NF?κB与肿瘤防治药物研究进展
【关键词】 NF?κB；肿瘤防治；药物筛选
核转录因子?κB (nuclear factor?kappa B, NF?κB)通过调控多种基因的表达,参与免疫反应、炎症反应、细胞凋亡、肿瘤发生与转移等多种生物进程[1,2]。在静息状态下，NF?κB在胞浆内与其抑制因子IκBs结合形成复合物，处于非活化状态；当细胞受到各种细胞内外刺激因素的作用时，IκBs被IκB磷酸化激酶复合物（IKK）磷酸化后，与泛素蛋白结合，后经蛋白酶体降解，使得NF?κB释放出来，并进一步转位到细胞核内，处于活化状态[3]。近年来,随着分子生物学技术的,在研究NF?κB通路如何影响肿瘤细胞凋亡及如何决定其凋亡相关元件的表达增强或抑制方面已取得一定进展，而针对这些机制研究出新型的分子靶点药物也为肿瘤防治开辟了一条新的途径[4]。本文对NF?κB相关的药物研究及其作为分子靶点在药物筛选中的应用等方面作一简要的综述。
1 NF?κB活性激活剂与抑制剂
近年来，国内外药物研发机构、制药公司已经针对NF?κB展开了广泛的药物研究，发现了一系列作用于NF?κB通路的化合物，主要可以分为两大类，一类为NF?κB活性的激活剂；另一类为NF?κB活性的抑制剂。
NF?κB活性激活剂可以增强机体的免疫能力，维持机体内环境的稳定。并且，研究发现NF?κB的活化也可能有助于促进某些肿瘤细胞的凋亡[5]。具有激活NF?κB活性的因素有肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素?1（IL?1）、蓖麻毒素、扶正抑瘤颗粒（FYK）、血管紧张素II（AII）、细菌脂多糖（LPS)、神经生长因子、病毒、氧自由基、物理化学因子等。另外，柔红霉素（Daunorubicin）、长春新碱(Vincristine)、阿霉素（Doxorubicin）、表阿霉素等多种应用于临床的化疗药物均可以激活NF?κB。TNFα、IFNα、IFNβ、IL?2、粒细胞集落刺激因子(G?CSF)、粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM?CSF)和促红细胞生长素(EPO)是已被批准用于临床肿瘤的7种细胞因子,而它们当中的前6种也被证明与NF?κB的信号传导通路有关[6]。
1.１ NF?κB活性抑制剂
机体的诸多病理性改变都是由于NF?κB的非正常活化所导致的。同时，肿瘤多药耐药性组织中NF?κB的表达和活性异常增高，而NF?κB的抑制因子IκBα的表达水平明显下降。因此，针对NF?κB活性抑制剂的研究具有重要意义[7]。NF?κB活性抑制剂可在不同环节阻断NF?κB激活，诱导细胞凋亡、抑制细胞增殖,发挥抗肿瘤作用。例如，通过诱导IκBα mRNA合成，IκBα表达增多，可抑制NF?κB的核转位。抑制26S等蛋白酶体的功能可以减少IκB的降解,从而阻止NF?κB通路的激活。此外，抑制IκB磷酸化激酶（IKK）的形成及活性可以阻止下一步的IκB磷酸化，进而抑制NF?κB的转位活化。针对IKKγ亚基(又被称为NEMO)的合成多肽可进入细胞阻止NEMO与IKK的结合,从而抑制NF?κB的活化和靶基因的表达[8]。反义脱氧寡核苷酸（Antisense oligodeoxyribonucle?otide,AS?ODN）或反义寡核苷酸通过碱基配对，选择性与构成NF?κB成员的基因或mRNA结合，最终抑制NF?κB成员的转录或翻译过程。
目前一些NF?κB活性抑制剂已经被应用于临床肿瘤的化学治疗中。例如，三氧化二砷用于治疗慢性髓细胞性淋巴瘤，实验证实其具有抑制NF?κB活性的功能。研究人员还在继续进行三氧化二砷临床实验，评价其治疗其他血液病和实体瘤的效果。沙利度胺（Thalidomide）是目前应用于临床的另一种NF?κB抑制剂，它可能是通过抑制IκB激酶的活性来发挥抑制NF?κB活性的作用。
蛋白酶体抑制剂Bortezomib (PS?341) 已经完成临床试验并被美国食品药品管理局（FDA）批准作为治疗骨髓瘤的药物[9，10]。该药物不仅可单独用于治疗肿瘤；还能增强其他化疗药物的抗肿瘤活性，并且不增加化疗药物毒副作用。随着研究的不断深入，有望在不久的将来研究开发出更多、更有效、更特异的NF?κB活性抑制剂，并应用于临床。
2 NF?κB抑制剂与抗肿瘤药物之间的相互作用
实验发现NF?κB高表达的肿瘤细胞对抗肿瘤药物及电离射线有较高耐受性，而抑制NF?κB活性可明显增加其治疗敏感性并诱导细胞凋亡[11]。目前应用于临床的预防肿瘤的化合物大多数可以抑制NF?κB活化，从而抑制NF?κB介导的诸多与肿瘤发生相关基因的转录，这也可能是其产生预防肿瘤疾病效应的机制之一。这些预防性化合物包括：绿茶多酚类、辣椒素（Capsaicin）、槲黄素 (Quercetin)、羟基维生素D3 （Dihydroxy vitamin D3）、白藜芦醇（Resveratrol）、拓朴异构酶Ⅰ抑制剂β?拉帕醌（β?lapachone）、舒林酸（Sulindac）、沙利度胺加（Celecoxib）等。上述肿瘤预防性化合物在肿瘤治疗过程中也能发挥重要的辅助疗效[12,13]。
除了前面所提到的大多数化学治疗药物能激活NF?κB，例如，柔红霉素，长春新碱等；泰素(Taxol,人工半合成紫杉醇 Paclitaxel)、足叶乙甙(Etoposide)等化合物也能激活NF?κB。当NF?κB抑制剂与这些化疗药物或者放射治疗联合应用时，NF?κB抑制剂可降低肿瘤细胞对肿瘤治疗的耐药性，增强放化疗的治疗效果，同时能减轻抗肿瘤治疗引起的毒副作用。因此，抑制NF?κB的活性能起到预防和辅助治疗肿瘤的双重效果。另外，有些肿瘤预防性的化合物不仅能抑制NF?κB的活性，而且自身还能诱导凋亡，有助于增强常规肿瘤放、化疗的疗效[1, 14?16]。吡咯烷二硫代氨基甲酸盐（PDTC）被认为是目前最有效的NF?κB活性抑制剂，同时，PDTC还能有效地抑制TNFα诱导NF?κB活化的作用，增强TNFα的抗肿瘤活性。
3 NF?κB与药物筛选
由于NF?κB的广泛生理功能，尤其与免疫应答和肿瘤的发生发展关系密切，并且在肿瘤的治疗中，NF?κB的抑制剂能起到很好的辅助常规放、化疗的作用，因此，NF?κB成为备受人们关注的药物作用靶点。通过报告基因与转染技术，多种检测方法已经建成并用于筛选作用于NF?κB通路的化合物。Moon等[17]将pNF?κB?SEAP?NPT质粒转染入人角化细胞株HaCaT中，该转染细胞能在NF?κB活化的情况下诱导分泌型胚胎碱性磷酸酶（SEAP）报告基因的表达，同时转染质粒中还包含有新霉素磷酸转移酶（NPT）基因作为选择性标记。通过检测SEAP荧光底物的变化可以确定SEAP报告基因的表达水平，进而间接反映NF?κB的活性变化。该细胞检测系统可被应用于人皮肤细胞NF?κB活性的量化检测，并且能应用于各种天然与合成化合物的筛选，发现治疗皮肤病的抗炎药物。同理，本文作者应用NiFty?SEAP/HEK293转染细胞结合?定量的TNFα，建立了可同时筛选NF?κB促进剂与抑制剂的药物筛选体系，用于抗肿瘤化合物与免疫调节剂的筛选[18]。最近，Leung 等[19]向肝癌细胞（HepG2 ）转入荧光素酶报告基因pBIIX?luc（包含有两个衔接的重复NF?κB结合位点）和pRL?TK质粒载体。通过双荧光素酶报告基因检测系统来检测细胞培养上清中萤火虫荧光素酶和海肾荧光素酶的活性，从而反映NF?κB的转录活性。利用该检测系统，研究人员从中草药冬凌草（Isodon rubescens）中发现了一些对NF?κB转录活性具有抑制作用的二萜类化合物，冬凌草甲素（Oridonin），冬凌草乙素(Ponicidin)，信阳冬凌草甲素(Xindongnin A)，以及信阳冬凌草乙素(Xindongnin B)。
为了直接检测反映NF?κB活性的报告分子，王付龙等[19]建立了NF?κB反应性不稳定增强型绿色荧光蛋白（d2EGFP）报告系统，作为筛选NF?κB拮抗药物及研究其相关信号传导途径的工具。实验表明，NF?κB反应性d2EGFP报告系统可特异、灵敏、动态地反映和监测NF?κB的活性变化。另有报道将构建的能表达IκB?EGFP融合蛋白的基因重组体pIκBα?EGFP转染人白血病细胞株HL60后，通过定性与定量的方法，观察不同刺激物作用该细胞后荧光强度的变化，直接了解IκBα?EGFP蛋白的降解情况，从而间接判断经刺激剂作用后细胞内NF?κB的活化状态，可用于筛选NF?κB诱导剂[21]。
当然，以NF?κB作为靶点进行药物筛选也存在一定局限性。实验表明，某些细胞中NF?κB活性的抑制并不足以诱导肿瘤细胞的凋亡或者增强抗肿瘤药物介导的肿瘤细胞的细胞毒作用。另外，某些实验也证实，NF?κB的活化是启动凋亡所必需的，例如新必斯(Sindbis)病毒感染的细胞凋亡，Fas诱导的细胞死亡，以及对于氧化应激、缺血等情况下的相应细胞反应，甚至对于某些细胞毒性药物所诱导的细胞凋亡的启动均需要有NF?κB的活化。这些特性都提示以NF?κB为抗肿瘤药物筛选的靶点需要充分考虑NF?κB细胞特异性的抗凋亡或者是促凋亡功能才能使相关的研究工作有更好的针对性和实用价值。
4 小结与展望
在多种细胞中，由于基因突变、慢性炎症等因素所致的NF?κB异常活化可抑制细胞凋亡、促进细胞增殖、加速肿瘤细胞转移、提高肿瘤细胞对放、化疗的抗性，最终促进肿瘤的发生与。因此，NF?κB活性抑制剂将有助于肿瘤的防治。然而，NF?κB活性的广泛、持续阻断在发挥抗肿瘤作用的同时，也会影响到正常的免疫功能，甚至导致免疫缺陷以及健康细胞的凋亡。因此，有必要在深入了解不同种类细胞中NF?κB活化通路的差异及其在某些疾病发生中所发挥作用的基础上，合理设计具有靶细胞特异性、NF?κB和IKK等蛋白亚单位特异性的NF?κB抑制剂，实现抗肿瘤和调控正常细胞功能之间的精细平衡，从而达到有效效果，减少药物的毒副作用。例如，IKKβ是内在免疫反应中介导NF?κB活化的必要因素，而IKKα则是非必要的；因此，IKKα特异性的抑制剂则可能选择性的抑制NF?κB在一些肿瘤中的活化，而并不影响机体免疫系统[22]。
总之，在以NF?κB为靶的药物研究过程中，应结合NF?κB信号传导通路的各个环节综合考虑，进行有针对性、特异性的药物作用靶点和相关药物研究，开发出高效低毒的抗肿瘤新药[23]。
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