）是一种慢性特发性反复发作的肠道炎性疾病，以腹痛、腹泻、排脓血便为主要临床表现。UC的发病机制一般认为与遗传因素、环境因素、微生物和免疫紊乱的共同作用相关。UC的致病因素中，免疫功能异常成为近年来研究的热点之一，尤其是核因子-κB（NF-κB），其过分活跃与多种炎性疾病相关，在炎性反应中起到枢纽作用［1-3］。而对NF-κB功能的持续抑制可导致免疫细胞发育异常或生长延缓，造成机体免疫功能缺陷和外周淋巴器官形成障碍。

NF-κB是一类能与免疫球蛋白κ轻链基因增强子κB序列（GGGACTTTCC）特异结合的核蛋白转录因子。哺乳类动物NF-κB转录因子家族（又称Rel家族）包括5个成员：c-Rel、RelA／p65、RelB、NF-κB1／p50和 NF-κB2／p52。NF-κB 一般以同二聚体或异二聚体的形式存在，如p65-p50、p50-p50。NF-κB家族N末端都有一个约由300个氨基酸组成的高度保守的Rel同源性结构域（RHD），负责与DNA结合、二聚体化及与NF-κB抑制性蛋白（IκB）家族成员相互作用。

无刺激状态下，大部分NF-κB与IκB结合，以无活性状态存在于细胞质内。IκB是一类基因家族，包括IκBα、IκBβ、IκBγ等成员，其主要功能是与NF-κB结合后使其失活。当细胞受到生长因子、细胞因子、淋巴因子及紫外线的刺激或处于应激状态（如缺氧）时，细胞表面的受体将这些信息传递给胞质中的细胞IκB抑制蛋白激酶（IκK），IκK 可使IκB磷酸化并使之从 NF-κB复合物上解离下来，是NF-κB得以活化的前提。磷酸化的IκB被细胞内的蛋白酶体降解，而活化的NF-κB复合物则从细胞质转入细胞核内，与其他转录调控因子一起启动相关基因的表达，从而发挥相应的生物学功能。

NF-κB通路是机体炎性反应发生和免疫功能异常的共同通路，该通路可作为一些由免疫功能异常所致疾病的药物治疗的理想靶点。本文从IκB、IκK复合体、NF-κB 三个方面综述 NF-κB通路在UC治疗中的应用。

1 IκB

1.1 糖皮质激素

糖皮质激素为广泛炎性反应的抑制剂，通过增强IκB-α的基因转录而上调IκB家族中IκB-α的水平，使 NF-κB与更多的IκB-α结合，抑制 NF-κB的活化，最终炎性细胞因子释放受到抑制，UC的炎性反应得到控制［4］。此外，活化的糖皮质激素受体能直接与活化的 NF-κB的p65亚单位结合，抑制NF-κB与靶DNA结合。

1.2 氨基水杨酸制剂

5-氨基水杨酸（5-ASA）制剂和水杨酸偶氮磺胺吡啶（SASP）制剂可抑制前列腺素合成和炎性介质白三烯的形成，从而抑制炎性反应。此外，还可以抑制NF-κB的活化而控制炎性反应，其作用机制是：（1）在结肠上皮细胞中，SASP可阻断IκB-α磷酸化及其后的降解，并使NF-κB的DNA结合活性明显降低；（2）5-ASA可直接阻断RelA的磷酸化，使NF-κB激活受阻［5-6］。

1.3 羧基氨基咪唑

羧基氨基咪唑（CAI）为血管生成抑制剂，用于肿瘤治疗，抑制肿瘤的增殖、侵袭及转移，近年来的研究发现其还具有抗炎作用。Guo等［7］的动物实验经胃给予CAI 20 mg·kg-1·d-1，共10 d，结果UC模型组的血便情况和肠道病变获得好转。免疫组织化学检测法结果显示胞质中NF-κB p65的表达明显下降，并且蛋白印迹分析证实p-IκB生成增加，提示IκB的高表达可抑制NF-κB的活性从而控制炎性反应持续。

2 IκK复合体

2.1 脱氢环氧甲基醌霉素

脱氢环氧甲基醌霉素（DHMEQ）为新型NF-κB抑制剂，是醌霉素C（epoxyquinomycin C）的衍生物，由 Matsumoto等［8］从2，5-二甲氧基苯胺合成而来，包括DHM2EQ和DHM3EQ，两者互为异构体；与DHM3EQ相比，DHM2EQ的活性更强、毒性更小。DHMEQ通过复杂的机制干预NF-κB通路：早期阶段，DHMEQ可与p65直接结合，阻止NF-κB移位，并且抑制NF-κB与靶DNA结合，阻断NF-κB通路；晚期阶段，DHMEQ使活性氧（ROS）生成增多，从通路的上游和下游抑制下调IκK水平，使IκB的活性减弱。同时ROS不仅干扰了TAK1／TAB的磷酸化，还经 ROS／非折叠蛋白应答（UPR）旁路产生转录因子CCAAT增强子结合蛋白β（C／EBPβ），并可与p65及 NF-κB家族其他成员交联从而抑制NF-κB在靶基因上移位［9］。

2.2 小白菊内酯

小白菊内酯（parthenolide）是从艾菊中提取纯化的具有药物活性的一种倍半萜内脂化合物。Zhao等［10］的动物结肠炎实验发现，小白菊内酯能抑制IκB磷酸化，使其活性增加，继而下调髓过氧化物酶的活性和NF-κB p65的表达，结果肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-1β（IL-1β）等炎性细胞因子的分泌明显减少，可有效缓解葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的结肠炎模型小鼠的症状。苦豆碱和姜黄素治疗UC亦有一定的效果，可能与抑制NF-κB通路有关。

3 NF-κB

3.1 反义寡核苷酸

反义寡核苷酸（ASON）是一段人工合成的短链核酸（有15～25个核苷酸），其碱基顺序与特定靶mRNA或靶DNA互补，可特异性抑制或阻止该基因的转录及表达，故又被形象地称为“基因封条”。已有许多研究证实，UC患者肠黏膜组织中以NF-κB的亚单位p65为主，在调控靶基因转录方面发挥关键作用［11］。因此，采用 NF-κB p65 ASON抑制或封闭NF-κB p65 mRNA的表达，使p65蛋白合成减少，NF-κB的活性下降，从而使细胞因子释放减少，阻断炎性反应，这对UC具有重要的治疗价值［12-14］。

3.2 诱骗性寡核苷酸

诱骗性寡核苷酸（decoy ODN）为一长约22 bp的短双链DNA，如NF-κB诱骗性寡核苷酸，与靶转录因子序列一致，经转染与靶基因启动子相作用，影响靶基因的表达［15-17］。NF-κB诱骗性寡核苷酸仅将异常激活的NF-κB降至基础水平，而非完全阻断 NF-κB通路［18］。NF-κB诱骗性寡核苷酸治疗三硝基苯磺酸（TNBS）诱导的结肠炎，不会抑制肠外器官的NF-κB和引起CD4＋T细胞凋亡，故此疗法特异性较高且可长期应用［19-21］。

4 结语

针对NF-κB通路治疗UC已获得明显效果，但容易复发，可能还有其他通路参与UC的发生。未来基因诊断技术可直接定位UC的致病基因，通过靶基因的诱骗性寡核苷酸可减少或抑制靶基因的表达，有效控制异常的免疫反应。虽然许多研究已证实针对NF-κB通路治疗在动物实验中有效，但应用于患者的效果仍不清楚。鉴于NF-κB通路与炎性反应的关系密切，为UC提供了更安全有效的治疗方向，更进一步全面研究NF-κB通路是非常必要的。

1 Karin M，Lin A.NF-kappaB at the crossroads of life and death.Nat Immunol，2002，3：221-227.

2 Hayden MS，West AP，Ghosh S.NF-kappaB and the immune response.Oncogene，2006，25：6758-6780.

3 Makarov SS.NF-kappaB as a therapeutic target in chronic inflammation：recent advances.Mol Med Today，2000，6：441-448.

4 Gambari R.New trends in the development of transcription factor decoy （TFD）pharmacotherapy.Curr Drug Targets，2004，5：419-430.

5 Rodríguez-Bores L，Fonseca GC，Villeda MA.Novel genetic markers in inflammatory bowel disease.World J Gastroenterol，2007，13：5560-5570.

6 Fichtner-Feigl S，Fuss IJ，Preiss JC，et al.Treatment of murine Th1-and Th2-mediatedinflammatory bowel disease with NF-κB decoy oligonucleotides.J Clin Invest，2005，115：3057-3071.

7 Guo L，Ye C，Hao X，et al.Carboxyamidotriazole ameliorates experimental colitis by inhibition of cytokine production，nuclear factor-κB activation，and colonic fibrosis.J Pharmacol Exp Ther，2012，342：356-365.

8 Matsumoto N，Ariga A，To-e S，et al.Synthesis of NF-κB activation inhibitors derived from epoxyquinomicin C.Bioorg Med Chem Lett，2000，10：865-869.

9 Nakajima S，Kato H，Gu L，et al.Pleiotropic potential of dehydroxymethylepoxyquinomicin for NF-κB suppression via reactive oxygen species and unfolded protein response.J Immunol，2013，190：6559-6569.

10 Zhao ZJ，Xiang JY，Liu L，et al.Parthenolide，an inhibitor of the nuclear factor-κB pathway，ameliorates dextran sulfate sodium-induced colitis in mice.Int Immunopharmacol，2012，12：169-174.

11 Neurath MF.Pathogenesis of inflammatory bowel disease：transcription factor in spotlight.Gut，1998，42：458-459.

12 Neurath MF，Pettersson S，Meyer zum Büschenfelde KH，et al.Local administration of antisense phosphorothioate oligonucleotides to the p65 subunit of NF-kappaB abrogates established experimental colitis in mice.Nat Med，1996，2：998-1004.

13 Lawrance IC，Wu F，Leite AZ，et al.A murine model of chronic inflammation-induced intestinal fibrosis down-regulated by antisense NF-kappa B.Gastroenterology，2003，125：1750-1761.

14 Li Z，Zhang de K，Yi WQ，et al.NF-kappaB p65 antisense oligonucleotides may serve as a novel molecular approach for the treatment of patients with ulcerative colitis.Arch Med Res，2008，39：729-734.

15 Morishita R，Sugimoto T，Aoki M，et al.In vivo transfection of cis element“decoy”against nuclear factor-kappaB binding site prevents myocardial infarction.Nat Med，1997，3：894-899.

16 Tomita N，Ogihara T，Morishita R.Transcription factors as molecular targets：molecular mechanisms of decoy ODN and their design.Curr Drug Targets，2003，4：603-608.

17 Gambari R.New trends in the development of transcription factor decoy （TFD）pharmacotherapy.Curr Drug Targets，2004，5：419-430.

18 Fichtner-Feigl S，Fuss IJ，Preiss JC，et al.Treatment of murine Th1-and Th2-mediatedinflammatory bowel disease with NF-κB decoy oligonucleotides.J Clin Invest，2005，115：3057-3071.

19 Fichtner-Feigl S，Fuss IJ，Preiss JC，et al.Treatment of murine Th1-and Th2-mediated inflammatory bowel disease with NF-κB decoy oligonucleotides.J Clin Invest，2005，115：3057-3071.

20 Xiang JY，Wu LG，Huang XL，et al.Amelioration of murine dextran sulfate sodium-induced colitis by nuclear factor-kappaB decoy oligonucleotides.Am J Surg，2009，197：797-805.

21 方年富，冷芳，张静，等.NF-κB“诱饵”寡核苷酸对TNBS诱导小鼠结肠炎的影响.实用医学杂志，2014，30：532-535.