核因子-κB的作用及在心血管疾病治疗中的研究进展
【摘要】 核因子-κB （NF-κB）是一种参与了多种心血管疾病的病理生理过程且具有基因转录多项调控作用的转录因子。NF—κB存在于心肌细胞、血管平滑肌细胞及内皮细胞中，参与多种心血管疾病的发生、。适当地抑制NF-κB的活化对于心血管疾病的具有积极的作用。NF-κB已经引起心血管领域的广泛关注，各学者正进一步研究其在心血管疾病发生、发展不同阶段的活化特征及程度，如何更安全、更有效地进行适度干预将成为今后研究的主要方向。
【关键词】 核因子-κB；心血管疾病；基因转录;调控因子
核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)是1986年由美国麻省理工学院癌症研究中心的Bltimore和麻省Whitehead生物医学研究所的Rwiansen发现的。他们在成熟B细胞和浆细胞中发现的这种蛋白能与免疫球蛋白K轻链内含增强子的特异性序列结合。该序列由10个核苷酸组成(5'-GGGACTTTCC-3')，命名为κB。1996年Baeuerie等[1]的研究显示，NF—κB能与调控免疫应答、炎症反应、细胞分化和生长、细胞黏附和细胞凋亡所必需的许多细胞因子、黏附因子等基因启动子或增强子部位的κB位点发生特异性结合。它启动和调节这些基因的转录，在机体的免疫应答、炎症反应和细胞的生长发育等方面发挥重要作用。现检索相关对核因子-κB的作用以及在心血管疾病治疗中的研究进展作一综述。
1 核因子-κB的组成结构及生物学特性
NF-κB是由NF-κB／Rel蛋白家族的两个亚基组成的二聚体蛋白质，几乎存在于所有细胞中。Siebenlist等[2]的研究表明，核因子-κB家族包括NF一κB1（p50）、NF一κB2(p52)、RelA(p65)、RelB和c-Rel，其共同特点是拥有由300个氨基酸组成的高度保守的Rel同源结构域。其RHD内含DNA结合区，二聚化区和核定位序列，分别具有与DNA—κB序列结台、与同源或异源亚基二聚化以及与NF—κB抑制蛋白(IκB)家族成员相互作用并携带核定位信号(NLS)，参与活化的NF-κB 由细胞质向细胞核迅速移动等功能[3]。P65与P50或c-Rel组成的复合物是最常见的异形二聚物，也是NF-κB的活化形式，故也通常将NF-κB定义为p5O／p65异源二聚体。
目前有较多文献报道生物体细胞在静息状态时，NF-κB的p56亚基与抑制蛋白IκB (inhibitor kappaB，IκB)单体结合，而使NF-κB处于失活状态。由于覆盖了050蛋白的核定位信号，致其不能暴露，因而不具有调节基因转录的能力。当人体细胞受到某些病理因素的侵袭，如细胞因子（IL、TNF等）、病毒（流感病毒、柯萨奇病毒等）、脂多糖（LPS）、双链RNA、活性氧自由基、紫外线等，就可导致NF-κB激活。主要是通过多种信号通路或激酶使IKB如IκB如IκBaN端调节区的Ser32／36磷酸化，随后该区赖氨酸碱基发生遍在蛋白化(ubiquitin)并在蛋白酶小体(proteasome)的作用下发生裂解，从而NF-κB二聚体发生核移位。入核的NF-κB二聚体与基因上的κB位点发生特异性结合，从而促进相关基因的转录[4，5]。基因转录后，细胞内的IκB的合成也随之启动。新合成的κB能使与DNA结合的p5O~p65二聚体失活NF-κB返回细胞质被重新利用，如此循环调控维持细胞内环境稳定[6]。
由众多激酶组成的信号传导通路还不十分清楚。目前已证实IκB激酶(IκK)是最关键的激酶，它包括IκKα和IκKβ，可分别使IκBα的ser32／36，IκBβ的ser19／23磷酸化。结合lee等[7]的发现可大致推测NF-κB活化的信号传导过程为：外界刺激作用于细胞，经复杂跨膜信号传递作用于Ras蛋白。Ras蛋白酶及NIK（NF-κBinducing Kinase，丝裂素活化蛋白激酶家族成员，MAPKKK）／NEκK 1（另一个MAPKKK成员）激活，从而诱使IκK特异位点丝氨酸磷酸化。激活的IκK与蛋白酶小体使IκB磷酸化并从NF-κB—IκB复合物解聚，NF-κB活化并核易位。
2 核因子-κB与心血管疾病的关系
新近研究发现，NF-κB与多种心血管疾病如心功能不全、冠心病、动脉粥样硬化、缺血-再灌注损伤以及严重创伤、烧伤、SIRS、MODS等继发性心血管功能损害的发生和发展均有密切的关系。
2．1 NF-κB与心功能不全的关系 心功能不全是一种严重的心血管疾病。无论有无症状的心力衰竭，都会对人的健康乃至生命构成严重威胁，近些年的研究表明，NF-κB介导的炎症及与凋亡的关系在心力衰竭的整个病程中都发挥着重要的作用。
以细胞因子(CK)升高为标志的免疫激活和细胞因子之间调控紊乱在心力衰竭中的作用十分重要。TNF-α能降低左室功能，导致心肌肥厚、肺水肿、左室重塑及导致代谢消耗、微血管内凝血、低血压和发热[8]。因此TNF-α与心功能不全特别是充血性心力衰竭有十分密切的关系。IL-1 可引起心肌细胞肥大，有负性肌力作用。IL-6的分泌与TNF-α和IL-1直接相关[9]。而NF-κB是一种活跃的转录因子，参与多种炎症介质和细胞因子基因的表达调控，故成为炎症性疾病的关键因子之一。在静息状态下NF-κB与其天然抑制因子IκB结合存在于胞质内，对诸多靶基因不发挥调控作用。当细胞受到刺激后IκB被磷酸化，随之被泛素化蛋白小体降解释放NF-κB进入胞核，NF-κB结合与靶基因启动子上的顺式作用元件，从而促使基因表达形成并放大炎症反应[10]，刺激炎症性细胞因子的分泌。刘东华等[11]通过病例对照分析，采用免疫组化等方法检测到充血性心力衰竭患者NF-κB表达增高，细胞因子TNF-α、IL-l、IL-6分泌增多。并认为在充血性心力衰竭，可能通过NF-κB表达的上调促进细胞因子TNF-α、IL-l、IL-6的分泌。
从国外的一些研究来看，Greenberg在20世纪90年代心肌重塑理论有一定的影响力。他指出心力衰竭的决定性机制是心肌重塑。而引起心肌重塑的主要因素有两类即血流动力学和神经内分泌—细胞因子系统。神经内分泌—细胞因子系统的激活对心肌重塑起关键的促发作用并且该系统的长期、慢性激活促进心肌重塑造成心功能恶化[12]。也正是由于这一理论的提出，引起了众多学者的关注。Frantz等[13]用ELISA等方法对心肌梗死后10周鼠的心肌细胞NF-κB易位情况的研究表明：在心肌梗死后心肌细胞中NF-κB慢性并持续的激活，说明在心肌重构的过程中NF-κB发挥作用。另有研究表明血管紧张素Ⅱ在其参与心肌重塑中需要激活多种核转录因子其中包括NF-κB[14]。
2．2 NF-κB与冠心病、动脉粥样硬化的关系 冠心病是一种多种危险因素共同作用所引起的疾病，从定义上说又叫冠状动脉粥样硬化性心脏病，由于动脉粥样斑块的形成，使营养心脏的冠状动脉管腔变得狭窄，造成心肌缺血。因此，两者有密切的关系。众多的研究提示炎症反应在冠心病的发生与发展中具有重要作用。Ritchie等[15]的研究表明，在冠心病不稳定性心绞痛患者血细胞中NF-κB明显被激活。而Shimizu等[16]观察心肌梗死大鼠模型发现，梗死后第3 d大鼠心肌NF-κB的核结合活性即增高7．1倍，l周后方恢复至正常水平。随之转化生长因子βl、I型和Ⅱ型胶原和转录增强，表明NF-κB活化参与了心肌梗死后的心室重构进程。
同样，有较多学者认为NF-κB也是动脉粥样硬化发生的始动机理之一。动脉粥样硬化的病理基础是单核细胞与内皮细胞黏附和向内皮下迁移及泡沫化，而细胞黏附分子—这种受NF-κB调控的因子，几乎参与单核细胞浸润与迁移的整个过程。Lindner等[17]的研究发现，小鼠内皮细胞损伤后45 min，其受损的内皮细胞核中NF-κB的p65和p50蛋白亚体含量较正常明显升高，3 h后经Northern杂交技术发现，VCAM-l mRNA及蛋白的表达增高。表明血管内皮细胞受损后先有NF-κB的激活，继之使细胞黏附分子表达增加。Brand等[18]对人类动脉粥样硬化组织学研究发现，在动脉硬化组织中有明显的NF-κB激活现象。其确切机制尚待实验进一步证实。
2．3 NF-κB与缺血-再灌注损伤的关系 心肌缺血-再灌注损伤是由再灌注后氧化应激、复氧、内质网钙离子超载、游离基、一氧化氮(NO)和内毒素等因素引起，导致多种炎性介质基因过度表达，进而造成的心肌炎症反应、损伤、凋亡和坏死[19，20]。核因子NF-κB转录调节的连结位点位于许多促炎细胞因子与免疫调节因子的启动区，其激活可以增强多种炎性介质基因的表达，因此NF-κB的激活可能是诱发再灌注损伤发生和发展的关键。 研究显示IκB磷酸化和降解而使NF-κB移位可能是心肌急性炎症反应发展的最早最关键的始动环节之一。Li等[21]观察心肌缺血再灌注模型发现，缺血4 min后IκBα蛋白即显著下降，缺血10 min后才开始逐渐恢复。而NF-κB活性相应从第5 min开始持续增高，心肌再灌注则进一步增加缺血所致的NF-κB激活效应。由于缺血再灌注时伴有大量的活性氧产生，引起了心肌IκBα的降解和NF-κB的活化，使IL-lβ、IL-6、TNF-α等的表达增加[22]。故认为氧化应激是NF-κB活化介导心肌缺血再灌注损伤的重要刺激因素。
此外缺血刺激下NF-κB既能启动细胞外信号系统，引起白细胞介导的心肌缺血—再灌注损伤，又能激活细胞内保护信号通道。即游离的NF-κB水平升高，可刺激产生它的抑制因子IκB增加，反馈抑制NF-κB的活性。Moissac等[23]用Western blot方法分析离体大鼠心脏缺血40 min后再灌注5 min后心脏变化的情况发现，40 min时心肌细胞内IκBα逐渐减少。而先经过短暂的缺血预适应则使后来缺血再灌注时心脏IκBα的降解受到抑制，从而抑制了NF-κB活化所诱导的缺血-再灌注损伤，因此认为NF-κB的抑制参与了缺血预适应对心肌产生的适应性保护作用机制。张波等[24]在山羊心脏体外循环模型上的实验也发现，心肌缺血-再灌注可激活NF-κB，引起心肌细胞的死亡，导致心脏功能障碍。而应用特异性NF-κB抑制剂二硫代氨基甲酸吡咯烷(PDTC)可抑制NF-κB的活性，减少再灌注后心肌细胞死亡，改善心功能。
2．4 NF-κB与继发性心血管功能损害的关系 严重的创伤、烧伤、严重的感染、休克等均可以诱发心血管功能障碍，主要与这些病理因素引起的机体应激反应、烧伤毒素及内毒素的释放、休克导致的缺血—再灌注损伤有关，从而不断激活机体心肌组织NF-κB活化，而诱导TNF-α等促炎细胞因子的释放，再进一步激活NF-κB，最终导致NF-κB活化正、负反馈平衡调节机制失衡[25]。
3 抑制NF-κB的活化与心血管疾病的
国内外大量的研究已经证实有效地抑制NF-κB的活性对于某些心血管疾病的治疗具有积极的作用。近年来通过抑制NF-κB的活性来治疗心血管疾病的方法主要包括促进IκB生成、减少IκB降解以及抗氧化剂的应用。腺苷、血管紧张素转移酶抑制剂(ACEI)和血管紧张素Ⅰ型受体(AT1)拮抗剂目前已广泛用于临床心血管疾病的治疗，疗效已经得到肯定。腺苷即以促进IκB生成为目的，ACEI和AT1的应用则有助于减少IκB降解。而以二硫代氨基甲酸吡咯烷(PDTC)为代表的抗氧化剂的应用也有较好的NF-κB抑制作用。
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