通过调节NF-κB通路中的IκBα抑制乳腺癌的研究进展

房尚萍，李海源，丁磊，朱晨旭 综述，李鹏飞 审校

(皖南医学院麻醉学院，安徽 芜湖 241001)

IκBα为IκB(inhibitor of NF-κB)家族中九个成员之一，是一种对NF-κB有抑制作用的蛋白分子。其分布广泛，在真核细胞内均有表达[1]。在通路中若IκBα发生含量上的变化或活性失调时，便可诱使NF-κB的活性改变，从而导致各种疾病的发生。正是由于上述的特殊作用，近年来该分子在于肿瘤方面的研究越发广泛。正如人们所了解的，肿瘤已逐渐成为谈之色变的恶性疾病之一。作为一类多阶段、多基因共同参与演化的疾病，其机制十分复杂，近年来该患病率也是不断增加，因此对于肿瘤治疗的研究迫在眉睫。本文将以乳腺癌为主简要阐述IκBα在其研究治疗方面的进展。

1 IκBα的结构与功能

1.1 IκBα的结构

与家族成员相似，IκBα具有5～7个锚蛋白，皆是由30个氨基酸残基组成[2]。IκBα的结构可分为3个部分：N端、C端及中间锚蛋白重复的区域。N端的主要的功能是接收磷酸化以及泛素化信号，调节控制其泛素化以及降解；此外，N端重复的锚蛋白片段可与NF-κB亚基C端的同源域结合，覆盖NF-κB的核定位信号区，从而抑制NF-κB向细胞核迁移[3]。C端富含酸性氨基酸和苏氨酸序列，主要的作用是维持结构牢固以及抑制NF-κB与DNA的结合。

1.2 IκBα的功能

由NF-κB经典通路可知，当该通路处于稳定状态，IκBα结合P50、P65形成一种复合状态，并以一种无活性的形式存在于胞浆中，因此在一定程度上抑制NF-κB。主要表现为抑制蛋白激酶A催化NF-κB亚基磷酸化、抑制NF-κB核转录、抑制NF-κB与DNA结合[2]3862-3872；然而，当细胞受到胞外刺激(TNF、IL-1)时，将会导致肿瘤坏死因子受体相关死亡域蛋白(TRADD)、相关死亡结构域蛋白(FADD)、髓样分化蛋白抗原(MyD88)、肿瘤坏死因子受体相关分子(Traf6)、人白介素受体相关激酶(IRAK)的活化，从而引起分裂酶原蛋白激酶(MAPK)的激活，进而对该通路中的IκB激酶(IκB kinase,IKK)复合体引起活化。被激活的IKK能够对位于IκB中的N端32以及36位的丝氨酸起到磷酸化的作用，泛素化分解已经被磷酸化的IκBα中位于21以及22位赖氨酸并且使分离NF-κB。由于IκBα的降解，暴露出了NF-κB分子的核信号区，该条件激发了NF-κB的转录进程以及磷酸化的进行并且促进其进入核内，使得其中相关的基因发生转录表达和细胞因子的释放[4]，见图1。另外，人们发现IκBα能够在细胞质与细胞核间进行干预，并发挥着举足轻重的作用。因此我们可推断IκBα不仅可以抑制NF-κB的激活，还可对NF-κB进行反馈调节。

2 乳腺癌

近年来，肿瘤逐渐发展到谈之色变的地步，据统计我国每年有200多万人死于肿瘤，死亡人口约达到患病人口的1/4。以乳腺癌为代表，这一疾病已成为对于全球妇女健康来说所面临的最为严重的威胁之一，据2018年的统计，全球新增的癌症人数约有1810万例，其中患乳腺癌的人数已达到210万例之多，约占总量的11.6%，另外在新增的癌症死亡人数以及女性癌症死亡人数等数据中该病均居于首位[5]。而且中国的乳腺癌发病率仍呈逐年上升的势态[6]。虽然现今的医疗技术对于乳腺癌而言，在诊断以及相应的治疗方面已经取得了较大的进步，但大部分人仍遭受着该疾病的折磨甚至因此失去生命，故对于乳腺癌方向的研究迫在眉睫。

2.1 乳腺癌的病因及临床表现

乳腺癌的发病机制尚不清楚。目前临床及科学界较为认同的有乳腺癌细胞的免疫逃逸[7]和NF-κB信号通路的异常活化，在临床上只能在病因、大体临床表现以及常见的实验室检查中获取信息，对于乳腺癌做出诊断。

2.1.1 病因

根据流行病学调查，主要原因大致可分为3类：外在因素、内在因素以及其他的一些具有影响的危险因素。外在因素包括：物理、化学和生物因素；其中具有代表性且较为明确的为化学物质和电离辐射[8]内在因素包括：遗传因素、年龄、月经情况[9]、性激素水平[10]以及机体免疫状态；其他的因素则包括：肥胖、脂肪摄入、吸烟、饮酒、结婚生育的状况以及不良心理因素。近年来的心理学研究统计可发现，非健康心理不仅可能会诱导甚至对乳腺癌的发生起着直接作用，对于患者预后还明显的影响[11]。

2.1.2 临床表现

乳腺癌的早期多无明显症状，但随着病程的发展，其主客观上的症状逐渐显现。大多数患者在有明显的不适或症状时就医，疾病情况也较发展的较为严重。其临床上的主要表现为：乳房内可触及肿块、可有持续性的刺胀痛和皮肤表面的变化，乳头、乳晕的色泽及外观的改变，乳头出现分泌物或增多和相应部位的淋巴结肿大[12]。

2.2 治疗

随着当今医疗水平的发展，乳腺癌治疗的理念及方法也随着时代的变迁而不断发生变化。在现代医学概念中，我们不能将乳腺癌与炎症样单纯的生物性疾病归为一类，只靠单一的治疗，而是需要更加综合和专业的治疗。而现今乳腺癌的治疗方案主要有：手术、放化疗、中医治疗、内分泌治疗、运动治疗以及分子靶向治疗[13]。

3 IκBα在乳腺癌中的治疗进展

在当今，对于乳腺癌的研究主要是癌细胞的增殖、侵袭、迁移以及对化疗、放疗的耐受。这同时也是在临床上对乳腺癌治疗的棘手问题。最近的研究表明，NF-κB与乳腺癌之间存在着密切的关联，NF-κB通路有可能成为治疗乳腺癌的一个突破口。故与NF-κB通路相关的IκBα的研究也是较为广泛的，可主要分为三类：抑制IκBα磷酸化，从而抑制NF-κB的活化；上调IκBα的含量，降低NF-κB的活化；增加p-IκBα的含量，促进NF-κB的活化入核。

3.1 在抑制IκBα磷酸化方面的研究

3.1.1 抑制乳腺癌细胞增殖侵袭

在药物方面，牛敏等人[14]的研究发现1-Nitro-2-acylhydrazine-phenylalanine(C7)可使IκBα的磷酸化受到抑制，阻断P65蛋白发生核易位进程，阻断其转录活性可降低核内NF-κB/P65的表达。之后，使得基质金属蛋白酶2以及基质金属蛋白酶9的表达降低，从而降低了MCF-7细胞在生物体内的转移能力。李素萍等人[12]在研究中发现，除了对乳腺癌可进行一般治疗的同时，还可辅以适量的运动，这样对细胞内IκBα的磷酸化发挥一定抑制的作用，从而调节NF-κB的活性,减少癌细胞的增殖,再对肿瘤细胞的免疫逃逸进行抑制，最终达到促进癌细胞凋亡的效果。匡枫等人[15]发现人源性激肽释放酶结合蛋白可以通过抑制肿瘤细胞和人脐静脉内皮细胞中P65的表达、核本地化和IκBα的磷酸化，降低NF-κB转录活化来对肿瘤血管的生成起到明显的抑制作用，通过该路径来抑制NF-κB血管形成目标基因的表达，最终达到抑制血管形成的目的。阿里麦什和曼达尔等人[16]通过研究发现石榴乳剂(PE)降低乳腺肿瘤发生过程中环氧合酶-2和热休克蛋白90的表达，以及阻止IκBα的分解，从而来阻止NF-κB由胞浆向核内迁移的过程，增加Nrf2的表达和核易位。朱莉娅和斯珀利奇[17]通过对于假蝶呤(pseudopterosins)在乳腺癌中的作用中发现假蝶呤可通过抑制白血病细胞和乳腺癌细胞中κ光多肽基因增强子P65和IκB的磷酸化，具有阻断NF-κB通路的功能。Huan和Chen[18]对于α-连环蛋白的研究，发现α-连环蛋白与IκBα蛋白之间存在相互作用，通过抑制其泛素化及其与蛋白酶体的联系，稳定IκBα。阻止了RelA(P65)和P50的核定位,进而导致肿瘤坏死因子-α、IL-8和RelB的表达降低；缺乏类泛素化的α-连环蛋白突变体与IκBα减少了交互，从而防止IκBα的泛素化，从而降低了NF-κB靶基因TNF-α、IL-8、血管内皮生长因子(VEGF)和尿激酶(uPA)的表达。

在基因方向上，吉川秀隆等人[19]发现(small interfering RNA,siRNA)介导的Tripartite motif-44，三重基序蛋白-44(TRIM44)基因敲除可显著降低MCF-7和MDA-MB-231细胞中NF-κB和IκBα的P65亚基的磷酸化，MCF-7和MDA-MB-231细胞的分裂增多和MDA-MB-231细胞的转移受到抑制。

3.1.2 解除或缓解乳腺癌细胞治疗耐受

在药物方面，廉开礼[20]发现通过干扰MDA-MB-231细胞的肿瘤坏死因子-α-诱导蛋白8样3(TNFAIP8L3/TIPE3)表达后，蛋白激酶B、IκBα和p65的磷酸化均有降低。另外TIPE3可以增强MCF-7细胞对阿霉素的耐受能力，该结论是通过激活NF-κB信号通路中P-糖蛋白的表达来实现。因此，TIPE3可能是乳腺癌治疗中的新的靶点。Yonghua和Shi[21]发现卡夫唑米作为一种第二代蛋白酶体抑制剂，单用卡夫唑米对乳腺癌细胞有细胞毒性作用，并通过增强多柔比星(DOX)诱导的氨基末端激酶(JNK)磷酸化和抑制DOX诱导的IκBα降解而增强DOX诱导的细胞毒作用和凋亡。据研究其在体外对乳腺癌有较强的抗肿瘤作用，能降低乳腺癌细胞对DOX的耐受性。故可以推测卡夫唑米与DOX联合应用,能有较好的效果。

在基因方向上，AL和海因发现[22]Ras相关的C3肉毒素底物1(Rac 1)的抑制降低了细胞外调节蛋白激酶1/2以及IκBα的磷酸化程度，从而降低了癌细胞中的抗凋亡蛋白以及骨髓细胞白血病蛋白l(Mcl-1蛋白)的产生。

3.2 在上调IκBα方面的研究

3.2.1 抑制乳腺癌细胞增殖侵袭

在药物研究中，TO901317作为肝X受体(LXRs)的合成激动剂，对肝X受体α(LXRα)基因有很高的亲和力。涂剑等人[23]通过对TO901317进行研究发现，TO901317可随着浓度的增加上调LXRαmRNA的表达。同时，通过抑制NF-κBP65的表达，IκBα表达则相应的上升，从而来对体外MCF-7细胞的侵袭和迁移发挥抑制作用。吴蔼林[24]发现通过增加IκBα含量，飞燕草素(Dp)可以对MDA-MB-453细胞和BT-474细胞的增殖起到一定的抑制作用，其中40及80 μmol/L Dp处理效果尤为显著。克莱尔和Barbieux[25]发现DNA损伤结合蛋白(DDB2)通过诱导IκBα的转录而降低乳腺肿瘤的侵袭性。

在基因方向上，杨柳[26]发现可通过Metadherin(MTDH)沉默抑制NF-κB/IκBα通路活性，使IκBα的mRNA以及蛋白的含量有所上升，从而抑制MCF-7细胞增殖。

3.2.2 解除或缓解乳腺癌细胞治疗耐受

在基因方向上，杜锐凯[27]发现，与正常乳腺组织相比，乳腺癌肿瘤组织中膜联蛋白A3(ANXA3)的表达在mRNA和蛋白都有明显的上升。通过增加IκBα的表达抑制ANXA3的表达从而来实现对NF-κB通路活动的抑制，从而引起间充质-上皮样转化过程以及乳腺肿瘤的干细胞状态的转化，进而导致该细胞的侵袭性下降以及分裂增殖能力上升。因此应用降低ANXA3表达联合阿霉素的方案对于乳腺癌的医治将成为可能。

3.2.3 促进乳腺癌细胞凋亡

就基因方面而言，罗杨婧婷[11]发现长链非编码RNA母系表达基因3能够降低MCF-7细胞中B淋巴细胞瘤-2基因的表达，并通过抑制MCF-7细胞中IκBα的磷酸化和NF-κBP65、NF-κBP50的核转位，增加Caspase-3在MCF-7细胞中的表达诱发细胞的凋亡。

3.3 在上调p-IκBα含量方面的研究

3.3.1 抑制乳腺癌细胞增殖侵袭

在药物研究方面，韩翰[28]发现肿瘤坏死因子相关诱导配体通过刺激转录因子IκBα的磷酸化水平、降低表皮生长因子受体的表达而抑制乳腺癌MDA-MB-231细胞的转移能力。Lili,jiang[29]发现有丝分裂调节剂(PIMREG)与NF-κB的RER同源结构域与IκBα相互竞争，通过干扰NF-κB/IκB-α负反馈环，促进NF-κB的核聚积以及转录活性，使NF-κB激活，能够促进乳腺癌的侵袭性。因此将可能成为乳腺癌治疗的新靶点。

在基因方面，Eun Hee和Han[30]发现AKCI通过调控p53/p21/CDC 2/cyclinB 1通路与IκBα的相互作用，Aurora激酶C(AURKC)在Ser32处磷酸化IκBα，间接诱导NF-κB活化，从而降低聚丙烯酸甲酯诱导的NF-κB的活化。使得MDA-MB-231细胞的转移和侵袭受到明显抑制，从而减少细胞株并抑制肿瘤生长。

4 结 论

IκBα具有抑制乳腺癌细胞增殖侵袭，解除或缓解乳腺癌细胞治疗耐受，促进乳腺癌细胞凋亡的作用，IκBα可能成为乳腺癌通路治疗中的靶点或指示分子。

5 展 望

IκBα为IκB(inhibitor of NF-κB)家族中九个成员之一，作为核因子kappab (NF-κB)的一种抑制蛋白，在各种细胞中均有存在。具有抑制NF-κB的活性的功能。此外，由于其分布广泛且在NF-κB通路中发挥着呈递信息等至关重要的作用。因此在IκB家族中对于IκBα的研究也是最为丰富的，尤其在肿瘤方向的研究近年来，肿瘤逐渐被人们所了解，且具有很高的死亡率，即便科研界对于部分肿瘤的研究有了一定的了解，但其中机制及其治疗仍是公认的棘手问题。其中以乳腺癌最具有代表性，其发病人群广泛，由于该疾病在发展过程中易发生增殖、转移、侵袭甚至对于放化疗具有一定的耐受性，故对于治疗来说仍是较为棘手的。由于其分布广泛且在NF-κB通路中发挥着呈递信息等至关重要的作用，在通路中若IκBα发生含量上的变化或活性失调时，便可诱使NF-κB的活性改变，从而导致各种疾病的发生。就此，IκBα可能成为乳腺癌通路治疗中的靶点或指示分子。然而其更不仅在NF-κB通路中起作用，对于其他机制仍需进一步研究了解。