核因子⁃κB信号通路与丙肝病毒感染相关性的研究进展

樊圆圆综述，岳 明审校

0 引 言

丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）感染所引起的丙型肝炎呈全球分布，估计有1.8亿人感染HCV，其中仅15%～45%可发生自发性病毒清除，其余感染者若未经治疗则可能进展为肝纤维化、肝硬化，甚至肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）［1-2］。像其他的许多病毒一样，HCV利用自身有限的基因组进化出复杂的策略，侵入宿主细胞后劫持细胞并快速繁殖，同时调控宿主相关细胞信号通路和转录因子的产生。核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）在各种类型的细胞内广泛表达，在细胞应激时，与某些基因上启动子区特定的核苷酸序列结合而启动基因转录，作为调节因子发挥重要作用［3］。由于NF-κB通路，在宿主细胞增殖、存活、早期病毒应答及产生细胞因子、促进炎症反应等多方面具有重要作用，因而成为HCV的劫持目标［4］。在HCV感染时，病毒蛋白可参与NF-κB的调节，并影响下游基因的转录，从而影响HCV的清除与疾病转归；反之，NF-κB通路基因的遗传变异，也可影响相关蛋白的表达、调控，从而可能与宿主对HCV的易感性、转归有关。本文综述了NF-κB蛋白家族、NF-κB信号通路，及HCV感染中，病毒与宿主NF-κB信号通路相互作用及其对感染的影响。

1 NF-κB蛋白家族

NF-κB蛋白家族包括 5种蛋白，即 NF-κB1（p50）、NF-κB2（p52）、RelA（p65）、RelB、c-Rel。所有蛋白都有一个高度保守的Rel同源区使得它们可相互结合，并能与NF-κB抑制蛋白（inhibitors of NF-κB，IκB）或DNA结合。不同的是：RelA，RelB和c-Rel的C-末端含有转录激活结构域，而NF-κB1和NF-κB2的 C-末端为锚蛋白重复序列（ankyrin re⁃peat，ANK），因此RelA、RelB和c-Rel间形成的聚合体可激活目的基因转录，而NF-κB1和NF-κB2间形成的聚合体则抑制转录［5］。有研究显示，NF-κB1、RelA及c-Rel在固有免疫中起重要作用，而NF-κB2及RelB则参与外周淋巴组织及B细胞的增殖分化［6］。

在未受刺激的细胞内，NF-κB与强抑制剂IκB结合形成三聚体，进而隐藏其与DNA结合的位点而处于非活化状态。受到细胞内外信号刺激后，IκB激酶（inhibitors of NF-κB kinase，IKK）首先被激活，导致IκB磷酸化并在26S蛋白酶小体的作用下发生裂解，进而释放被“囚禁”的NF-κB［5］。

IκB蛋白家族包括经典的IκB蛋白（IκBα、IκBβ和 IkBε）和核IκBs（IκBζ，Bcl-3及 IκBNS）。在IκB蛋白家族中IκBα，IκBβ为最常见的形式，均含有ANK与和C端脯-谷-丝-苏序列，并分别与Rel蛋白结合或参与降解［7］。IKK则是NF-κB信号通路中的激酶，主要包括IKKα、IKKβ 及 IKKγ/NF-κB关键调节因子［8］。

2 NF-κB信号通路

细胞内外信号可通过激活IKK→降解IκB→释放NF-κB等一系列联级反应活化NF-κB，使其进入核内与目的基因结合启动转录。但因初始信号的不同，后续联级反应也存在差异，主要可分为两类信号通路。

2.1 经典信号通路细胞受到各种刺激均可激活经典信号通路，从而调节免疫应答。最初，众多促炎细胞因子，如白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）、病原体相关分子模式与肿瘤坏死因子受体或Toll样受体/IL-1受体超家族等结合［6］。这种配体-受体结合可激活IKKβ，磷酸化的IKKβ使IκBα的第32及36位丝氨酸磷酸化（p-Ser32，36），并被26S蛋白酶小体水解从而释放 p50：RelA二聚体［9］。这种依赖IKKβ的经典信号通路在先天性免疫中发挥重要作用。研究表明，RelA及IKKβ的缺失均会显著增加小鼠的发生感染的可能性，且小鼠胚胎的死亡率增高［10］。

2.2 非经典信号通路非经典通路是IKKα依赖性的，无需IKKβ参与。最初B细胞活化因子、CD40和淋巴毒素β受体激活IKKα，随后活化的IKKα在蛋白酶的协同下使p100发生磷酸化，继而泛素化降解为p52，p52与RelB结合形成p52：RelB二聚体进而进入核内启动目的基因转录［11］。非经典通路参与适应性免疫应答及淋巴组织的生长，IKKα缺陷小鼠胚胎虽然骨骼发育不受影响，但肢体生长严重受损［12］。

3 HCV对NF-κB信号通路的调控

HCV为黄病毒科单股正链RNA病毒，其基因组具有高度变异性。目前根据Simmonds系统法可将HCV分为1-7型［13］。HCV基因组可编码10种蛋白，包括4种结构蛋白（core、E1、E2及 p7）及6种非结构蛋白（NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A 及NS5B）［14］。不同的蛋白在HCV感染过程中发挥各自的作用，其中的核心蛋白（core），NS5A及NS3A可调节NF-κB的活化，从而对疾病进程产生影响。

3.1 HCV core对NF-κB信号通路的调控HCV core是一种多功能蛋白，可参与HCV核衣壳的组成，也可调控宿主细胞内的多种分子的表达从而影响疾病转归。有研究发现，在Hela及Huh7细胞中，core可通过延长p50或p65在核内的滞留时间，从而活化NF-κB并增强其与DNA的结合活性［15］；core可诱导IκB的降解，促进p56的磷酸化进而活化NF-κB［16］。还有研究发现，core可通过活化NF-κB抑制细胞凋亡及改善肝细胞自噬［17］。另一项研究证实，外源性core的存在通过活化NF-κB上调转化生长因子-β的表达，从而促进肝细胞的增殖［18］。

有趣的是，core对NF-κB的调节具有细胞和基因型特异性。在Hela细胞及HepG2细胞中，core可活化NF-κB；而在HEK239细胞中，过表达的core并不影响NF-κB的活化。更值得注意的是，在巨噬细胞系RAW 264.7细胞中，core可则抑制NF-κB的活化［19］。此外，HCV 1b型的core可促进 NF-κB的活化，而HCV la型及2a型的core却抑制NF-κB的活化［20］。这些特异性可能是由于不同微环境下NF-κB通路各种蛋白的表达存在差异。

3.2 HCV非结构蛋白对NF-κB信号通路的调控有研究认为，NS5A是重要的转录调节剂，可参与某些宿主基因的转录。Girard等［21］应用寡核苷酸微阵列技术检测稳定表达HCV 1b NS5A的Huh7细胞中基因表达水平发现有43个基因表达，且其中有39个基因的启动子含有一个或多个NF-κB DNA结合位点，随后荧光素酶报告分析也证实了NF-κB的活化，提示NS5A可能通过调节NF-κB进而调控转录并影响HCV感染进程。进一步研究显示，NS5A可逆转蛋白酶体抑制剂MG132对NF-κB活化的抑制，并促进IκBα的磷酸化，即NS5A通过活化NF-κB来抑制MG132介导的细胞凋亡［22］，从而促进肝纤维化及HCC的发生。

研究证实，慢性丙肝患者血清及肝内炎症因子水平明显升高，包括 TNF-α［23］。TNF-α 可诱导 NF-κB的活化，而NS3对TNFα-NF-κB通路的调节却存在争议。在表达NS3的HepG2及Huh7细胞中，Has⁃san等［24］发现NS3并不影响IKKα的表达，而是增强其活性并促进IκBα的蛋白水解，从而活化NF-κB。而在另一项研究中，Chen等［25］在感染HCV的Huh-7.5.1细胞中发现NF-κB的核转位明显减少，同时表达NS3细胞中NF-κB的活化显著减少。NS3对TNFα-NF-κB通路的调节不同，可能是由于细胞模型不同，NS3与NF-κB通路中的不同组分间发生的作用不同，从而对其活化的调节产生不同的影响。

4 NF-κB信号通路对HCV感染的影响

近年来研究发现，肝内的活化巨噬细胞可分泌TNF-α、TNF-α可活化NF-κB，进而激活肌球蛋白轻链激酶从而破坏肝细胞膜的紧密连接，促进HCV进入肝细胞内，为HCV的复制及感染创造条件［26］。同时另一研究也发现，IKKα的表达被抑制剂阻断后，可抑制HCV感染及脂质的合成［27］。这些研究表明，NF-κB可调节病毒的脂质合成及进入细胞的过程，从而影响肝细胞的脂肪变性及感染进程。

不同基因型的HCV对NF-κB的调节存在差异，反之，宿主NF-κB通路的变异，可影响蛋白表达、转录调控等，也必然影响HCV感染进程及疾病转归。本课题组最近研究了NF-κB的单核苷酸多态性与HCV感染易感性及自发清除的相关性。结果表明：携带RelA基因rs11820062 A等位基因者，HCV感染的易感性显著增高（显性模型及相加模型中均有PBonferroni＜0.003）。分层分析结果表明，在年龄＜50岁、女性及有偿献血人群中，携带rs11820062 A等位基因与HCV易感性增高显著相关。该研究首次提示，在中国汉族高风险人群中，NF-κB通路基因中的Re⁃lA基因rs11820062 A等位基因与HCV易感性增高显著相关［28］。2014年，有研究表明NF-κBIε（NF-κB inhibitor ε）rs2233437-A 与宿主HCV自限清除有统计学相关性［29］。还有研究发现，NF-κB1基因启动子区的rs28362491（ATTG插入/ATTG缺失）中的ATTG缺失型等位基因可与中国人群的肝癌风险升高有关［30］；摩洛哥巴斯德研究所发现，该缺失基因型还与慢性丙肝发展为慢性肝病的进展有关，且Ins等位基因与病毒载量显著相关，进一步研究显示，这可能是由于Ins等位基因可增加p50的产生并增强其与DNA结合的能力［31］。此外，体外实验表明，rs28362491的ATTG缺失型等位基因可导致核蛋白结合减弱，即启动子活性降低［32］。

5 展 望

HCV感染中，病毒蛋白可与宿主细胞NF-κB通路发生复杂的相互作用。这种相互作用在特定条件下可能存在差异：如在不同细胞系、不同HCV基因型、不同宿主的NF-κB通路基因型时有所不同，从而对通路激活、细胞增殖或凋亡、细胞因子的产生及疾病进展产生影响。近年来，在全球多项大型临床试验中，新的直接抗病毒药物（direct-acting an⁃tiviral agents，DAAs）将丙型肝炎的治愈率显著提高到95%以上，已成为传统的聚乙二醇干扰素+利巴韦林治疗方案的更优选择［33］。然而，随着DAAs药物的应用，仍有新问题有待解决：HBV/HCV合并感染者使用DAA药物可致HBV再激活［34］；有文献报道，在部分获得持续性病毒应答的肝硬化患者中，DAAs的应用并不能降低HCC的发生率［35］；DAAs治疗还可导致耐药的发生，目前已确认的耐药相关突变（resistance associated variants，RAVs）位点包括NS3/4A靶点相关、NS5A靶点相关和NS5B靶点相关的几十个RAVs［36］。其中，对于抗病毒治疗中NF-κB通路各蛋白的变化及其对于疗效是否有影响，及NF-κB及其他关键信号通路等的基因多态性与HCV感染进程及治疗可能有一定相关性，有待进一步研究，望能对HCV高易感人群的筛查及防治提供新的策略。