NFκB在非小细胞肺癌中的表达及临床意义

　　作者：匡志艳,蒋超英,孙逊,李领香,高秀华　　作者单位：050082 石家庄 白求恩国际和平医院呼吸内

　　【关键词】 NFκB,非小细胞肺癌,浸润,转移

　　核因子κB(nuclear factor kappaB，NFκB) 是1986年Sen等[1]首先从成熟B淋巴细胞核抽取物中检出的，可与免疫球蛋白的κ链基因的增强子序列特异结合并促使κ链基因转录的核蛋白因子。NFκB广泛存在于真核生物中，属于一个由复杂的多肽亚单位组成的蛋白家族，目前的研究认为它与炎症、免疫反应、创伤、细胞增殖、细胞凋亡以及胚胎发育等重要事件有着密切联系。NFκB基因是转移基因家族的新成员，近年来研究发现NFκB活性的失控导致哺乳动物的系统肿瘤发生，在许多肿瘤中均可见到NFκB的异常活化。本文重点对NFκB与非小细胞肺癌(NSCLC)的关系作一综述。

　　1 NFκB概述

　　1.1 NFκB的组成、分布和活化 NFκB分布十分广泛。通常情况下，NFκB以同源或异源二聚体的形式与其抑制蛋白IκBs形成不具活性的复合物，存在于各型细胞的细胞质。在哺乳动物中NFκB的亚单位有5种：分别为P50、P65 (RelA)、P52、cRel、RelB，氨基末端都有由约300个氨基酸残基组成的Rel同源结构域(RHD)，内含DNA结构域、二聚体化功能域和核定位信号(NLS)。最常见的NFκB是由P65和P50组成的异源二聚体，也是其主要的活性形式。

　　目前认为，NFκB的激活途径有3种，其主要的过程都是通过磷酸化、泛素化等作用将静息状态下的NFκB/IκB复合体进行加工或分离，暴露NFκB上的NLS，使NFκB转位于细胞核，与相应的靶基因结合，发挥调控基因转录的功能。NFκB的靶基因表达产物可诱导IκB的再合成，IκB能进入细胞核，与NFκB结合，使其从靶基因上的DNA kappaB位点上脱离，重新转位于细胞质，由此形成NFκB活化与失活的循环。可使NFκB活化的因素达150多种，如脂多糖、活性氧、紫外线照射、病毒、细菌感染、肿瘤坏死因子(TNF)家族、白细胞介素(IL1、IL17、IL18)、表皮生长因子(EGF)、血小板衍生生长因子(PDGF)、促红细胞生长素、神经生长因子、胰岛素、血管紧张素II、血小板活化因子、H2O2、FasL甚至香烟烟雾、化疗药物(紫杉醇、阿霉素、喜树碱)等。

　　1.2 NFκB的生物学功能 NFκB进入细胞核内后，与其靶基因启动子或增强子上的NFκB结合基序结合从而诱导许多因子的转录。NFκB的生物学功能非常广泛，它可调控超过200个靶基因，包括与细胞粘附有关的血管细胞粘附因子1(VCAM1)、与细胞迁移有关的尿激酶型纤溶酶激活物(uPA)、基质金属蛋白酶(MMP)、与血管生成有关的血管内皮生长因子(VEGF)和与抗凋亡有关的Bcl2、XIAP等。NFκB被认为是调节免疫和应激反应的中心枢纽，然而过度的NFκB活化却可导致病理状态。

　　NFκB与凋亡关系密切。目前的研究结果在NFκB对细胞凋亡的调节方面结论不统一，多数学者认为含RelA亚基的二聚体抑制凋亡，而cRel亚基则有致凋亡的作用。越来越多的证据表明，NFκB不仅与B细胞发育和功能有关，还与T细胞、胸腺细胞、巨噬细胞、成纤维细胞、神经元的发育和功能有关，因此NFκB不仅参与感染、炎症、应激、免疫反应、细胞凋亡、肿瘤等病理过程，还参与细胞周期与细胞分化的调控等。经免疫组化的方法证实，NFκB在正常组织中可出现微弱表达或不表达，证明正常情况下NFκB处于不断的激活和失活的有序调控中，是细胞调节正常生理功能、维持生理平衡所必需的。而在NSCLC、胃癌、胰腺癌、结肠癌、乳腺癌等中均检测到NFκB的高表达。应用免疫技术发现，NFκB在癌组织中的表达是一个渐进的过程，随着正常细胞向癌细胞的恶性转化，NFκB的表达逐渐升高。王维等[2]通过对胃癌的研究发现：从正常粘膜→肠化→异型增生→胃癌的发展过程中，NFκB P65表达的阳性率依次为：0、34.78%、53.33%、60.98%，表达逐渐上升，且在低或未分化、进展期、有淋巴结转移和浸润至浆膜层的胃癌中显著增高，提示NFκB的表达上调是胃癌的早期事件，并随着本病恶化程度的增加而增加，其表达水平对评价胃癌的恶性程度可能有一定的参考价值。NFκB参与肿瘤的发生发展，与预后密切相关，是恶性肿瘤早期诊断及预后的重要参考指标。

　　2 NFκB与NSCLC

　　NFκB与NSCLC的关系亦日益受到关注。NSCLC是最常见的恶性肿瘤之一，具有显著的生长优势，进展迅速，预后差。近半个世纪以来肺癌发病率和死亡率一直呈明显上升趋势，在多数发达国家居恶性肿瘤首位，在我国多数大城市肺癌发病率和死亡率也居恶性肿瘤前列。目前研究表明，肿瘤的发生不仅与细胞无限增殖有关，而且与细胞凋亡密切相关，即细胞的凋亡缺陷能引起肿瘤生长。

　　2.1 NFκB与肿瘤血管形成 肿瘤血管是肿瘤生长和浸润转移的形态学基础，不仅向肿瘤组织提供营养，也向肿瘤宿主输出大量肿瘤细胞，导致肿瘤的扩散和转移。肿瘤血管形成是一个复杂过程，与基因改变、多种细胞因子的调控及细胞外基质和微循环环境的改变均有关系。目前认为，VEGF是促进肿瘤血管生成的最主要调节因子，它与肿瘤的生长、浸润、转移密切相关。有研究表明，NFκB可作用于肿瘤血管形成的诸多环节，具有核心的调节作用[3]。据目前研究显示，NFκB可能参与了VEGF基因的转录调控，尽管目前尚未查明VEGF上是否存在NFκB特异结合位点，但已有实验发现，用NFκB反义核苷酸抑制TNFα诱导的血管生成的同时，能下调TNFα介导的σFGF和VEGF的表达，从而提示NFκB对VEGF的活性确有潜在的正向调节作用。Sunwoo等[4]应用蛋白酶抑制剂PS341抑制鼠与人鳞状细胞癌(SCC)细胞株中NFκB的活性，可抑制肿瘤生长，肿瘤血管密度明显降低，从反方向证实NFκB活性的降低可以延缓肿瘤的进展。

　　2.2 NFκB与肿瘤侵袭、转移 恶性肿瘤的侵袭和转移涉及到肿瘤细胞与宿主细胞之间错综复杂的关系。Liotta[5]首先提出了侵袭转移的三步学说：即粘附、基质降解和迁移。细胞间粘附因子1(ICAM1)、VCAM1是重要的细胞粘附分子，在肿瘤细胞和内皮细胞的粘附中发挥作用。VCAM1基因的表达主要由转录因子NFκB控制。单独转录P65亚基即可活化VCAM1的启动子，P65单独即可介导VCAM1的基因表达。曾旭等[6]研究认为，NFκB P65及ICAM1在NSCLC中有高表达;且其表达与肺癌的浸润转移密切相关;同时在NSCLC组织中NFκB P65的表达与ICAM1的表达呈正相关。近年来，大量研究表明，基质的酶降解在肿瘤转移过程中具有重要作用。基质金属蛋白酶是一组蛋白水解酶家族，至少有17个成员，其中MMP9及MMP2的主要底物均为IV或V型胶原，故也称为IV型胶原酶，其主要作用是降解细胞外基质如基底膜及其结缔组织。破坏基底膜的完整性是肿瘤浸润和转移的先决条件，这一过程是肿瘤细胞与细胞外基质相互作用的结果。有学者认为[7]在MMP9的启动子上存在NFκB的结合位点，他们将EpsteinBarr病毒潜在膜蛋白1转染进鼻咽癌C33A细胞中，转染后的细胞比空载体转染的C33A细胞提高了MMP9的表达，而后用阿司匹林或水杨酸钠处理，抑制了转染潜在膜蛋白1的C33A细胞MMP9的表达，EMSA提示两者是通过对NFκB的DNA结合活性的抑制而发挥作用的，这表明MMP9的启动子上存在有NFκB的结合序列，且这两种药物均未影响内源性MMP2的水平。尿激酶型纤溶酶原激活剂(uPA)作为一种丝氨酸蛋白水解酶，产生于肿瘤细胞中，可以激活细胞表面的纤溶酶原转变为纤溶酶，降解细胞外基质及基底膜，癌细胞中uPA的过表达被认为有助于肿瘤的生长、浸润和转移。Helbig等[8]证明肿瘤细胞和基质中的uPA和MMPs受到NFκB的调控，NFκB诱导uPA和MMP9的表达，从而促进细胞外基质的降解和癌细胞的迁移和增殖，从而使癌转移的几率大为增加。Brantley等[9]在小鼠身上移植了IκBα缺失的乳腺上皮细胞，观察发现小鼠乳腺细胞外基质明显减少，一定程度上揭示了NFκB在促进乳腺癌转移中的作用。Sasaki等[10]研究显示胃癌组织uPA的表达较相邻正常组织提高了，且NFκB活性和uPA的表达之间有显著性相关(P=0.0013)。研究者认为，uPA的启动子上有NFκB的作用靶点，NFκB和肿瘤浸润转移的进展相关是通过增强uPA的表达实现的。

　　2.3 NFκB和NSCLC的诊断及预后 李奇志等[11]用免疫组化二步法技术分析了40例NSCLC患者的肿瘤组织切片，NFκB P65表达阳性率为80%，其中NFκB P65在鳞癌和腺癌中的阳性率分别为80.77%和78.57%，且其表达阳性率明显高于正常对照组(36.36%)。表明肺癌组织中P65表达上调，提示细胞增生旺盛及癌变可能。Bours等[12]认为NFκB活性在不同的肿瘤细胞类型、不同化疗药物等因素中是不同的。郭春宝等[13]通过采用电泳迁移率(EMSA)同位素放射自显影的方法分别检测了87例肺癌组织中NFκB的DNA结合活性，结果显示在腺癌、鳞癌、小细胞癌组织中活性依次增高，光密度值分别为：112±10.8，128±12.1，163±23.2，提示NFκB DNA结合活性可能与肺癌的恶性程度有关。同时低分化、伴有淋巴结转移癌组织的NFκB　DNA结合活性高于高分化、不伴淋巴结转移的癌组织，其表达水平对评价肺癌的恶性程度、向深层侵袭和以后的转移有一定的参考价值。Andela等[14]研究发现NFκB DNA结合活性在调节肺癌转移中起到重要作用，所以是防止肺癌转移的一个重要的治疗靶点。

　　2.4 NFκB与NSCLC放化疗 NSCLC对化疗不敏感，化疗抵抗与多种因素有关。最近Motadi等[15]研究显示，某些肿瘤的耐药机制与NFκB活化以后促进抗凋亡分子表达有关，从而抑制半胱氨酸蛋白酶(caspase)的级联放大效应，阻断凋亡信号传递，抑制肿瘤的凋亡。放疗与化疗药物一方面能杀伤肿瘤细胞，诱导其凋亡，另一方面又能诱导活化NFκB。Jones等[16]用吉西他滨与NSCLC的H157、H358和H460等细胞共培养，以迟滞凝胶法测定NFκB的活性，发现NFκB的活性明显增强，其他的一些研究应用其他化疗药物(顺铂、依托泊甙、紫杉醇等)也发现同样结果。Jones等[16]还给H157细胞转染IκBα超抑制基因，NFκB的活性完全被控制，发现H157细胞对吉西他滨的敏感性明显增加，说明NFκB活性对于放化疗后肿瘤细胞存活是必要的。NFκB可能是肺癌对放化疗反应性的一个决定性指标，也有可能是肺癌复发与预后的重要指标。

　　2.5 NFκB与肺癌的预防 一些被用于预防癌症的中草药及食物成分被证实有抑制NFκB的作用。Singh等[17]发现姜黄素能阻断及降低CS(香烟的烟雾)诱导人肺上皮细胞NFκB活性，继发性地抑制COX2、MMP9和Cyclin D1的表达。水飞蓟宾和槲皮素也被实验证实有类似的作用。红酒中的一种成分白藜芦醇近年来被广泛研究，其预防心血管疾病、降低胆固醇及防癌功效被认为与抑制NFκB的活性有关。

　　综上所述，NFκB在肿瘤的诊断和治疗上有潜在的价值，但毕竟对它的研究还处在初始阶段。目前针对NFκB的研究绝大部分仍局限于体外实验和动物实验阶段，临床试验尚未大量展开。在研究中还有相当大的一部分问题尚未阐明。例如：对NFκB上游的信号转导通路仍是一知半解，认识这些转导通路如何能协调地激活NFκB是一个非常大的挑战。NFκB的特异性激活和对基因的特异性调控机制仍不十分明了。目前开发的干预NFκB之药物能否使癌症患者真正受益，还有待于以后的临床应用。相信在不久的将来，随着人们对肿瘤机制的进一步了解和分子生物学的不断发展，NFκB基因治疗必将为癌症治疗开辟新的途径。

　　【参考文献】

　　1 Sen R, Baltimore D. Multiple nuclear factors interact with the immunoglobulin enhancer sequences. Cell, 1986,46(5):705716.

　　2 王维,罗和平,余保生.人胃癌及癌前病变中NFκB和cmyc蛋白的表达与意义.肿瘤防治研究, 2002, 29(4): 285287.

　　3 Xiong HQ, Abbruzzese JL, Lin E,et al. NFkappaB activity blockade impairs the angiogenic potential of human pancreatic cancer cells. Int J Cancer, 2004, 108(2): 181188.

　　4 Sunwoo JB, Chen Z, Dong G. Novel proteasome inhibitor PS341 inhibits activation of nuclear factorkappa B, cell survival, tumor growth, and angiogenesis in squamous cell carcinoma. Clin Cancer Res, 2001, 7(5): 14191428.

　　5 Liotta LA. Tumor invasion and metastasesrole of the extracellular matrix: Rhoads Memorial Award Lecture.Cancer Res, 1986, 46(1): 17.

　　6 曾旭,罗百灵. NFκB及ICAM1在非小细胞肺癌中的表达及其临床意义.中国现代医学杂志, 2005, 15(14): 21452149.

　　7 Tang CH,Tan TW,Fu WM,et al.Involvement of matrix metalloproteinase9 in stromal cellderived factor1/CXCR4 pathway of lung cancer metastasis.Carcinogenesis,2008,29(1):3543.

　　8 Helbig G, Christopherson KW 2nd, BhatNakshatri P, et al. NFκB promotes breast cancer cell migration and metastasis is by inducing the expression of the chemokine receptor CXCR4.J Biol Chem,2003,278(24): 21631 21638.

　　9 Brantley DM, Chen CL, Muraoke RS,et al. Nuclear factor kappaB (NFkappaB) regulates proliferation and branching in mouse mammary epithelium. Mol Biol Cell, 2001, 12(5): 14451455.

　　10 Sasaki N, Morisaki T, Hashizume K,et al. Nuclear factorkappaB p65(RelA) ranscription factor is constitutively activated in human gastric carcinoma tissue. Clin Cancer Res, 2001, 7(12): 41364142.

　　11 李奇志，张胜名，毛永荣，等.非小细胞肺癌中p65和Cmyc的表达和意义.肿瘤防治研究，2003，30(5)：359363.

　　12 Bours V, Bonizzi G, BentiresAlj M,et al. NFkappaB activation in response to toxical and therapeutical agents role in inflammation and cancer treatment. Toxicology，2000, 153(13): 2738.

　　13 郭春宝，梁军，高宗炜.人肺癌中NFκB DNA 结合活性的意义探讨.中国肿瘤临床, 2005, 32(16)： 938940.

　　14 Andela VB, Schwarz EM, Puzas JE,et al. Tumor metastasis and the reciprocal regulation of prometastatic and antimetastatic factors by nuclear factor kappaB. Cancer Res, 2000, 60(23): 65576562.

　　15 Motadi LR, Misso NL, Dlamini Z,et al. Molecular genetics and mechanisms of apoptosis in carcinomas of the lung and pleura: therapeutic targets. Int Immunopharmacol, 2007, 7(14):19341947.

　　16 Jones DR, Broad RM, Madrid LV,et al. Inhibition of NFkappaB sensitizes nonsmall cell lung cancer cells to chemotherapyinduced apoptosis. Ann Thorac Surg, 2007, 70(3): 930936.

　　17 Singh RP, Mallikarjuna GU, Sharma G,et al. Oral silibinin inhibits lung tumor growth in athymic nude mice and forms a novel chemocombination with doxorubicin targeting nuclear factor kappaBmediated inducible chemoresistance. Clin Cancer Res, 2004, 10(24): 86418647.