核因子κB在年龄相关性黄斑变性中的研究进展

【摘要】年龄相关性黄斑变性（AMD）是因光感受器受损、视网膜色素上皮和脉络膜毛细血管退化导致的眼科疾病，会对患者视力产生进行性损伤。目前，临床无AMD特异性治疗方法，针对干性AMD暂无有效治疗方法。氧化应激指标、炎症因子水平及基因在AMD的发病中起关键因素，而核因子κB（NF-κB）通路在细胞氧化应激损伤、炎症刺激及新生血管形成过程中均起到重要的保护作用，可启动多种细胞保护性基因的表达，从而维持细胞稳态。但目前NF-κB通路仍在深入探索中，现就NF-κB与AMD的关系及其通路机制的研究进展作详细综述。

【关键词】核因子κB；年龄相关性黄斑变性；研究进展

【中图分类号】R276.7 【文献标识码】A 【文章编号】2096-2665.2024.21.0032.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2024.21.010

年龄相关性黄斑变性（age-related macular degeneration， AMD）是眼科常见的不可逆性致盲眼病，多见于≥50岁人群，是导致中老年人视力丧失的常见病因，严重影响患者的生活质量[1]。临床将AMD分为干性和湿性两类，其中干性AMD是临床最常见的类型。调查研究显示， 干性AMD在2020年影响人数约1.96亿，预计在2040年的影响人数将高达2.88亿，随着中国人口老龄化加剧， 干性AMD的发病率呈逐年上升趋势[2]。 AMD病理过程包括脂褐素积累、玻璃膜疣形成、视网膜色素上皮（RPE）地图样萎缩、光感受器功能障碍和变性、脉络膜新生血管生成等[3]。核因子κB（NF-κB）是一种可诱导转录因子，调控参与细胞凋亡、细胞生长、细胞生存、细胞分化和免疫应答的基因表达。近年来， NF-κB的活化机制是许多疾病病理研究的关键，现就NF-κB与AMD的关系及其通路机制的研究进展作如下综述。

1 NF-κB的结构和功能

1.1 NF-κB的结构 NF-κB的亚基可通过同二聚或异二聚形成NF-κB的活性分子， NF-κB的典型结构是p50-p65二聚体[4]。二聚体的形成参与DNA结合，其N端区域负责与特定的DNA接触， C端区域负责二聚化并与非特异性DNA磷酸接触[5]。

1.2 NF-κB家族 NF-κB家族成员与逆转录病毒癌蛋白具有结构同源性，因此被称为Rel蛋白家族。哺乳动物中的NF-κB转录因子家族由5种蛋白质组成，包括p65、 RelB、淋巴细胞增强因子κB（c-Rel）、 NF-κB1和NF-κB2。这5种蛋白质相互结合并形成不同的转录活性同源二聚体复合物、异源二聚体复合物[6]，且均位于长度为300氨基酸的共同保守的Rel同源域（RHD）。这些RHD结构域具有多种功能，如二聚化、与DNA结合、与NF-κB抑制剂（IκB）蛋白的抑制亚基（IκBα、 IκBβ及IκBε）相互作用和核转位等[7]。 NF-κB蛋白家族成员可形成p50-p65二聚体等多种复合物，且这些复合物均位于长度为300 aa的共同保守的RHD。

1.3 NF-κB信号通路 NF-κB蛋白二聚体作为核转录因子，需要迁移到细胞核与DNA结合才能发挥作用。在多数正常细胞中， NF-κB处于失活状态并保留在细胞质中。其与IκB蛋白的特定抑制剂结合，该抑制剂可与NF-κB的RHD结合并干扰其核定位序列（NLS）功能。当IκB蛋白受到体内或体外的刺激时， IκB蛋白发生泛素化和降解，随后NF-κB复合物被释放进入细胞核并开启特定基因（具有NF-κB的DNA结合位点）的表达。 NF-κB激活这些基因并产生炎症反应、免疫反应、细胞存活反应或细胞增殖等生理反应，此外， NF-κB还会激活其自身阻遏物IκBα的表达[8]。新合成的IκBα又可重新抑制NF-κB，进而导致NF-κB活性水平的波动[9]。

2 NF-κB在AMD中的作用机制

2.1 NF-κB与炎症反应的关系 NF-κB与机体免疫反应、炎症反应密切相关，其可通过引起氧化应激信号级联反应，激活NF-κB通路。 RPE是位于光感受器和带血管化脉络膜之间的单层细胞，是视觉系统重要组成部分，负责支配多项眼部生理功能[10]。 RPE细胞损伤是干性AMD病理改变的始动环节， RPE慢性炎症与干性AMD的发生发展密切相关。有研究表明， RPE的线粒体损伤与炎症反应、细胞自噬及细胞凋亡密切相关[11]。当RPE细胞受到肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、干扰素-γ和白细胞介素-1β（IL-1β）等炎症介质的刺激时，会产生细胞因子和趋化因子，进而刺激炎症反应加重。因此， RPE慢性炎症是进行性眼病发病机制中的关键，也是产生AMD的重要因素。有研究发现，补体旁路通路（AP）、 NF-κB通路均参与RPE炎症反应[12]。 IL-1β刺激人视网膜色素上皮（ARPE）-19细胞产生炎症信号，随后产生磷酸化的IκB激酶α/β，并激活NF-κB，

被激活的NF-κB从细胞质进入细胞核，导致炎症基因的过度表达[13]。

因此，NF-κB通过调节细胞因子和趋化因子的基因和蛋白表达，影响炎症反应过程。NF-κB信号转导通路在炎症反应、免疫反应、细胞增殖、细胞分化和细胞生存中发挥关键作用，是主要的信号转导通路之一。

2.1.1 NF-κB通过β淀粉样蛋白（Aβ）诱导产生炎症作用 Aβ是AMD经典补体途径的已知激活剂，也是视网膜色素的成分之一，与RPE细胞的促炎相关[14]。视网膜下和玻璃体内注射Aβ均可上调RPE细胞中炎症介质的表达，并引发AMD样病理改变。 Aβ1-40的沉积通过激活NF-κB通路，触发视网膜炎症反应。受Aβ1-40刺激后， RPE细胞NF-κB/RelA的激活增强[15]。有研究表明， 4苯硫基丁2酮（4-PSB-2）可通过NF-κB信号通路降低氧化型Aβ1-42处理的视网膜色素上皮-19细胞中TNF-α、过环氧化酶-2（COX-2）和一氧化氮合酶（iNOS）的表达[16]。NF-κB是调节炎症反应的关键介质，也是COX-2和iNOS的上游介质[17]。在氧化型Aβ1-42诱导的ARPE-19细胞中，抑制NF-κB信号通路可降低Aβ1-42诱导的RPE细胞中的炎症表达[18]。另外，有研究指出， Aβ是玻璃膜疣中的一种生理肽，也是体内外NF-κB活化的有效引发信号，会激活RPE中NF-κB[19]。有研究发现，大鼠RPE、脉络膜中， Aβ、膜攻击复合物（MAC）及NF-κB均具有年龄依赖性，随着年龄增长，在RPE慢性炎症状态下，通过靶向易位的NF-κB的磷酸化p65亚基的抗体增加RPE核百分比的同时，也增加MAC和Aβ水平[20]。

综上所述，NF-κB是一个重要的转录因子，其能参与炎症反应、免疫反应、细胞生存和细胞增殖，可参与AMD病情的发生。因此，临床可将NF-κB作为AMD发病机制的潜在关键因素。

2.1.2 NF-κB激活核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体产生炎症作用 NLRP3炎性小体是一种结节样受体（NLR）家族的细胞内模式识别受体（PRR），可形成炎性体的大型多蛋白复合物。 NF-κB是NLRP3炎症小体激活的前提启动机制。 NF-κB通路能介导炎症细胞因子、 NLRP3炎症小体激活相关的蛋白表达，在AMD病理中发挥重要作用。 NLRP3多蛋白支架的合成受到各种促炎信号通路整合的影响，这些促炎途径通过NF-κB介导的NLRP3和白细胞介素-1（IL-1）水平的诱导，启动炎症小体。 Toll样受体（TLR）激动剂能通过NF-κB激活启动NLRP3炎症小体[21]。长春西汀是抑制NF-κB激活的核因子卡光链增强子，具有抗炎特性。有研究发现，长春西汀能抑制NLRP3炎症小体的活性，通过抑制NF-κB，干扰NLRP3炎性小体的生成，从而产生抑制炎症的作用[14]。

综上所述，启动NF-κB通路可激活NLRP3炎症小体的相关蛋白表达，抑制NF-κB通路可干扰NLRP3的生成达到抗炎的作用。

2.1.3 抑制NF-κB可在AMD中产生抗炎作用 ω-3脂肪酸可抑制NF-κB的促炎活性，其通过ω-3脂肪酸代谢产物分解蛋白、保护素调节NF-κB活性，调节参与急性和慢性促炎基因的表达水平[22]。 ω-3脂肪酸会阻断配体-受体的相互作用，包括TLR4和TNF受体，通过阻止IκB激酶的磷酸化典型NF-κB途径，减弱NF-κB转录因子的DNA结合活性[22]。 ω-3脂肪酸通过抑制NF-κB信号的输入，缓解视网膜的RPE的慢性炎症，从而防止AMD发展。番茄红素具有抗氧化作用，可降低巨噬细胞中促炎细胞因子和趋化因子的表达，其可通过调节NF-κB信号通路降低多个基因的表达[23]。 TNF-α是黏附分子转录激活的关键，可激活转录因子NF-κB。相关研究表明，番茄红素可通过阻断NF-κB的激活抑制黏附分子的表达，对TNF-α诱导的IκBα降解有轻微的抑制作用，还对p65易位有显著的抑制作用[24]。 NF-κB和丝裂原活化蛋白酶（MAPKs）信号通路被认为是调节炎症反应的典型信号通路。有研究发现，黄酮型化合物（Nepetin）通过介导NF-κB和MAPKs失活，抑制IL-1β诱导的ARPE-19细胞蛋白分泌、单核细胞趋化蛋白-1（MCP-1）mRNA的表达[11]。

综上所述，NF-κB可通过调节细胞因子和趋化因子的基因和蛋白表达影响炎症过程，抑制NF-κB通路可抑制炎症基因的表达，因此Nepetin有望成为治疗AMD的一种新的研究方向。

2.2 NF-κB与新生血管形成 脉络膜新生血管（CNV）是导致AMD患者失明的主要原因。 NF-κB参与新生血管生成的各个环节，相关生长因子参与血管生成的控制，其中血管内皮生长因子（VEGF）是血管生成的主要调节因子。视网膜细胞中VEGF的诱导可由年龄相关的氧化应激和炎症引起。 NF-κB作为血管生成的调节因子，上调血管生成因子如白细胞介素-8（IL-8）、 CC趋化因子（CCL2）、 VEGF水平，促进新生血管生长。 VEGF的产生及多种促炎基因产物（如CCL2、 ICAM-1、 IL-1β、 IL-8）的激活，均受NF-κB的调控。

2.2.1 NF-κB在AMD中促进新生血管形成 NF-κB通路参与CNV的形成， VEGF的表达受NF-κB调控。在缺氧状态下，活化的NF-κB可使VEGF mRN A呈高表达，为新生血管的生长提供有利条件[25]。有研究指出，血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）已被证实为受NF-κB通路调控的下游靶基因， NF-κB能直接结合VEGFR2上游启动子并激活其转录[26]。 NF-κB还可在TNF-α的刺激下，中度上调VEGF mRNA的表达，进而在人微血管细胞中形成血管样结构。 NF-κB在低氧的情况下，可诱导IL-8高表达，从而参与新生血管的形成。高迁移率族蛋白B1（HMGB1）可通过NF-κB通路诱导视网膜血管内皮细胞凋亡，形成非灌注区，进而诱导血管代偿性增殖，增加新生血管形成[27]。胆固醇晶体可通过激活NF-κB途径诱导前IL-1β、 IL-6、IL-8的表达，促进CNV的发展。

2.2.2 抑制NF-κB可抑制新生血管形成 NF-κB是COX-2的上游介质，可促进人脉络膜新生血管膜中的COX-2表达，而抑制NF-κB信号通路可降低Aβ1-42诱导的RPE细胞中的COX-2表达[18]。有研究表明，双氢青蒿素（DHA）能特异性地降低VEGFR2的表达，而VEGFR2的下调是通过NF-κB通路介导[28]。 DHA可增加内皮细胞中IκB-α，抑制NF-κB的p65核易位，从而抑制NF-κB的激活。此外， DHA可通过NFκB结合基序降低VEGFR2启动子活性。有研究指出， NFκB抑制剂吡咯二硫代氨基甲酸乙酯（PDTC）能抑制NFκB并使VEGFR2下调[29]。有研究指出，机体处于缺氧状态可以激活NF-κB通路，从而诱导新生血管的参与因子IL-8的表达； PDTC可降低IL-8的表达，提示抑制NF-κB的激活，可抑制新生血管的形成[29]。

综上所述，NF-κB的活化会引起VEGF的高表达，增加新生血管形成。因此，通过抑制NF-κB通路，可能为预防CNV开辟新途径。

2.3 NF-κB与AMD中氧化应激的关系 氧化应激是机体活性氧成分与抗氧化系统之间平衡失调引起的适应性反应。当细胞产生的活性氧（ROS）超过其抗氧化能力承受范围时，会导致机体出现氧化应激状态。 NF-κB通路能反映机体外部和内部细胞危险信号，如氧化应激和免疫激活[30]。 NF-κB通路具有抗氧化和促氧化的作用。 NF-κB蛋白复合物通过与抑制蛋白（如IκBα、 IκBβ等）结合在细胞质中保持非活性状态。当机体发生应激刺激（如氧化应激）时， IκB激酶被激活，进而使磷酸化IκB蛋白受泛素-蛋白酶体系统降解。氧化应激相关的病原体、氧化剂、细胞因子、趋化因子、生长因子会触发特定的受体，引起氧化应激信号级联反应，进而导致NF-κB的激活，故NF-κB被认为是一种氧化还原敏感的转录因子[31]。 p50/RelA异源二聚体作为最典型的NF-κB二聚体，与AMD中氧化应激和细胞稳态有关。有研究指出， VEGF的表达受NF-κB调控，视网膜细胞中VEGF的诱导可由年龄相关的氧化应激和炎症引起[25]。核因子红细胞2相关因子

2（NRF2）作为基本的亮氨酸拉链蛋白，可调节抗氧化蛋白的表达，进而防止损伤和炎症引发的氧化损伤。有研究证明， NRF2与NF-κB p65蛋白谷胱甘肽化诱导相关的抗炎机制关系密切，通过NRF2保护RPE细胞免受氧化应激，可为治疗AMD提供治疗靶点[32]。

相关研究表明，衰老过程可能是由NF-κB信号驱动的熵变过程，NF-κB基序是小鼠组织中与衰老相关性最强的模块[33]。长寿基因SIRT1是NF-κB转录的有效胞内抑制剂，能有效抑制炎症反应[34]。

3 小结

综上所述，NF-κB通路在AMD发生、发展的病理过程中起重要作用，但其作用机制尚未被完全证明。NF-κB通路在AMD的炎症牵涉的上下游通路具有较多细胞因子，且NF-κB、IκB家族成员复杂，这均增加该通路在AMD研究领域的困难。未来临床对于NF-κB通路的研究，可聚焦在NF-κB通路抑制剂的研发，通过阻断NF-κB通路的活性抑制AMD的炎症反应、调节免疫应答和细胞凋亡过程，从而达到治疗AMD的目的。

参考文献

中华医学会眼科学分会眼底病学组，中国医师协会眼科医师分会眼底病学组.中国年龄相关性黄斑变性临床诊疗指南（2023年）[J].中华眼科杂志， 2023， 59（5）： 347-366．

SCHULTZ N M， BHARDWAJ S， BARCLAY C， et al. Global burden of dry age-related macular degeneration： A targeted literature review[J]. Clin Ther， 2021， 43（10）： 1792-1818.

张敬法，赵珍珍.湿性年龄相关性黄斑变性发病机制及治疗[J].眼科新进展， 2022， 42（2）： 85-98.

楼红，李志坚. NF-κB在眼科领域的研究进展[J].国际眼科杂志， 2017， 17（2）： 266-269.

石勤业，郭剑，徐建红.核转录因子κB及其抑制因子研究[J].医学信息， 2020， 33（22）： 45-47， 54.

DURAND J K， BALDWIN A S. Targeting IKK and NF-κB for therapy[J]. Adv Protein Chem Struct Biol， 2017， 107： 77-115．

MITCHELL S， VARGAS J， HOFFMANN A. Signaling via the NFκB system[J]. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med， 2016， 8（3）： 227-241.

KARIN M， YAMAMOTO Y， WANG Q M. The IKK NF-kappa B system： A treasure trove for drug development[J]. Nat Rev Drug Discov， 2004， 3（1）： 17-26.

FAGERLUND R， BEHAR M， FORTMANN K T， et al. Anatomy of a negative feedback loop： The case of IκBα[J]. J R Soc Interface， 2015， 12（110）： 262.

王燕，袁远，吕佳，等.杞黄颗粒对H2O2诱导的人视网膜色素上皮细胞炎症损伤的保护作用[J].眼科新进展， 2021， 41（1）： 23-27.

胡艳滨，苏九妹，高军.线粒体损伤在眼科相关疾病中的研究进展[J].医学理论与实践， 2021， 34（6）： 932-934.

周雅琪，亢泽峰.补体旁路途径在年龄相关性黄斑变性中作用的研究进展[J].中国中医眼科杂志，2020，30（12）：900-903.

CHEN X， HAN R， HAO P， et al. Nepetin inhibits IL-1β induced inflammation via NF-κB and MAPKs signaling pathways in ARPE-19 cells[J]. Biomed Pharmacother， 2018， 101： 87-93.

姚宏波，张可爽，王蕾，等.胰淀素调节Aβ对阿尔茨海默病及年龄相关性黄斑变性小鼠的影响[J].中国老年学杂志， 2024， 44（11）： 2719-2723.

LIU R T， WANG A， TO E， et al. Vinpocetine inhibits amyloid-beta induced activation of NF-κB， NLRP3 inflammasome and cytokine production in retinal pigment epithelial cells[J]. Exp Eye Res， 2014， 127： 49-58.

VARINTHRA P， HUANG S P， CHOMPOOPONG S， et al. 4-（Phenylsulfanyl） butan-2-one attenuates the inflammatory response induced by Amyloid-β oligomers in retinal pigment epithelium cells[J]. Mar Drugs， 2020， 19（1）： 1.

李维义，曹静，王国荣，等.姜黄素对视网膜缺血再灌注损伤大鼠IL-17、IL-23、IL-1β、TNF-α及NF-κB表达的影响[J].现代生物医学进展， 2019， 19（3）： 425-428， 485.

CHEN L， BAI Y， ZHAO M， et al. TLR4 inhibitor attenuates amyloid-β-induced angiogenic and inflammatory factors in ARPE-19 cells： Implications for age-related macular degeneration[J]. Mol Med Rep， 2016， 13（4）： 3249-3256.

郑慧丽，朱悦，王颖异，等.年龄相关性黄斑变性中玻璃膜疣形成的病理机制及中西医防治策略[J].中国药理学与毒理学杂志， 2021， 35（7）： 531-542.

ZHAO T， GAO J， VAN J， et al. Age-related increases in amyloid beta and membrane attack complex： Evidence of inflammasome activation in the rodent eye[J]. J Neuroinflammation， 2015， 12（1）： 121.

李鑫洳，沈婷，郑青青，等. NLRP3炎症小体在年龄相关性黄斑变性发病机制中的研究进展[J].浙江中西医结合杂志， 2023， 33（4）： 389-392.

CHUNG H Y， CESARI M， ANTON S， et al. Molecular inflammation： Underpinnings of aging and age-related diseases[J]. Ageing Res Rev， 2009， 8（1）： 18-30.

ARMOZA A， HAIM Y， BASHIRI A， et al. Tomato extract and the carotenoids lycopene and lutein improve endothelial function and attenuate inflammatory NF-κB signaling in endothelial cells[J].J Hypertens， 2013， 31（3）： 521-529.

YANG P M， WU Z Z， ZHANG Y Q， et al. Lycopene inhibits ICAM-1 expression and NF-κB activation by Nrf2-regulated cell redox state in human retinal pigment epithelial cells[J]. Life Sci， 2016， 155： 94-101.

伦英俊，陈晨，高宏程，等. TLR4/NF-κB通道在糖尿病视网膜病变中的作用[J].山东大学耳鼻喉眼学报， 2024， 38（2）： 163-168.

曹明芳，江蕊，张文贤，等.脉络膜新生血管模型大鼠视网膜核转录因子-κB p65、血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子表达的变化[J].眼科新进展， 2016， 36（7）： 615-617， 625.

LIANG W J， YANG H W， LIU H N， et al. HMGB1 upregulates NF-kB by inhibiting IKB-α and associates with diabetic retinopathy[J]. Life Sci， 2020， 241： 117146.

DONG F， ZHOU X， LI C， et al. Dihydroartemisinin targets VEGFR2 via the NF-κB pathway in endothelial cells to inhibit angiogenesis[J].Cancer Biol Ther， 2014， 15（11）： 1479-1488.

薛晓彤，曹明芳. NF-κB在糖尿病视网膜病变中的研究进展[J].中医临床研究， 2020， 12（7）： 146-148.

刘旭，万鹏飞，杨维佳，等. PDE2A通过影响脉络膜血管生成和NADPH氧化酶/ROS/NF-κB通路参与年龄相关性黄斑变性[J].现代生物医学进展， 2023， 23（6）： 1033-1040.

BARNES P J， KARIN M. Nuclear factor-kappaB： A pivotal transcription factor in chronic inflammatory diseases[J]. N Engl J Med， 1997， 336（15）： 1066-1071.

LIAO B C， HSIEH C W， LIN Y C， et al. The glutaredoxin/glutathione system modulates NF-kappaB activity by glutathionylation of p65 in cinnamaldehyde-treated endothelial cells[J]. Toxicol Sci， 2010， 116（1）： 151-163.

ADLER A S， SINHA S， KAWAHARA T L， et al. Motif module map reveals enforcement of aging by continual NF-kappaB activity[J]. Genes Dev， 2007， 21（24）： 3244-3257.

潘英芬，金延强，刘艳雪，等.番茄红素调节AMPK/SIRT1/NF-κB信号通路对过敏性结膜炎小鼠的治疗作用[J].国际检验医学杂志， 2023， 44（11）： 1328-1333.

1基金项目：广东省中医药局科研课题（编号：20221182）

作者简介：袁远，硕士研究生，主治医师，研究方向：眼科疾病的诊疗。

通信作者：王燕，博士研究生，副主任医师，研究方向：眼科疾病的诊疗。E-mail：drwang321@qq.com