核因子在慢性肾脏病中的作用及中医药调控*

杨彦裕，魏明刚

(苏州大学附属第一医院中西医结合科，江苏苏州 215006)

核因子在慢性肾脏病中的作用及中医药调控*

杨彦裕，魏明刚△

(苏州大学附属第一医院中西医结合科，江苏苏州 215006)

肾脏纤维化是慢性肾脏病的病理基础，而ECM的异常聚集是肾脏纤维化的主要原因。NF-κB具有影响机体内细胞分化、免疫反应、炎症反应、细胞凋亡等多种细胞功能。TGF-β1作为肾脏纤维化中最重要的细胞因子之一，通过调控下游的Smad/ ILK信号通路参与ECM聚集。研究证实，NF-κB可以与TGF-β1发生作用，故就NF-κB通过TGF-β1/Smad信号通路延缓肾脏纤维化进行论述，并对中医药通过NF-κB调控TGF-β1/Smad信号通路达到减缓ECM、延缓肾脏纤维化进展的作用进行论述。

NF-κB;肾脏纤维化;细胞信号通路;中医药

NF-κB(核因子-κB)是广泛存在于体内细胞中的核转录因子，有着调节细胞因子、生长因子、趋化因子、黏附因子、免疫受体基因表达的作用，从而影响机体内的细胞分化、免疫反应、炎症反应、细胞凋亡等多种细胞功能。由于NF-κB信号通路的功能与人的生理功能及疾病发生发展之间关系密切，因此受到科学界特别是医学科学界的广泛关注［1-3］。转化生长因子-β1(transforming growth factor β1，TGF-β1)在慢性肾脏病的发生发展过程中，特别是炎症病变和肾脏纤维化方面起着非常重要的作用。在NF-κB的激活过程中，转化生长因子β激活激酶1 (transforming growth factor β activated kinase 1，TAK1)参与 NF-κB上游的免疫复合物的激活，而TAK1也可被TGF-β1激活。这种相互作用导致病变持续恶化，进行性发展而最终导致肾脏功能丧失。因此，NF-κB相关的信号通路与肾脏病变之间的关系十分密切，其表达的异常在慢性肾脏病变的发生发展过程中具有十分重要的调控作用［4-6］。通过研究NF-κB可以帮助我们进一步了解慢性肾脏病的发病机制，乃至找出更有效的治疗方法。

1 NF-κB

1.1 NF-κB的组成

NF-κB在1986年首次从成熟的B淋巴细胞中提取出来，因其能与K轻链基因增强子的κB序列(5-GGG ACT TTC C-3)特异性结合并促进K轻链基因蛋白的表达故称为核因子-κB［7］。NF-κB/Rel家族有5位成员，即NF-κB1(p50)、NF-κB2(p52)、RelA(p65)、RelB和c-Rel。它们的N末端均有1个由约300个氨基酸组成的保守域，称之为Rel同源区(Rel homology domai-n，RHD)。该同源区有发生二聚化、与DNA结合、与NF-κB抑制蛋白相互作用等功能。NF-κB/Rel蛋白家族多以二聚体形式存在，二聚体具有不同的功能。p50/p65、p50/c-Rel、p65/c-Rel复合体具有转录激活功能，NF-κB1和NF-κB2同源二聚体则是转录抑制的复合体。

1.2 NF-κB的激活

NF-κB的激活途径十分复杂，可被许多刺激剂激活，如细胞因子、蛋白激酶C激活剂、免疫刺激剂、病毒、紫外线等。

静息状态下NF-κB与其抑制蛋白IκB(inhibitor of NF-κB，IκB)以非活性的形式存在于胞浆中，细胞受到刺激后，IκB激酶复合物IKK(IκB kinase)被激活，从而使IκB经快速磷酸化、泛素化后降解，暴露出NF-κB的核定位序列，NF-κB发生核移位并与特定的κB序列结合，从而引起相应靶基因的转录激活。目前研究比较清楚的2条信号传导通路是肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)和白细胞介素-1(i-nterleukin-1，IL-1)借助受体将信号传递到 NF-κB。IL-1受体与可引起NF-κB激活的IL-1R/Toll样受体的胞内区极其相似，亦由此被称为 T-oll/IL-1受体同源区(Toll/IL-1 receptor homologous region，TIR)，这些胞区内形成的二聚体与下游的信号调节子相互作用，从而导致NF-κB的激活。TNF-α介导的NF-κB途径:某些TNF-α可以与其特异性受体相结合，激活后进一步与其他蛋白结合为复合体，通过IKK使得IκB磷酸化进而激活NF-κB。

1.3 功能

NF-κB参与免疫反应、炎症反应及细胞增殖凋亡等相关基因的表达调控。如白细胞介素、单核细胞趋化蛋白、干扰素、主要组织相容性蛋白、血管细胞黏附分子、细胞间黏附分子、E-选择素等，这些因子对于免疫细胞的趋化、浸润、活化、增生、分泌等有直接的调节作用。NF-κB的异常激活可以触发细胞信号传导的级联放大而导致一系列疾病发生，如肿瘤、感染、免疫系统疾病等。

1.4 NF-κB与细胞信号之间的关系

IL-1相关激酶与TNF受体因子相互作用可以激活TAK1。在TLR/IL-1R信号通路介导的NF-κB过程中，TAK1可激活 IKK，进而激活 NF-κB，而TAK1也可被TGF-β激活，TAK1同时还可与Smad家族多个蛋白发生作用。Ricardo等［8］发现，NF-κB不能控制TGF-β1的基因启动因子，但NF-κB能调节转谷氨酰胺酶的启动和转录，而在组织中此酶是TGF-β1的激活剂。组织中转谷氨酰胺酶也与基质蛋白交联，肾脏疾病时增加此酶的表达能加重肾脏纤维化［9］，同时还可间接诱导 TGF-β1表达，从而致细胞外基质(extracellular matrix，ECM)成分聚集。Akt可通过增强IκB的磷酸化减少IκBB蛋白合成而激活NF-κB，Akt的异常激活在肾间质纤维化过程中发挥着重要作用［10］。

2 慢性肾脏病

2.1 NF-κB与慢性肾脏病

慢性肾脏病是各种原因引起的慢性肾脏结构和功能障碍。在我国，慢性肾脏病的患病率约为10%［11］。肾脏纤维化是慢性肾脏病的病理基础，而ECM在肾小球、肾小管、肾间质内的异常聚集是肾脏纤维化的主要原因。在ECM的过程中，多种细胞因子及其信号通路发挥着重要作用。

TGF-β1是肾脏纤维化中最重要的细胞因子之一，涉及肾脏纤维化的启动、发生、发展，其通过调控下游的Smad/ILK信号通路参与ECM聚集。慢性肾脏病、肾脏纤维化是一个氧化应激后的微炎症状态。结合课题组既往的研究显示，肾脏纤维化中TGF-β1/Smad/ILK对于ECM的调控起着很重要的作用，且中药加味当归补血汤可以通过调控这一信号通路延缓 ECM的聚集，延缓肾脏纤维化［12-14］。另外NF-κB同时具有一定的抗氧化应激作用，由此考虑是否NF-κB调控TGF-β1/Smad，乃至ILK信号通路是该信号通路延缓肾脏纤维化的主要调控机制，并且方剂加味当归补血汤是否是通过NF-κB调控TGF-β1/Smad信号通路达到减缓ECM，延缓肾脏纤维化进展的作用。

2.2 NF-κB细胞信号通路对慢性肾脏病治疗

IKK可被TLR/IL-1R信号通路介导的NF-κB中的T-AK1激活，而IKK激活使得IκB磷酸降解，活化NF-κB。另外TAK1最早是在TGF-β信号通路中被发现并参与TGF-β信号通路的激活与调控，因此认为NF-κB与TGF-β1是有一定联系的，这种联系通过TAK1实现。NF-κB通过间接调节TGF-β1在肾脏纤维化的进展中起重要作用。研究发现，阿托伐他汀可下调NF-κB的表达与活化，其改善肾小管间质纤维化作用可能与抑制NF-κB的活性有关;血管紧张素受体拮抗剂缬沙坦可以通过下调核因子κB受体活化因子及其配体的表达，减轻肾小球硬化［6］。在梗阻性肾病动物模型中监测到NF-κB随着病情进展而上调，并可能参与TGF-β1激活剂的调节;另有研究表明，IL-1β、TNF-α等细胞炎性因子在肾小管内经过一系列的反应激活NF-κB;而NF-κB可以激活TGF-β1、α-SMA等因子的表达，从而影响ECM聚集，进而发生肾脏纤维化［15］。以上实验都从不同角度多次验证了这一观点。

3 中医药对NF-κB调控作用的现状和展望

研究发现，某些中药及其活性组分通过调控NF-κB相关信号通路达到延缓慢性肾脏病病变进展的作用。黄芪多糖能通过上调IκB mRNA表达，阻止NF-κB mRNA的核转位及与DNA结合，从而延缓肾阳虚型糖尿病肾病的进展［16］。黄芪甲苷IV可以抑制NF-κB介导的炎症基因表达，减轻AKI急性肾损伤炎症反应。黄芪还可能通过抑制NF-κB过度活化从而下调IL-8过高表达来发挥效应，这可能是黄芪治疗原发性肾病综合征机制之一［17］。川芎嗪能减轻肾缺血损伤，其机制可能与抑制NF-κB的表达，且该作用与川芎嗪的剂量相关［18］。

课题组前期研究应用包含黄芪、当归等药物的加味当归补血汤进一步验证了中药在治疗慢性肾脏病和改善肾脏纤维化的疗效及部分机制［12-14］。研究发现，加味当归补血汤通过调控TGF-β1/Smads/ ILK信号通路改善ECM聚集，延缓肾脏纤维化进程。而前文提到 NF-κB可以通过激活 TGF-β1、TNF-α等因子的表达，进而影响ECM进程，因此认为中药调控TGF-β1/Smads/ILK信号通路与NF-κB有关。

加味当归补血汤(芪归益肾方)是课题组在多年基础研究和临床实践工作基础中总结出的治疗慢性肾脏病的中药方剂(国家专利局专利号ZL201110424599.8)，该方剂具有自主知识产权。加味当归补血汤在应用黄芪为君药的基础上，配合使用川芎、当归等药物，具有益肾健脾、活血通络之功效。药物之间相互协同作用于慢性肾脏病时疗效优于单味药，这在预实验中得到验证。因此认为，通过调控NF–κB表达以及相关细胞信号通路的作用，是应用加味当归补血汤治疗慢性肾脏病的重要机制之一。下一步的研究方向主要围绕NF-κB通过调控TGF-β1及其下游信号通路进而影响肾脏纤维化展开。

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Function of NF-κB and Traditional Chinese Medicine’s Regulating in Chronic Kidney Disease

YANG Yan-yu，WEI Ming-gang△
(The First Affiliated Hospital of Soochow University，Suzhou 215006，China)

Chronic kidney disease has a chronically damage of the renal structure and function．Renal fibrosis is the common pathway for a variety of chronic kidney disease to end-stage renal failure．The main cause of renal fibrosis is ECM，and TGF-β1/Smad/ILK cell signaling pathway play an important part in ECM．NF-κB plays a critical role in diverse cellular processes associated with inflammation，cell adhesion，proliferation，and apoptosis．NF-κB has the function to renal fibrosis with the effect of TGF-β1/Smad/ILK cell sign-aling pathway．

NF-κB;Renal fibrosis;Cell signaling pathway; Traditional Chinese medicine

R256．5

A

1006-3250(2016)02-0296-03

2015-06-21

国家自然科学基金面上项目(81473633)-基于TGF-β/ smads/ILK/GSK-3细胞信号通路探讨芪归益肾方延缓肾脏纤维化进展机制的实验研究;国家自然科学基金面上项目(81273723)-基于整合素/ILK/PI3K细胞信号通路探讨加味当归补血汤对慢性肾脏病治疗的机制;江苏省中医药管理局资助项目(LZ13235)-基于TFG-β/ smads/ILK细胞信号通路探讨加味当归补血汤延缓肾脏纤维化病变机制的实验研究

杨彦裕(1985-)，男，青海人，住院医师，在读硕士，从事中西医结合肾脏病的临床与研究。

△通讯作者:魏明刚，E-mail:weiminggang@suda．edu．cn。