徐曉琳，田春艷，耿云峰，王偉龍，張杰彪，鞠吉雨，趙春玲

(1濰坊醫(yī)學院山東省高校生物藥物重點實驗室，山東濰坊 261053；2軍事科學院軍事醫(yī)學研究院生命組學研究所；3濰坊醫(yī)學院山東省高校免疫學重點實驗室)

核因子κB(NF-κB)是一種能與免疫球蛋白κ輕鏈基因增強子κB序列(GGG ACT TTC)特異結合的核蛋白因子。在哺乳動物細胞中，轉錄因子 NF-κB家族迄今為止共發(fā)現(xiàn)5個結構相關蛋白，包括：p65(RelA)、RelB、c-Rel、p105/p50 (NF-κB1)和p100/p52 (NF-κB2)[1]。它們可以形成異源或同源二聚體，從而結合靶DNA并誘導不同的靶基因的表達[2]。RelA(也稱為p65)、RelB和c-Rel等三個Rel成員可正調節(jié)基因表達。另外兩個成員p105和p100(p50和p52的前體蛋白)含有相似的C末端錨蛋白重復序列，此部分能夠抑制NF-κB異源二聚體與DNA結合和核定位而負調控NF-κB的功能[3]。p50和p52的二聚體不含反式激活域，與NF-κB元件結合，作為轉錄抑制因子發(fā)揮作用[4]。當p50或p52與具有反式激活結構域的家族成員(如p65或RelB)結合時，發(fā)揮轉錄激活因子的功能。

目前NF-κB信號通路的激活主要有經典和非經典(或替代)途徑。經典途徑的激活依賴IκB激酶(IKK)，包括IKKα和IKKβ和至少一種非催化輔助蛋白(NEMO)的IKK 復合物，促進IκB磷酸化和K-48連接的泛素化，經蛋白酶體途經降解[5]。經典途徑的激活通常與抗細胞凋亡相關，能夠促進腫瘤發(fā)生發(fā)展，同時還涉及慢性炎性疾病如類風濕性關節(jié)炎、炎性腸病和哮喘的發(fā)病。與經典的NF-κB信號傳導途徑相反，NF-κB活化的替代途徑信號傳導是緩慢的(在數(shù)小時內激活)，不依賴于IKKβ和NEMO的活性。細胞受到刺激后，激活非經典途徑中的上游激酶：NF-κB誘導激酶(NIK)[6]，激活的NIK磷酸化并激活IKKα復合物，進而磷酸化p100，促進 p52/RelB活性異源二聚體的加工和釋放，p52/RelB二聚體易位至細胞核并激活其靶基因[7]。p100的磷酸化和加工是非經典NF-κB信號途徑中的關鍵步驟。在正常生理條件下，非經典途徑涉及多種生物過程，包括淋巴器官發(fā)生、B細胞成熟、破骨細胞分化和其他免疫細胞的各種功能。NF-κB活化是誘導性和瞬時過程。NF-κB參與激活免疫和炎癥反應，也參與調節(jié)黏附、血管生成、自噬、能量代謝、衰老和誘導細胞增殖和存活[8]。在腫瘤細胞中，不同類型的分子改變可能導致NF-κB活化的調節(jié)異常。多種實驗模型和人類病例研究[9]均證實了NF-κB信號通路異常與癌癥的發(fā)生、發(fā)展密切相關。乳腺癌、宮頸癌是常見的女性惡性腫瘤，近年發(fā)病率均逐年升高?，F(xiàn)將NF-κB信號通路在宮頸癌、乳腺癌發(fā)生、發(fā)展中作用機制及其在靶向藥物治療中的作用機制的最新研究進展綜述如下。

1 NF-κB信號通路在宮頸癌發(fā)生、發(fā)展中的作用機制

Dam等[10]研究發(fā)現(xiàn)，確定了MYC信號傳導、細胞周期失調、TGF-β和NF-κB信號傳導、MAPK信號傳導以及染色質建模這5個信號模塊相關的蛋白質—蛋白質相互作用PPI網絡在宮頸癌發(fā)生中的重要功能，提示NF-κB信號通路的異常激活與宮頸癌的發(fā)生密切相關。

早期研究[11]表明，高風險HPV癌蛋白調節(jié)NF-κB靶基因的表達，干預NF-κB活化,表明NF-κB信號傳導的抑制是HPV誘導的癌癥中有意義的治療靶標。Hussain等[12]證明來自皮膚HPV38的E6和E7蛋白激活經典的NF-κB信號通路，上調抗凋亡基因cIAP1、cIAP2和xIAP的表達，并有效抑制TNF或UV介導細胞凋亡。Kim等[13]報道，HPV16 E5癌蛋白通過激活NF-κB信號傳導來上調環(huán)氧合酶-2(COX-2)。COX-2通過增加淋巴結轉移和對放射療法誘導的細胞凋亡的抗性而在宮頸癌進展中起作用。Vandermark 等[14]發(fā)現(xiàn)宮頸細胞的永生化降低了NF-κB活性和特異性NF-κB響應基因的表達。E6和E7蛋白顯著抑制從宮頸轉化區(qū)(也就是大多數(shù)宮頸癌發(fā)展的區(qū)域中)細胞的NF-κB活性和TNF-α誘導的NF-κB活性。抑制NF-κB刺激HPV-16誘導的細胞增殖和細胞從轉化區(qū)永生化。因此，NF-κB也具有在宮頸細胞中充當腫瘤抑制劑的潛力。

同時，在宮頸癌發(fā)生過程中，NF-κB信號通路的激活通過不同的作用機制具有相反的功能。有研究[15]表明宮頸癌中，NF-κB介導囊性纖維化跨膜傳導調節(jié)因子(CFTR)的表達。CFTR從正常組織到癌癥標本的CFTR和NF-κB的表達水平逐漸增加。NF-κB與CFTR之間的相互作用可能參與了宮頸癌的發(fā)生，CFTR對NF-κB介導的先天免疫的負面影響可能是宮頸癌惡性程度增加的原因。

在形成高級別的上皮內瘤和宮頸癌期間，NF-κB再次結構性激活[16]。宮頸原位癌的癌變等級與細胞質NF-κB表達水平之間存在線性關系。這表明在宮頸癌的進展過程中NF-κB的促腫瘤作用。在正常宮頸組織和低度鱗狀上皮內病變(LSIL)中，p50、p65(RelA)和IκBα定位于胞質溶膠中，在高級SIL和鱗狀細胞癌(SCC)中NF-κB易位至細胞核。

NF-κB活化還可誘導激活誘導胞苷脫氨酶(AID)和APOBEC的表達，從而提供NF-κB途徑與宮頸癌誘變特征之間的機制聯(lián)系。AID/APOBEC家族通過誘導由于DNA脫氨活性所帶來的基因組損傷，是癌癥發(fā)展和癌癥克隆進化的重要因素[17]。失調的AID活性可能誘發(fā)乳腺癌、卵巢癌等其他類型癌癥。APOBEC酶是防御病毒感染的重要參與者，是PI3K誘變和HPV誘導轉化的關鍵驅動因素，也是宮頸癌發(fā)展的重要參與者[18]。而經典的NF-κB途徑在包括宮頸癌細胞等各種癌細胞類型中對APOBEC3B的轉錄調節(jié)起重要作用[19]。Leonard等[20]研究發(fā)現(xiàn)，非經典的NF-κB信號途徑中的RelB能夠募集到APOBEC3B的啟動子區(qū)，繼而激活蛋白激酶C(PKC)，特異性地誘導APOBEC3B的表達。APOBEC3B在大多數(shù)原發(fā)性乳腺腫瘤和乳腺癌細胞系中也是過表達的[21]。因此抑制NF-κB有可能用于逆轉對放射療法和全身性抗癌藥物的抗性。

2 NF-κB信號通路在乳腺癌發(fā)生、發(fā)展中的作用機制

在乳腺癌中，HPV蛋白還能夠與乳腺癌和卵巢癌易感基因-1(BRCA1)和BRCA2相互作用。在人類中，大多數(shù)BRCA1mut/+乳腺小葉顯示出明顯的核定位NF-κB的表達。BRCA1-/-腔祖細胞的異常增殖能力與復制相關的DNA損傷應答反應有關，損傷反應誘導的NF-κB異常激活使乳腺祖細胞的增殖永久化。炎癥和微生物感染誘導AID表達，炎癥誘導的AID是乳腺癌細胞和非轉化乳腺上皮細胞上皮細胞向間充質細胞轉變所必需的。同時，體內分析證實，內源性乳腺上皮細胞NF-κB控制著乳腺腫瘤發(fā)生中的分子遺傳途徑[22]。NF-κB調節(jié)細胞周期蛋白，特別是誘導的細胞周期蛋白D1表達，似乎是乳腺發(fā)育和乳腺癌發(fā)生的關鍵因素。

NF-κB的信號激活由可以由TNF-α受體家族的成員RANK介導。狄諾塞麥(denosumab)，是一種針對核因子-κB受體活化因子配體(RANKL)的抑制劑，可阻斷RANKL與RANK的結合，治療的BRCA1突變攜帶者的乳房活檢組織中的細胞增殖明顯減少。此外，BRCA1缺陷小鼠模型中RANKL的抑制基本上阻滯了乳腺腫瘤發(fā)生[23]。

除與乳腺的發(fā)生相關外，F(xiàn)usella 等[24]已經證明，由CHORDC1基因編碼的Morgana/chp-1在的三陰性乳腺癌(triple-negative breast cancer,TNBC)TNBC中過表達，其表達與淋巴結陽性相關。同時，F(xiàn)usella 等[25]最近證明，Morgana是IKK復合物的先前未知的組分并且對于IκBα底物識別是必需的。Morgana沉默阻斷乳腺癌小鼠模型中的轉移形成，并且該表型通過IκBα下調而恢復。通過IκBα沉默，NF-κB在下調Morgana的癌細胞中的活化完全拯救了原發(fā)性腫瘤生長和中性粒細胞募集，證明了Morgana/NF-κB信號傳導在這些事件中的因果作用。在乳腺腫瘤中，特別是TET易位酶(ten-eleven translocation)家族成員TET1已被描述為腫瘤抑制基因，其表達降低似乎促進癌癥生長和轉移[26]。Evelyne等[27]表明NF-κB激活導致TET1的抑制。此外，表觀遺傳酶，如TETs可以調節(jié)白細胞內的免疫功能[28]。因此，免疫系統(tǒng)與癌癥之間的相互作用非常重要，研究潛在的分子機制可以產生更好的治療策略。

Ras依賴性和TGF-β依賴性信號通路在晚期乳腺癌發(fā)生關鍵也取決于NF-κB活性[29]。在體外/體內模型系統(tǒng)中，NF-κB作為EMT過程的關鍵調節(jié)因子，將NF-κB鑒定為轉移的關鍵先決條件。

3 NF-κB信號通路在乳腺癌、宮頸癌治療中的作用機制

3.1 NF-κB靶向藥物治療乳腺癌、宮頸癌 基于NF-κB信號在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中的重要作用，以NF-κB為靶點的癌癥治療藥物已得到廣泛研究。白藜蘆醇、姜黃素等天然化合物可以通過抑制IKK活性的來抑制NF-κB。姜黃素納米顆粒和類似物以及宮頸癌患者的Ⅱ/Ⅲ期臨床試驗據(jù)正在進行中[30]。Kasinski等[31]發(fā)現(xiàn)姜黃素的單酮類似物，3,5-Bis(2-flurobenzylidene)piperidin-4-one (EF24)能夠迅速阻斷NF-κB的核轉位，直接誘導IκB磷酸化和降解，抑制IKK的催化活性，誘導肺癌、乳腺癌、卵巢癌和宮頸癌細胞的死亡。硼替佐米(Bortezomib, BTZ)是一種有效的、高選擇性和可逆的蛋白酶體抑制劑，可靶向細胞周期調節(jié)蛋白、未折疊蛋白反應(unfolded protein response, UPR)途徑、p53介導的細胞凋亡和DNA修復機制以及經典應激反應途徑來抑制腫瘤細胞生長，廣泛用于治療多發(fā)性骨髓瘤。BTZ能夠抑制Sp1活性并破壞Sp1/RelA的物理相互作用，從而下調NF-κB的活性[32]。因此，BTZ代表了蒽環(huán)類抗性的三陰乳腺癌患者的潛在治療策略。

盡管先前對轉移性乳腺癌患者接受硼替佐米和卡培他濱治療的Ⅰ/Ⅱ期研究中發(fā)現(xiàn)患者的中度抗腫瘤作用，但具有活化NF-κB途徑的乳腺癌患者可能受益于硼替佐米治療[32]。Trinh等[33]研究發(fā)現(xiàn)，在抗激素治療中添加蛋白酶體抑制劑導致有限數(shù)量的內分泌抗性和進行性轉移性乳腺癌患者的臨床受益率為22%。這些數(shù)據(jù)表明硼替佐米可以作為化學、內分泌或放射增敏劑發(fā)揮重要作用?；前粪奏わ@示出抑制NF-κB途徑，增加患者對細胞毒性劑、地離輻射的敏感性。IKK抑制劑、糖皮質激素、褪黑激素和黃酮類化合物也被鑒定為NF-κB抑制劑可誘導細胞凋亡。Priyadarsini等[34]研究表明，植物黃酮類化合物槲皮素，誘導p53促細胞凋亡的同時通過下調IKKβ、IκBα的磷酸化導致NF-κB失活從而強效抑制HeLa細胞中的癌癥進展。槲皮素通過p53誘導和NF-κB抑制而抑制癌癥進展的能力表明槲皮素可能是抗癌藥物設計的經典候選者。

3.2 NF-κB靶向藥物與經典化療藥物協(xié)同應用治療乳腺癌、宮頸癌 NF-κB與順鉑、卡鉑和奧沙利鉑等鉑類以及蒽環(huán)類和紫杉烷類化療耐藥性的發(fā)展密切相關[35]。SP1基因表達水平是接受佐劑阿霉素化療的TNBC患者的潛在預后標志物，RelA和SP1之間的相互作用，SP1和RelA的高表達表明TNBC的高復發(fā)率[36]。Ethiraj等[37]研究顯示，干擾素β和低劑量順鉑對人宮頸癌細胞具有協(xié)同抑制作用。干擾素β抑制NF-κB/p-Akt信號傳導并增加PARP表達，這表明抑制NF-κB/p-Akt信號通路可能在聯(lián)合治療的抗癌作用以及誘導PARP中發(fā)揮關鍵作用，干擾素β聯(lián)合低劑量順鉑可能是人宮頸癌的有效治療方法。Deshpande等[38]研究發(fā)現(xiàn)，α-亞麻酸可顯著抑制宮頸癌細胞的遷移，同時降低VEGF、MMP-2和MMP-9蛋白的表達，降低pERK1/2、c-JUN、NF-κB和COX2蛋白的達。最重要的是，降低了HPV癌蛋白E6和E7的表達，導致腫瘤抑制蛋白p53和Rb的表達恢復。Bai等[39]從腫瘤進展入手發(fā)現(xiàn)RCE-4(Reineckia carnea的主要活性成分)可通過抑制PI3K/Akt/mTOR信號通路磷酸化和NF-κB活化，促進HeLa細胞的凋亡。一種新型4,6-二取代-1,2,4-三唑并-1,3,4-噻二唑衍生物(4,6-substituted1,2,4-triazolo-1,3,4-thiadiazole derivatives, CBTT)被證明通過消除NF-κB激活級聯(lián)反應顯著抑制宮頸癌SiHa細胞的侵襲，并增強TNF-α的凋亡作用[40]。

綜上所述，惡性腫瘤的發(fā)生和發(fā)展是一個多因素作用、多基因參與、多階段形成的十分復雜的生物學現(xiàn)象。NF-κB信號通路在復雜的炎癥細胞因子網絡中起著關鍵作用，在細胞增殖、分化、凋亡以及腫瘤的發(fā)生發(fā)展中也扮演著重要角色。NF-κB途徑在抑制細胞凋亡，腫瘤促進和進展中的關鍵作用及NF-κB在大量上皮和惡性血液病中組成性激活。NF-κB可通過經典與非經典途徑抑制腫瘤細胞的凋亡。在宮頸癌發(fā)生過程中，NF-κB信號通路可通過激活不同的作用機制具有相反的功能。NF-κB與CFTR的相互作用可能參與宮頸癌的發(fā)生。細胞質NF-κB表達水平可能與宮頸原位癌的癌變等級有關。NF-κB信號通路可通過誘導AID及APOBEC表達、調節(jié)細胞周期蛋白、調節(jié)癌癥—微環(huán)境、抑制TET易位酶TET1表達，促進乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展。藜蘆醇、姜黃—素等天然化合物可以通過抑制IKK活性的來抑制NF-κB，抑制乳腺癌細胞的增殖。硼替佐米、槲皮素可通過下調NF-κB的活性來抑制乳腺癌、宮頸癌的發(fā)生、發(fā)展?；前粪奏?、糖皮質激素、褪黑激素等可通過抑制NF-κB途徑，增加乳腺癌、宮頸癌患者對細胞毒性劑及地離輻射的敏感性。NF-κB靶向藥物可與經典化療藥物協(xié)同應用治療乳腺癌、宮頸癌，干擾素β聯(lián)合低劑量順鉑聯(lián)合應用治療宮頸癌效果較好。