Progress in Nuclear factor-κB<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

徐雪　金海龙　王保国
中国医学科学院首都医科大学附属北京天坛医院麻醉科，北京 100050

Xue Xu, Hai-long Jin, Bao-guo Wang
Department of Anesthesiology, Beijing Tiantan Hospital, Affiliate of Capital University of Medical Sciences, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100050，China

　　　　　　　　　　　　　　ABSTRACT
　　Nuclear factor-κB is a key factor of transcription regulation, which existed in eukaryotic cell widespread, took part in polygene expression and control, had effect on growth, differentiation, apoptosis, carcinomatous change and ontogenesis of cell. Nuclear factor-κB also possessed double role of disease. At present, it was a focus of therapeutics through changing the activity of Nuclear factor-KB.
　　Key words: Transcription factor; biology function; therapy
　　Corresponding author: Bao-guo Wang, MD; E-mail: wbgttyy@sina.com

1986年Sen和Baltimoer首先从成熟B淋巴细胞核提取物中检测到一种能与免疫球蛋白K轻链基因增强子κB序列(GCGACTTTC)特异结合的核蛋白因子，称之为NF-κB ^[1]。在免疫、应激反应、炎症、细胞凋亡和重要脏器缺血再灌注损伤等方面具有重要作用。

一.NF-κB生物学特征
　　1. NF-κB的结构
　　NF-κB是由一组结构上相关联的蛋白质家族组成， 这些蛋白都有一个300个氨基酸组成的氨基末端，称为Rel同源区(Rel homology domain)，包括DNA结合部位、二聚体化部位、κB抑制蛋白(IκB)结合区及核定位序列。Rel家族蛋白成员之间可形成多种同源或异源二聚体，不同的组合形成功能不同的NF-κB。一般情况下，NF-κB与IκB家族成员形成复合体， 不同二聚体可识别细微不同的DNA靶目标，从而使NF-κB亚单位对不同调节基因的表达能力得以提高，由p50和RelA(p65)亚基形成的二聚体是NF-κB最常见的活化形式，也是最丰富的二聚体，几乎存在于所有细胞中发挥生理作用。其中，p50/RelA、p50/CRel激活转录，而p50/p50、p52/p52抑制转录。
　　2.NF-κB的激活与失活
　　细胞处于静息状态时，NF-κB与IκB形成复合物，以无活性的三聚体形式驻留在胞质内。当细胞受到多种刺激，如肿瘤坏死因子(TNF)、白细胞介素 1(IL-1)、脂多糖(LPS)、病毒感染(如疱疹病毒、巨细胞病毒)、促有丝分裂因子、磷脂和糖脂、此外活性氧、血管壁切应力、紫外线辐射等均可通过第二信使将信号传至胞质， 可激活NF-κB，使IκB被迅速磷酸化，经过短暂的泛素化修饰后被蛋白酶降解； NF-κB活性调控可通过多个环节，如IκB磷酸化酶系及其上游途径；NF-κB的不同亚单位组成以及辅因子CBP的竞争结合等。其中NF-ΚB激活与肿瘤坏死因子(TNF-a )、白介素1p(IL-1)存在正反馈调节，与IκB和P105存在负反馈调节。在免疫及炎症反应中起着重要的作用。抑制NF-κB的过度表达可阻断其靶基因产物的产生，因此，NF-κB已成为治疗和干预某些疾病的重要靶点。
　　3.NF-κB的生物学功能
　　活化的NF-κB可单独或与其他转录因子协同，对众多基因尤其是涉及炎症和免疫反应等方面的基因表达起着关键性的调控作用^[2]，从而诱导许多因子的转录，NF-κB调控的因子包括：①细胞因子TNFα，IL-1β，IL-2和IL- 6等；②趋化因子IL-8，巨噬细胞趋化性肽；③血管细胞粘附分子 1，细胞间粘附分子 1，E选择素；④急性反应期蛋白C反应蛋白，补体Bf、C3，α1 酸性蛋白；⑤生长因子IL-3，巨细胞集落刺激因子，粒细胞集落刺激因子。⑥免疫受体：免疫球蛋白κ轻链、T细胞受体β链；⑦诱导性一氧化氮合酶、Ⅱ型环氧酶、12 脂氧酶，磷脂酶A2；⑧组织因子；⑨转录因子IκBα，p105，p100，ｃRel，Bcl-3，此外，NF-κB也参与细胞的周期调控。而且，NF-κB的这种作用具有动员迅速、反应灵敏和有效的特点，从而以直接或间接的方式调节机体的生理和病理反应。
　　4.NF-κB的靶基因
　　NF-κB是一种普遍存在的转录因子，在许多免疫和炎症反应的调节中起着重要作用，参与了其中多种效应分子，在神经系统NF-κB的靶基因多位于脑血管内皮细胞、神经细胞和胶质细胞。这些基因所表达的因子包括：血管细胞黏附分子 1(VCAM1)、细胞间黏附分子 1(ICAM1)、内皮细胞白细胞黏附分子 1(ELAM1)、组织因子(TF)、白细胞介素 6(IL-6)、白细胞介素 8(IL-8)、细胞原癌基因(ｃ-myc)、巨噬细胞菌落刺激因子、单核细胞趋化蛋白 1、一氧化氮合酶和血管紧张素等，其基因增强子中均含有与NF-κB的结合位点。特定基因的转录一般需要多个转录因子的协同作用，在许多转录因子的启动子和增强子序列中也发现了NF-κB结合位点，这样，NF-κB通过活化其他转录因子进一步推动细胞的基因表达，包括在细胞生长控制中起重要作用的转录因子c-myc，以及NF-κB家族成员p105/p50， c-Rel， Rel B等。

二.NF-κB与脑缺血再灌注损伤
　　1.NF-κB与脑缺血再灌注损伤
　　在脑缺血中，随着脑血流的中断或减少、神经细胞缺血缺氧、谷氨酸过度释放、细胞内钙超载、一氧化氮产生、磷酸酶激活、自由基产生等一系列反应都与NF-κB的活化关系密切相关。其中活性氧和细胞钙内流的增加是激活NF-κB最重要的诱发因素。再灌注时的炎症反应促进了继发性脑损害， 导致NF-κB的激活。许多研究表明，缺血时神经细胞、脑血管内皮细胞和胶质细胞中的NF-κB活化。NF-κB的活化可促使黏附分子、即早基因、细胞表面受体和细胞因子表达，再灌注时血管内皮细胞NF-κB活化使ICAM1表达上调。 Clemens^[3]在实验中观察到大鼠急性脑缺血后，NF-κB在海马CA1区被活化，前脑缺血/复灌几天之后，NF-κB的活性仍持续性增高，这种增高在胶质细胞中更为明显。对新生大鼠海马神经元和胶质细胞用黄嗓吟氧化酶或FeSO4处理，免疫细胞化学检测发现预处理后4小时NF-κB活性升高^[4]。以上结果均表明脑缺血再灌注损伤和氧化应激均可诱导NF-κB的活化，从而诱导相关基因的表达。关于NF-κB活性的增高对脑具有保护作用还是损伤作用，意见不统一。多数学者用抗氧化剂，如LY341122或蛋白酶阻滞剂(CVT634)或乙酰半胱氨酸处理缺血灶均可抑制NF-κB活性，缩小梗死体积^[5]。但也有研究表明：半暗带中c-fos基因表达和HSP70的合成有助于神经元存活^[6]，而在缺乏HSP70的半暗带中发现NF-κB活化，并导致细胞死亡^[7]。Hickenbotton等^[8]在大鼠的脑出血模型中发现，在出血后1小时后出现了炎性反应，而且随着时间的推移，NF-κB在出血侧半球分布范围也越来越广泛，在不同的区域，活化的NF-κB组成亚基也不同，表明其转录调节的基因也不同，同时还发现TUNEL阳性细胞，表明NF-κB的激活与细胞死亡有关。 Nurmi等研究者^[9]对P50基因缺失的小鼠行持续大脑中动脉（pMCAO）栓塞后，NF-κB的转录活性增加了近260％，而应用了NF-κB的阻滞剂PDTC后，NF-κB的转录活性被完全被阻断。由此推测认为在中风的病人NF-κB被激活，NF-κB的活性增加会导致更持久的大脑中动脉栓塞。NF-κB既介导细胞保护又介导损伤的原因与其下游靶基因不同有关，另外，细胞和周围环境不同也会诱生NF-κB对机体的不同作用。一般认为短暂的、低水平的NF-κB激活在海马神经元促进保护因子的产生起保护作用，而持续的NF-κB激活则起损伤作用。
　　2.NF- κB与心肌缺血再灌注损伤
　　心肌缺血损伤时，血管内皮细胞首先受到刺激，NF-κB被激活，启动多种物质的表达，包括TNFα、VCAM1等，在这些递质的作用下，白细胞在缺血区血管中粘附、聚集，造成管腔阻塞。同时，这些递质又促使白细胞穿内皮迁移，浸润并损伤心肌。聚集的白细胞又进一步释放炎性递质、氧自由基等加重缺血，造成血管及心肌损伤。另外，在上述过程中产生的递质如TNFα、IL-1α等又是NF-κB的强诱导剂，会进一步激活NF-κB，形成恶性循环，加重缺血损伤的程度。据报道^[10]在Wistar鼠心肌梗死实验中发现，心肌缺血诱发丝裂素活化蛋白激酶活性增高，通过丝裂素活化蛋白激酶信号激活NF-κB和活化蛋白 1，促进转化生长因子 1βmRNA表达，缺血心肌Ⅰ型和Ⅲ型胶原增多，表明NF-κB活化参与了心肌梗死后的心室重构进程。Valen等发现^[11]，不稳定性心绞痛患者右心房活检组织NF-κB和活化蛋白 1的活性显著高于稳定性心绞痛或4天以上无胸痛发作的患者，推测NF-κB和活化蛋白 1激活与缺血诱发心肌细胞炎症反应有关。

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