NFκB的研究进展

　　作者：董有平综述, 席刚明 审校 作者单位：1房县人民医院内科,湖北 十堰; 2郧阳医学院附属太和医院神经内科

　　【关键词】 细胞凋亡

　　细胞核因子κB(nuclear factor kappa B, NF-κB)作为基因表达的转录因子，近年来研究较多,本文对其生物学特点及组成，与细胞凋亡、免疫的关系，以及κB与神经胶质细胞功能，神经元的可塑性等方面给予综述，并且对其与癫痫的关系给予探讨。

　　1 NF-κB的组成及生物学特点NF-κB是一组真核细胞转录因子，由NF-κB/Rel蛋白家族成员NF-κB1(p50，其前体p105)，NF-κB2(p52,其前体p100)，RelA(p65),RelB和C-Rel以同源或异源二聚体形式组成。所有NF-κB/Rel蛋白的氨基末端均有一段由大约300氨基酸组成的Rel同源结构域(RHD)，包括二聚体化结构域，IKB结合位点，核定位信号和DNA结合部位。不同的NF-κB/Rel蛋白双双结合形成不同的NF-κB，如p50/p65，p50/p50等，以p50/p65发现最早，分布和作用最广泛，是通常所说的NF-κB。通常情况下，大多数细胞中的NF-κB与其抑制因子(IκB)蛋白家族成员(包括IκBα，IκBβ，IκBγ和BcL-3等，其中IκBα是最重要的NF-κB活性调控成员)相结合，或与其前体p100或p105相结合而滞留于胞浆中，不具有转录活性，IκBα通过其锚蛋白重复序列与RHD相结合掩盖了NF-κB的核定位信号，阻止NF-κB转位进入细胞核内调控基因的转录与表达。当细胞受到外界因素，如：细胞因子等刺激时，IκBα发生自身础磷化并迅速降解，NF-κB和IκBα解离，暴露出核定位信号并转位进入细胞核内调控靶基因的转录与表达。p105或p100前体羧基末端蛋白水解后也可产生活化的NF-κB二聚体。

　　2 NF-κB和细胞凋亡神经元凋亡是神经元死亡的一种形式，也是异常兴奋性突触环路形成的重要原因。资料显示，癫痫可诱导转录因子Krox-20, Krox-2, jun-D基因，凋亡基因p53，bax的表达明显增加，可引起神经元广泛性凋亡、死亡，导致神经元突触联系的重组，以致癫痫发生。致痫剂海人酸注射大鼠1~3 d，海马CA3区神经元(在光镜下)表现出凋亡的特征，而且凋亡的执行者之一caspase-3同时有高表达，给予caspase-3抑制剂2-DFVD-fmk对CA3神经元有保护作用[1];并且NF-κB活性也显著增加，似乎NF-κB促进神经元凋亡，但后来实验表明NF-κB保护神经元抗凋亡。如C2-神经酰胺是一种NF-κB激活剂，用它处理培养的海马神经细胞能保护氧化和兴奋毒所致的神经元凋亡[2]。Taglialatela等[3]报告，NF-κB抑制剂诱导PC12细胞凋亡，并且这种凋亡不能用神经生长因子来阻止。神经生长因子依赖的NF-κB激活能够阻止培养的交感神经元凋亡[4]。NF-κB在非神经细胞中的抗凋亡作用报告更多，NF-κB抑制剂和IκBα或p65抗体的微注射可诱导淋巴细胞凋亡，反之p65过表达阻止凋亡[5]。无p65缺陷的野生型纤维母细胞和巨噬细胞不被TNF杀死，而p65缺陷者则被杀死[6]，将p65注入到p65缺陷者又恢复它们对TNF诱导凋亡的耐受性。IκBα增强化疗药物在纤维母细胞瘤中杀死细胞的作用，而NF-κB的p65，p50过表达提高了对细胞杀伤的耐受力。但也有报告NF-κB促进细胞凋亡，细胞凋亡与NF-κB的关系仍需进一步研究。

　　3 NF-κB与免疫有关癫痫免疫学方面的研究已很广泛，资料显示，癫痫模型或病人存在免疫功能紊乱，不管什么原因引起的免疫损伤均可导致大脑神经元的异常放电而引起癫痫发生。免疫学机制异常可作为癫痫发作的病因之一。NF-κB与免疫有密切关系，主要有：①细胞因子：细胞因子是机体发挥免疫学效应、调节的关键因素，在体内形成细胞因子网络，通过“网络”发挥生物学效应。NF-κB结合到编码细胞因子如TNF-α、TNF-β、IFN-β、IL-1β等基因的启动子或增加子的κB结合位点，调节这些基因的表达。如IL-2，它的产生由许多转录因子(包括NF-κB在内)来调节，它与NF-κB的结合位点在基因的增强子区[7，8]。IL-2结合到其受体IL-2R促进IL-2的产生且进一步激活T细胞和T细胞增生，IL-2R基因包括一个κB样调节序列，NF-κB通过此序列来调节它[9]。C-Rel敲出鼠对T细胞受体刺激和CD28共刺激有反应缺陷[10]，使T细胞产生低量或测不出的IL-2量，这表明C-Rel是IL-2的产生及T细胞对T细胞转导信号的反应性增生所必需的。②细胞免疫：主要组织相容复合物I(MHCI分子)和T细胞受体(TCR)在细胞介导的免疫反应中起至关重要的作用，而NF-κB结合位点是在HLAI基因的上游区，因此NF-κB在这些分子的表达中起着重要的作用[11]。③体液免疫：κ链基因增强子含有一个有种系特异性的κB结合位点，在B细胞分化期间由NF-κB结合该位置而激活[12]。NF-κB1亚单位缺陷鼠成长正常，但表现出B细胞反应性缺陷，不能有效清除抗原，其免疫球蛋白是正常的1/4，IgE是1/40这表明NF-κB是免疫球蛋白簇的开关，是必需的。

　　4 NF-κB与胶质细胞癫痫病人中见到胶质增生，癫痫组织中有胶质细胞的形态的改变，神经胶质功能异常引起癫痫发生，可见癫痫与胶质细胞关系密切。神经胶质细胞从细胞外摄入K+、谷氨酸、GABA以保护细胞膜的作用，并参与各种重要阴离子的转运，但怎样引起癫痫尚不清楚。有报道，与IL-1引起胶质细胞内NF-κB持续活化有关[13]。Mattson等[14]报道，海人酸诱发癫痫在4~16 h内海马神经元NF-κB活性迅速增高，随后胶质细胞中的NF-κB延迟且持续的激活，可见NF-κB、胶质细胞在癫痫发生机制中有一定联系。

　　5 NF-κB与神经元的可塑性国外学者曾用电流来源密度分析法对点燃大鼠海马切片进行研究，发现在内分子层有一种新的多突触电流，并与海马内芽胞形成有关。在有苔状纤维形成的脑组织切片上应用氨基酸微滴技术可使稍远处齿状回细胞兴奋性增高。可见神经元间突触的重组是存在的，而海马神经元重组和齿状回颗粒细胞轴突芽胞形成是癫痫发作的一个重要环节，芽胞形成后可使齿状回阻止痫性发放的扩散作用向易化传播转化，也是海马神经元可塑性的一个重要模式。细胞内的立早基因c-fos等是神经元活性可塑性的最初反应，将海人酸注入海马后可在30 min内引起海马立早基因增加,最终导致突触重组，发生可塑性变化。说明癫痫与可塑性有密切联系，而NF-κB与可塑性关系的研究有：⑴间接证据：①NF-κB位于突触的终端，且在该处激活[15]。②NF-κB活化和突触传递的长时程强化有关[16]。③NF-κB在低频刺激时活化，不同于其它转录因子是在高频刺激时活化[17]。说明NF-κB在突触活动中可能起重要的作用。⑵直接证据：NF-κB活化阻断会改变突触可塑性。在野生鼠海马脑片以1 Hz刺激Schaffer侧支可诱导LTD。当野生鼠海马片先用κB圈套DNA处理后，LTD消失，且LTP的幅度显著下降，这一过程可能通过影响NMDA/AMDS受体亚基的表达或调节起作用的[18]。如前所述，NF-κB在凋亡中起重要作用，近来发现凋亡级联反应可改变与突触可塑性相关的信号，NF-κB可抑制凋亡级联反应从而来调节突触可塑性。

　　6 NF-κB与癫痫发作在海人酸注射诱导癫痫动物模型中，在海人酸注射后4 h NF-κB活化显著，且在8~16 h达最高峰，在注射后5 d NF-κB结合活性返回到原来水平[19]。Won等[20]证实鼠和bamstar海马神经对海人酸有不同的敏感性，部分是通过NMDA依赖的NF-κB活化的机理起作用。脑室内注射κB圈套DNA(在海人酸注射前)导致CA1和CA3区神经元死亡范围显著增加。另外在缺乏p50鼠癫痫发作诱导神经元变性增加，而p50是κB-DNA结合活性所必需的。和野生鼠海马神经元相比，培养的p50缺乏鼠海马神经元在接触到谷氨酸后细胞内钙明显增高，且对兴奋毒更明显，这些提示p50在保护神经元抗兴奋毒中起重要作用[21]。综上所述，NF-κB在上述各方面起到很重要的作用，但这些作用是通过怎样的信号通路及机制发挥的，需更深入研究。

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