NF—κB信号通路抗肝纤维化的研究进展

【摘要】 转录因子-κB（NF-κB）是一类广泛存在的、调控着多种基因转录的重要转录调节因子。NF-κB的不适当表达和激活与各种疾病的发生密切相关。因此， 以NF-κB为治疗靶点的药物研究可能为预防和治疗这些疾病提供新思路。本文就NF-κB信号通路与肝纤维化发生、发展及其与肝星形细胞（HSCs）之间关系的研究进展做一综述。

【关键词】 转录因子-κB；肝纤维化；肝星形细胞

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.28.194

肝纤维化（hepatic fibrosis）是多种原因引起的慢性肝损伤之后组织修复过程中的病理改变， 是慢性肝病发展到肝硬化必经之阶段， 是慢性肝炎转变为肝硬化过程的枢纽环节。现认为肝纤维化尚有逆转至正常的可能， 故阻断和延缓肝纤维化的发展， 是治疗慢性肝病的重要策略。近年来肝纤维化的病理生理机制研究取得了较大进展， 中医药抗肝纤维化研究及其在治疗肝纤维化方面取得了良好的效果， 但由于中药成分的复杂性及不稳定性， 同时许多研究缺乏科学合理的实验设计， 尚难对其疗效、作用靶点等方面作出客观评价[1， 2]。因此， 研究肝纤维化形成的分子机制， 研发疗效明确、副作用少、靶点特异性高、可以延缓甚至逆转肝纤维化进程的药物， 对减轻慢性肝病、提高生存质量具有十分重要的意义。

1 NF-κB与肝纤维化

肝脏细胞外间质纤维生成和降解失衡是肝纤维化形成的主要原因， 它的形成过程是一个极为复杂的生理病理过程， 涉及到反应靶细胞、细胞因子、抑制因子和致病机体反应等多种因素的作用。所有致病因子造成的肝脏损伤和炎症， 在多种炎性因子的参与下， 都会激活HSCs、枯否细胞（KC）等而启动肝纤维化[3]。大量的研究表明， 细胞外基质的主要来源是HSCs， 肝纤维化形成和发展的中心环节是HSCs的活化、增殖。大多数学者基于HSCs作为干预靶点提出了两种治疗肝纤维化的设想：一种是将活化的HSCs利用药物控制将其逆转为静止的；第二种是通过给药治疗使活化的HSCs加速凋亡， 减少活化细胞的总体数量。由于不连续的多阶段过程是HSCs活化的特点， 故将活化的HSCs逆转为静止的设想目前是不可能实现的[4]。因此， 只有通过各种方法使HSCs细胞加速凋亡， 将HSCs的数量降低下来， 抑制细胞外基质（ECM）的生成， 有可能成为肝纤维化治疗的有效的方案。

近年来， 随着对肝纤维化产生的分子机制研究不断的深入， 人们发现， 在肝纤维化发生发展的过程中， HSCs的激活、凋亡与许多细胞因子及细胞内信号转导系统的调控有关， 其中， 调节HSCs凋亡这一关键过程的细胞因子是核因子κB [5]。在肝纤维化产生的损伤过程中， NF-κB刺激KC产生各种炎性因子， 扩大肝脏炎症， 还同时促进HSCs的活化， 从而参与调控肝细胞的凋亡和增殖。故NF-κB对炎症因子产生、HSCs激活发生的影响， 在肝纤维化形成过程中， 积极参与肝纤维化形成的调控作用引起了人们极大关注。

2 NF-κB的激活、调控

NF-κB就是一种蛋白质， 具有转录激活的功能， 是属于NF-κB/Rel一类。目前包括p50、p52、p65、c-Rel和RelB已被证实是哺乳动物的家族成员NF-κB类型。含有约300个氨基酸的Rel同源结构域（RHD）是这些Rel家族蛋白的特征， 这类蛋白的结构特征就是它们的结构中有I-κB结合的位点， 也有Rel蛋白间的聚合， 同时包含DNA识别序列和核定位序列（NLS）， 这些蛋白的主要功能是执行NF-κB对DNA识别、连接、二聚化及核定位。有专家发现， NF-κB与其抑制蛋白I-κB结合成无活性的NF-κB/I-κB三聚体复合物后存在于细胞质中， 不管在生理条件或静息状态下的细胞中， 它的活性都会受到I-κB调控。只要细胞受到各种感染及细胞外信号刺激， 就可通过1个或多个信号转导途径， 激活NF-κB诱导激酶（NIK）→激活I-κB激酶（IKK）→致I-κB氨基末端Ser32/36发生磷酸化， 26S蛋白酶体作用使I-κB降解， 迅速释放出NF-κB， 从胞质转位到胞核而被激活， 如果又有相应的靶基因上游启动子元件或增强子内部的κB元件与之相结合， 就会启动基因的转录。I-κB的磷酸化是这个信号传导过程中的关键步骤， IKK复合物是这一反应的催化剂。可见NF-κB激活在对细胞因子的反应中是最重要的途径， NF-κB/I-κB复合物是干扰细胞质中的关键。故， 通过稳定磷酸化的I-κBα使其仍然结合在NF-κB上， 或抑制I-κBα磷酸化和降解、诱导I-κB的合成， 是抑制NF-κB激活的一个理想途径。

近些年的研究发现， NF-κB激活过程受到两条途径的调控：第一条途径是增强活化途径：NF-κB被激活， 进而增强各类细胞因子的转录， 促使NF-κB分泌增多， NF-κB再次被细胞因子激活， 使得肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和IL-1β等细胞因子产生和释放增多， 放大炎症信号。第二条途径：①细胞内：NF-κB被激活后， 在致炎介质基因转录启动时， 也随之使胞浆内I-κBα抑制因子的基因转录增强， 加大了I-κBα mRNA的蛋白合成及显现出生物表达， 新合成的I-κBα进入细胞核内， 与NF-κB结合而抑制其DNA合成， 使NF-κB的激活速度降低。②细胞外：任何因素刺激NF-κB激活也可使反向调节细胞因子白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素-10（IL-10）、白细胞介素-13（IL-13）等的产生， 后者可抑制NF-κB的激活。因此， 针对NF-κB的产生及影响因素， TNF-α、白细胞介素-1（IL-1）和IL-10等关键基因的表达及药物对这些基因表达的影响， 对研究药物对NF-κB的调节作用至关重要。

3 NF-κB与HSCs的活化

有学者研究发现， 脂多糖（LPS）诱导活化的HSCs表达使得NF-κB浓度升高， NF-κB的激活与促炎症反应基因表达两者关系密切， 同时伴有白细胞介素-8（IL-8）浓度的增高， 进而加速炎症反应使肝脏的纤维化进一步发展。从活体新分离的和休眠状态下的HSCs细胞核内NF-κB数量极少， 相反， 活动性强的、呈α-SMA强阳性的HSCs中显示了较强的NF-κB核转位活性， 被激活的HSCs表达有大量尚未确定的NF-κB DNA结合物和典型的P65-p50异源二聚体和少量的P65同源二聚体， 而且NF-κB的基础活性比休眠状态的细胞有显著增高， 由此可以说明HSCs细胞的活化受到了NF-κB的调控。如果将纤维化的肝内HSCs细胞与免疫效应细胞进行反应， 结果是CD40-CD40L受体配体复合物可通过IKK-2活化和肿瘤坏死因子（TNF）受体结合因子-2路径， 促使NF-κB的分泌并维持其持续活化， 促进NF-κB与DNA的连接和核定位， 从而持续激活HSCs。研究还发现氧应激也可增强NF-κB的活性， 进一步加速HSCs的活化而致肝纤维化生成。另外， HSCs活化后以I-κBβ的超磷酸化形式表达， 同I-κBα因子抢夺NF-κB， 使活化的HSCs在持续激活阶段维持较高的NF-κB基础活性。NF-κB的活性迅速增高会促使HSCs中的细胞粘附分子（ICAM-1）、环氧化酶-2（COX-2）、白细胞介素-6（IL-6）及IL-8基因转录表达产生相应的蛋白， 激发或加剧肝脏炎症， 通过MCP-1、自由基， 转化生长因子-β（TGF-β）等炎性介质进又一步激活NF-κB， HSCs持续活化， 最终导致肝脏纤维化。所以， 通过药物干预， 下调NF-κB活性， 减少炎症因子产生和抑制HSCs活化， 可能是治疗肝纤维化的有效途径之一。

4 NF-κB与HSCs的凋亡

近年来， 许多学者对NF-κB与HSCs凋亡的相关性做了大量的研究。如果将IκBα的第32、36位的丝氨酸突变成丙氨酸就会产生超抑制物， 使得IκBα的降解和磷酸化下降， 与NF-κB结合可抑制其核易位， HSCs细胞凋亡明显升高。相反， 如果在突变型I-κBα细胞系中加入正常的NF-κB、P50和p60/RelA亚基， 凋亡细胞数会显著下降。还有研究采用MDMA诱导HSCs凋亡， 在HSCs凋亡的过程中， 发现激活细胞内NF-κB的活性， 或者使活性氧自由基 （ROS）的活性和浓度升高， 同时降低细胞间还原型谷胱甘肽水平， 当NF-κB的活性增强到某个程度时就会阻断MDMA诱导HSCs凋亡；被激活的NF-κB也会进一步阻断TNF-α介导的细胞凋亡效应， 以上研究发现都说明了NF-κB对细胞凋亡反应是抑制的。凡此， 均说明NF-κB在HSCs和肝细胞中均具有抗凋亡作用。

5 小结

综上所述， 多数认为在肝纤维化发生发展的过程中， HSCs的活化是一个很重要的环节。可以说HSCs是肝脏炎症发生过程中的靶细胞， 同时也是炎症相关过程的效应细胞， 是一个敏感的受体；而NF-κB及其调控系统则是炎症的关键介质， 在HSCs细胞活化和凋亡中均发挥着主导的作用。研究肝纤维化形成的分子机制， 开发疗效明确、副作用少、靶点特异性高、可以延缓甚至逆转肝纤维化进程的药物， 通过药物治疗来抑制NF-κB活性， 促进HSCs的凋亡， 有可能成为逆转肝纤维化新策略， 并将产生重大影响。

参考文献

[1] 郑佳连.疏肝健脾方对四氯化碳诱导小鼠肝纤维化模型影响. 辽宁中医药大学学报， 2015， 17（1）：42-44.

[2] 陈永欣， 黄权芳， 林兴， 等. 满天星异荭草苷对大鼠酒精性肝纤维化保护作用的实验研究. 中国中药杂志， 2013， 38（21）： 3726-3730.

[3] Li J， Si HF， Lü X， et al. Suppressive effects of leflunomide on leptin-induced TIMP-1 production involves on hepatic stellate cell proliferation and apoptosis. Experimental Biology & Medicine， 2008， 580（1-2）：63-69.

[4] Anan A， Baskin-Bey ES， Bronk SF， et al. Proteasome inhibition induces hepatic stellate cell apoptosis. Hepatology， 2006， 43（2）：335-344.

[5] Son G， Iimuro Y， Seki E， et al. Selective inactivation of NF-kappaB in the liver using NF-kappaB decoy suppresses CCl4-induced liver injury and fibrosis. Ajp Gastrointestinal & Liver Physiology， 2007， 293（3）：G631-G639.

[收稿日期：2016-06-09]