CNP、NPR-B 与NF-κB 信号通路在胃癌中的研究进展

李姗姗，刘海旺，李春辉

（承德医学院附属医院病理科，河北 承德 067000）

胃癌（gastric cancer）是一种严重威胁人类生命健康的恶性肿瘤，根据国际癌症研究机构发布的2020 全球癌症统计数据[1]，胃癌在全球恶性肿瘤的发病率中位居第5 位，在死亡率中位居第4 位，而胃癌在我国的发病率和死亡率均居第3 位。目前普遍认为胃癌的发生发展是一个复杂、多因素、多步骤的渐进过程，受到多种基因和信号通路的共同调控[2]。C 型钠尿肽是一种含有22 个氨基酸的活性多肽[3]，主要通过与其特异性受体NPR-B 结合后激活cGMP，从而发挥多种生物学功能，包括调节心血管平衡、改善生殖能力、抑制平滑肌收缩，以及抗肿瘤增殖等功能[4-7]。NF-κB 是一种在人体内广泛表达的核转录因子，其在细胞增殖、肿瘤侵袭与转移、炎症反应以及免疫应答调节等过程中发挥着重要作用。在胃癌的发生发展中NF-κB 信号通路的异常激活可以促进肿瘤的增殖与转移，使肿瘤具有更强的侵袭迁移能力，但其作用机制尚未完全明确。C 型钠尿肽作为钠尿肽家族的一员，其对胃癌的影响尚未见明确报道，但C 型钠尿肽的下游信号分子PKG 在胃癌中具有明确的抗肿瘤作用，且其表达水平能够影响胃癌分化[8，9]。可见，C 型钠尿肽及其功能受体NPR-B、NF-κB 信号通路与胃癌发生发展之间的关系有待进一步研究。本综述主要阐述C 型钠尿肽、NPR-B 以及NF-κB 信号通路的结构、功能以及与胃癌发生发展的关系，旨在深入认识胃癌发生发展的分子机制，为胃癌的治疗提供新的抑制剂及作用靶点。

1 C 型钠尿肽及NPR-B 的结构与功能

C 型钠尿肽（C-type natriuretic peptide，CNP）是钠尿肽家族成员之一，最初在猪脑的提取物中发现[10]，其基本结构是由22 个氨基酸构成，其中包含一个由17 个氨基酸残基及1 个二硫键组成的环状结构[3]。编码人类CNP 的基因NPPC 位于2 号染色体，此基因编码一个具有126 个氨基酸的CNP 前体，随后经蛋白内切酶呋喃酶（furin）裂解生成CNP-53 和NT-proCNP，最后CNP-53 进一步裂解生成活性肽CNP-22[11]。此外，内皮细胞也能够分泌CNP 前肽，并由呋喃酶进一步加工成CNP-53 和CNP-22。CNP-53 以中间存储形式分布在组织细胞内，CNP-22 以活性形式广泛分布于循环系统中[12]。研究表明[13]，CNP 在体内普遍存在，主要分布于中枢神经系统和胃肠道系统，在脑-肠轴中发挥着重要的生物活性作用。CNP 也存在于软骨细胞、内皮细胞、心肌细胞及成纤维细胞中，同样发挥着重要作用。CNP 在哺乳动物血液中的浓度比较低，故而被认为是一种自分泌/旁分泌调节肽[14]。

NPR-B 又称为鸟苷酸环化酶B（GC-B）或钠尿肽受体2（NPR2）。人类NPR-B 由NPR2 基因编码，该基因位于9 号染色体[15]。NPR-B 的结构包含胞外区（extracellular domain，ECD）、跨膜区（transmembrane domain，TMD）和胞内区（intracellular domain，ICD）。胞外区是与钠尿肽（natriuetic peptide system，NPs）特异性结合的区域，是由433 个氨基酸组成，包含6 个Cys 残基和7 个N-糖基化位点，N 端的22 个氨基酸是其信号肽，另外在胞外区的远膜区有一个保守的氯离子结合位点，可通过氯离子与氢键的结合来调控受体的活性。胞内区包括一个鸟苷酸环化酶区（guanlyl cyclase domain，GCD）和一个激酶同源区（kinase homology domain，KHD），是由539 个氨基酸组成，包含9 个Cys 残基和1 个N-糖基化位点，其中C 端的252 个氨基酸组成GCD，近膜端的317 个氨基酸组成KHD。GCD 区活化后具有鸟苷酸环化酶活性，可环化鸟苷-5′-三磷酸（GTP）产生环状鸟苷-3′,5′-单磷酸（cGMP）；而KHD 区无激酶活性，主要起调节作用[4]。NPR-B 主要分布于胃窦黏膜和肌肉组织中[16]，此外在心脏、大脑、子宫、卵巢、肾脏、肺、肝脏、脂肪细胞和一些癌症中也均有表达[17]。NPR-B 作为一种颗粒状的鸟苷酸环化酶受体，催化GTP 转化为cGMP，而cGMP 是一种重要的第二信使，它主要通过激活其下游信号分子cGMP 依赖性蛋白激酶（cGMP dependent protein kinase，PKG）来促进底物蛋白的磷酸化，从而介导各种生物效应[18]。

2 CNP 及NPR-B 的生物学特性

CNP 主要通过与细胞膜上的特异性受体NPR-B 结合，使细胞内GTP 转化为cGMP 进而激活下游cGMP 依赖的蛋白激酶（简称cGKs 或PKGs）、cGMP 依赖的磷酸二酯酶（PDEs）和cGMP门控离子通道等途径，引起广泛的生理反应。CNP/NPR-B/cGMP 信号传导途径产生的一系列生物学效应包括以下几个方面：①调节血管张力和血压，维持心血管平衡。CNP 的血管舒张活性依赖于由NPR-B触发生成的cGMP，此外，外源性CNP 会使血压急速下降[4]。②调节生长板软骨细胞的增殖、肥大及分化，从而刺激长骨生长。CNP 之所以能够促进软骨合成，主要是因其与NPR-B 结合后产生cGMP，进而激活PKGⅡ信号系统，从而抑制Erk1/2 的磷酸化以及ERK 信号通路在RAF-1 水平上的传导，最终促进软骨细胞增殖以及降低细胞外基质降解[5]。③抑制胃肠道平滑肌的自发性收缩运动。CNP 与平滑肌上的NPR-B 受体结合，生成cGMP 使得平滑肌细胞中cGMP 含量升高，进而使细胞内Ca2+浓度减低，从而抑制平滑肌收缩[16]。④促进卵泡发育。有研究表明[6]，NPR-B 基因缺失的小鼠患有不育症，外源性CNP 可通过与NPR-B 受体结合刺激cGMP 的产生，从而促进卵泡的生长。⑤改善精子活力和生殖功能，诱导正常人的精子获能[7]。CNP 可以通过cGMP 诱导正常人的精子获能，还可以降低ROS，改善精子功能障碍患者的生育能力。⑥抑制横纹肌肉瘤细胞的增殖。CNP/NPR-B/cGMP 信号是横纹肌肉瘤细胞中Raf/MEK/ERK 信号通路在Raf-1 水平的有效抑制剂，CNP 抑制ERK 的磷酸化，而cGMP 使Raf-1 在Ser43 处发生磷酸化，导致Ras/Raf-1 相互作用的解耦和Raf/MEK/ERK 途径的失活从而抑制细胞增殖[8]。

3 CNP 及其功能受体NPR-B 与胃癌的关系

CNP 与心房钠尿肽（atrial natriuretic peptide，ANP）同属钠尿肽家族，具有高度同源性，且二者具有相似的结构和生物活性。它们的结构均包含一个由17 个氨酸残基及1 个二硫键形成的环状结构，而该结构是其与受体结合的重要活性中心[3]。此外，CNP 与ANP 发挥生物学活性的途径一致，都是通过与其相应受体NPR-B/NPR-A 结合后激活cGMP，进而激活cGMP 依赖性蛋白激酶G（PKG）上调与转录和翻译相关基因的表达水平来发挥生物学效应[18]。朱亚清等[19]研究证明，ANP 能够通过抑制PI3K/Akt 信号通路，从而对胃癌MGC-803 细胞的增殖和迁移有抑制作用。此外，张卢舜等[20]研究发现，NPR-A 在胃癌组织中的表达量低于正常胃黏膜组织，且其表达量随着分化程度降低、浸润程度加深、淋巴结转移及TNM 分期变高而下降，故而推测NPR-A 能够在一定程度上抑制胃癌的发生发展。而CNP 及其受体NPR-B 在胃癌发生发展中的作用尚不明确，根据其结构及发挥生物学作用途径与ANP/NPR-A 的相似性推测CNP 及NPR-B 对胃癌的发生发展也有相似的抑制作用。

CNP 主要是通过与其特异性受体NPR-B 结合后产生cGMP 进而激活下游分子PKG 发挥生物学效应。有研究表明PKG 在肝、甲状腺、肺、结肠及胰腺等肿瘤中的表达水平显著低于正常组织水平，而且其高表达会阻断肿瘤的侵袭性，从而推测PKG 具有抗肿瘤作用，与肿瘤的发展有一定关系。翟健华等[9]研究发现，PKGⅡ在分化程度不同的胃癌组织中，其表达水平存在着差异，表达水平越低，癌细胞分化越差。PKG 具有抗肿瘤作用且其表达水平能够影响胃癌分化，而CNP 与NPR-B 受体结合后产生cGMP 恰恰能够激活下游分子PKG，故而推测CNP也会在一定程度上抑制胃癌的发生发展，进而为胃癌的治疗提供新思路。

另外，CNP 在其作用浓度为100 mmol/L 时，能够使得小细胞肺癌的癌细胞数量减少39%，具有显著的抗增殖作用[21]。其次，有研究表明[22]，在前列腺癌中CNP 及NPR-B 基因的表达量较正常组织是下降的，故而CNP 也可作为前列腺癌的潜在标志物。但CNP 在胃癌中是否具有抗增殖作用以及能否作为胃癌的潜在标志物有待进一步研究。

4 NF-κB 信号通路的结构与功能

NF-κB 是一种核转录因子，其家族由RelA（也称p65）、RelB、c-Rel、p50 和p52 五个成员组成，分别由RELA、RELB、REL、NFKB1 和NFKB2 基因进行编码。NF-κB 家族成员通常以同源二聚体或异源二聚体存在于细胞内，均含有一个负责与DNA 结合以及二聚化的Rel 同源结构域（RHD），而在p65、RelB 和c-Rel 中还存在着对基因表达起正向调节作用的转录激活区域（TAD）。但由于p50 和p52 缺乏转录激活TAD 区域，它们在细胞内通常以它们的前体p105 和p100 的形式，作为抑制分子存在。

在生理状态下，细胞中的NF-κB 二聚体通常与IKB 抑制蛋白（IκBα、IκBβ 和IκBε）结合处于静息状态，需要进行激活才能进一步发挥生物学效应。NF-κB 信号通路的激活主要有经典和非经典两种途径[23]。经典激活途径中的主要机制是降解IKB 抑制蛋白（IκBα）。细胞在受到各种刺激信号分子如脂多糖（LPS）、肿瘤坏死因子α（TNFα）或白细胞介素-1（IL-1）刺激后分别激活相应受体使NF-κB 信号级联的核心组成部分——IKK 激酶复合物磷酸化，而IKK 激酶复合物的磷酸化会导致IκBα 的蛋白体降解，进而使得NF-κB 同源或异源二聚体得以释放并转移到细胞核内进而激活目标基因转录；非经典激活途径是通过IKKα 的激活使p100 磷酸化并将其加工为活性形式p52，p52 与RelB 组成异源二聚体进入细胞核中调节下游基因转录，进而发生一系列的生物学效应[24]。

在NF-κB 二聚体中，p65/p50 存在最广泛、活性最强，它在激活后能够参与多种基因的表达和调控。其中p65 亚基既能够参与基因转录的起始调节，促进p50 亚基与DNA 结合，又能够调控下游多种靶基因的转录活性，故而研究p65 亚基在一定程度就是研究NF-κB 信号通路[25]。NF-κBp65 亚基的磷酸化，尤其是在Ser536 位点的磷酸化，可以激活NF-κB信号通路[26]。NF-κB 信号通路的激活与癌症相关。研究表明NF-κBp-p65Ser536 在肝癌中具有促进作用，但其在前列腺癌、肠癌及乳腺癌中却具有抑制作用[27]。由此可见，NF-κB 信号通路具有复杂性，仅通过单纯抑制NF-κB 信号通路进行癌症的治疗，其效果并不理想，因此精准把握NF-κB 的磷酸化蛋白在癌症中的作用机制显得尤为重要。

5 NF-κB 信号通路与胃癌的关系

NF-κB 转录因子在体内广泛表达，在细胞增殖、凋亡、侵袭、转移、炎症反应以及免疫应答调节等过程中发挥着重要调节作用，且与胃癌的发生发展密切相关。

谭林等[28]的研究发现，在胃癌组织中NF-κBpp65 的表达水平要明显高于癌旁组织，且其表达水平与TNM 分期、浸润深度、淋巴结转移及远处转移有关，这表明NF-κB 信号通路在胃癌中存在着异常活化，且这种异常活化能够影响胃癌的生长、侵袭与转移。此外，NF-κB 信号通路的激活还会引发急性和慢性炎症，从而引起基因组稳定性下降，并造成与癌症发生发展相关的基因突变[29]。NF-κB 信号通路的激活也能够通过调节促癌基因的表达促进细胞增殖，有研究表明幽门螺杆菌感染可以通过增加NF-κB 和AP-1 的活性，进而促进促癌基因β-catenin及c-myc 的表达，最终导致胃癌细胞的过度增殖[30]。在胃癌的进展中，NF-κB 信号通路处于异常和持续激活状态，并伴随着促炎因子表达的增加。Nur77 可通过活化NF-κB 信号通路，上调IL-6 的表达，进而增强肿瘤的血管新生、恶性增殖、侵袭与转移等能力[31]。血管内皮生长因子VEGF 在胃肠道肿瘤中高表达，且与肿瘤的侵袭转移有关，Liu M 等[32]实验研究证明，REC8 通过抑制NF-κB 介导的VFGF 的表达从而抑制血管生成，进而影响胃癌的生长和转移。众多实验表明NF-κB 信号通路在胃癌的发生发展中存在异常激活，且会促进胃癌细胞的增殖以及增强肿瘤的侵袭、转移等能力，若找到该通路的抑制分子或抑制剂将会对胃癌的发病机制有更为清楚的认识以及对延缓胃癌的进展也至关重要。

NF-κB 信号通路在细胞凋亡中也发挥一定作用，Bax 是Bcl2 家族的一员，是哺乳动物体内常见的促凋亡基因，其过度表达会通过抑制Bcl2 的功能进而加速细胞凋亡。雷蕾等[33]实验研究表明，通过RNA 干扰技术抑制胃癌BGC823 细胞中脂筏结构蛋白2（FLOT2）的表达使得NF-κB p65 蛋白表达量显著下降，Bax 蛋白表达量升高，这表明下调NF-κB信号在一定程度上可诱导胃癌细胞凋亡。周宁等[34]研究发现，在胃癌SGC-7091 细胞中过表达miR-299-3P 可促进Bax 表达，抑制Bcl2 表达，可抑制NF-κB 信号通路，从而诱导癌细胞凋亡。由此可见，抑制NF-κB 信号通路的激活可以促进胃癌细胞凋亡，这为胃癌发病机制的研究提供理论支持，也为防治胃癌找到新的治疗手段。

6 总结

C 型钠尿肽作为钠尿肽家族一员，分布广泛，生物学作用众多，其在前列腺癌中表达下降且对小细胞肺癌的癌细胞有显著的抗增殖作用，但其在胃癌中研究较少；NPR-B 作为CNP 的特异性受体，其在胃肠道中表达，CNP 与NPR-B 结合后能够增加细胞内cGMP 含量，进而激活cGMP 依赖性蛋白激酶G（PKG）发挥众多生物学效应。NF-κB 信号通路的异常激活与胃癌的发生发展密切相关，可以影响胃癌细胞的增殖、凋亡、转移与浸润等。NF-κB p65 是NF-κB 信号通路的关键蛋白，其磷酸化能够激活NF-κB 信号通路进而促进胃癌的发生发展。CNP 可以抑制LPS 诱导的NF-κBp65 Ser536 的磷酸化和随后的NF-κB 信号通路的激活，在前列腺癌中，就是通过增加了NF-κB p65 Ser536 的磷酸化来激活NF-κB 通路，从而推进肿瘤的发生发展，可见，CNP与NF-κB 之间关系密切。故而研究CNP、NPR-B 与NF-κB 信号通路在胃癌中的作用机制有望成为治疗胃癌的药物及作用靶点。