核因子κB與糖尿病腎病關系的研究進展

趙建芹(綜述)，姜兆順，穆 紅，韓晨東(審校)

(濟南軍區總醫院內分泌科，濟南250031)

常見的微血管并發癥，是糖尿病患者的主要死因之一。目前DN的發病機制尚未完全闡明，研究表明，炎癥機制在DN的發生、發展過程中起著重要作用，并有學者提出把DN看作一種由代謝紊亂引起的炎癥性疾病［1］。現就炎性反應因子核因子κB(nuclear factor－kappa B，NF－κB)及其在 DN 中的作用進行簡要綜述。

1 NF-κB的結構及組成

NF－κB 是由Sen和Baltimore在1986 年［2］分析B淋巴細胞核抽提物時發現的一種能與免疫球蛋白κ輕鏈基因的增強子κB序列特異結合的核蛋白因子。研究表明，NF－κB廣泛存在于多種有核細胞內，NF－κB的家族成員包括:NF－κB1(p50/p105)、NF－κB2(p52/p100)、RelA(p65)、RelB、c－Rel，因此，該家族也稱之為NF－κB/Rel家族。在靜息狀態下，該家族成員以同源或異源二聚體的形式存在于細胞質中，其中以p50/p65二聚體最常見。NF－κB/Rel家族成員的共同特征是每個家族成員的氨基末端都有一個由約300個氨基酸組成的Rel同源結構域(Rel homology domain，RHD)，該區包含 DNA結合區、二聚體化區、核定位信號(nuclear location signal，NLS)區，分別負責與DNA上κB序列的結合、與其同源或異源性亞基形成二聚體及與NF－κB抑制蛋白(inhibitory kappa B，IκB)家族成員的相互結合等。根據羧基末端序列的不同將NF－κB家族成員分為兩大類:一類包含 RelA(p65)、RelB、c－Rel，這類成員的的羧基末端序列中含有反式激活結構域，該結構域富含絲氨酸、酸性及疏水性氨基酸，能直接作用于轉錄元件，激活轉錄過程;另一類包含p50和p52，其羧基末端序列均不含有反式激活結構域，不能激活轉錄過程。p50和p52分別由前體蛋白p105和p100水解而來，在p105和p100的氨基端均含有RHD區，并且在羧基端部分均含有錨蛋白重復基序。因此它們既屬于核因子κB蛋白家族，又屬于核因子κB抑制蛋白家族。

哺乳動物中 IκB 家族的成員包括:IκBα、IκBβ、IκBγ、IκBε、IκBδ、Bcl－3、p105 和 p100。IκB 家族成員的共同特征為羧基末端均含有3～7個錨蛋白重復序列，每個重復序列由30～33個氨基酸殘基組成，可與NF－κB二聚體上 RHD的氨基酸殘基結合，掩蓋NF－κB的 NLS，從而抑制 NF－κB 的核移位。

2 NF-κB的經典激活途徑

靜息狀態時，NF－κB的 p65亞基與其抑制性蛋白IκB單體非共價結合，覆蓋 p50蛋白的 NLS，使NF－κB與IκB形成三聚體以失活狀態存在于細胞質中。當細胞受到細胞因子，如腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor－α，TNF－α)和應激反應如缺氧、細菌及其產物、尿蛋白、蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)、血管緊張素Ⅱ(angiotensionⅡ，AngⅡ)等信號刺激時，細胞內的NF－κB誘導性激酶首先被激活，然后NF－κB誘導性激酶進一步激活 IκB激酶復合物，后者可使三聚體中IκB氨基端兩個保守的Ser殘基磷酸化。IκB的磷酸化導致其自身氨基端第21和22位賴氨酸殘基在泛素連接酶的催化下與多個泛素分子共價結合。經過以上磷酸化和泛素化，IκB的構象發生改變并被ATP依賴性26S蛋白酶體識別并降解，導致 IκB與 NF－κB的 RHD 區分離，暴露 p50蛋白的核定位信號區，NF－κB得以激活，并移位進入胞核，入核的NF－κB與靶基因上的κB序列特異結合，從而上調靶基因的表達。

3 NF-κB與PN

在腎臟的腎小球系膜細胞、毛細血管內皮細胞、腎小管上皮細胞和由血液循環進入腎臟的血液免疫細胞中均存在NF－κB的轉錄調控。糖尿病狀態下葡萄糖自身氧化［3］、蛋白非酶糖基化終末產物(advanced glycation end product，AGEs)生成［4］、多元醇途徑活性增強均可導致NF－κB激活，蛋白尿增加、腎小球硬化、小管間質纖維化。研究發現在糖尿病腎病的局部腎組織中過度激活的NF－κB參與了多種炎性因子、趨化因子、促纖維化因子的合成、細胞外基質交聯以及成纖維細胞的分化過程，參與了多種炎性反應的信號轉導過程。李薈芹等［5］研究報道，糖尿病鼠的腎小球細胞間黏附分子(intercellular adhesion molecule－1，ICAM－1)、血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)表達增加，應用NF－κB 抑制劑能夠顯著降低 ICAM－1、VEGF 的表達水平，提示可能通過NF－κB途徑參與DN的發生、發展。

3.1 高血糖與 NF－κB Ibrahim 等［6］發現 PKC 在糖尿病腎病患者表達增加。體外試驗顯示，高糖可以通過PKC－NF－κB依賴途徑誘導大鼠系膜細胞ICAM－1等細胞因子的表達增加，參與DN的發生、發展［7］。Ha等［8］研究發現，高糖可通過PKC及活性氧途徑活化腎小球系膜細胞中 NF－κB，且活化的 NF－κB 可上調單核細胞趨化蛋白1(monocyte chemoattractant protein－1，MCP－1)的表達，用 PKC 及活性氧抑制劑不但可以有效抑制NF－κB的活化，還可以抑制MCP－1的表達。

3.2 腎素－血管緊張素系統與NF－κB 糖尿病狀態下，腎素－血管緊張素系統(renin－angiotensin system，RAS)活性增高，尤其是腎組織中AngⅡ含量增加，AngⅡ可通過特異性受體(AT1 和 AT2)激活 NF－κB［9］。研究發現，血管緊張素原基因及血管緊張素Ⅱ1型受體(AT1R)基因的啟動子區域含有NF－κB的結合序列，提示激活后的NF－κB既可增加血管緊張素原表達，又可增加AT1R的表達，從而增加了AngⅡ－AT1R的作用，并形成一個正反饋環，促進DN的進展。Takase等［10］研究亦發現，蛋白尿可誘導腎內 NF－κB依賴性的AngⅡ水平增高。由此可見，RAS除了引起局部腎臟血流動力學的改變，參與DN發展外，還可通過與靶細胞表面的特異性受體結合激活NF－κB途徑，參與單核巨噬細胞浸潤、炎性反應、腎小球硬化及腎小管間質纖維化。

3.3 細胞因子與NF－κB 細胞因子在DN發病中涉及炎性反應、血流動力學改變、細胞外基質代謝、細胞增殖等方面，MCP－1、ICAM－1、白細胞介素 1β(interleukin－1β，IL－1β)、TNF－α 的相應的靶基因上均有NF－κB的結合位點，NF－κB 活化后可促進相應靶基因的轉錄與表達。轉化生長因子 β1(transforming growth factor－β1，TGF－β1)與 NF－κB 的關系非常密切。TGF－β1作為一種前纖維化細胞因子，可減少細胞外基質的分解，并促進細胞外基質沉積增加，而且能誘導炎性細胞浸潤和成纖維細胞的增生。由于TGF－β1基因啟動子區域并沒有 NF－κB的結合位點，因此NF－κB可能并不是直接調節 TGF－β1表達。研究顯示，TGF－β1的激活劑轉谷酰氨酶的啟動與轉錄由NF－κB調控。另有研究認為，NF－κB 可能是通過增加AngⅡ－AT1R活性而增加TGF－β1表達。但具體機制有待進一步研究。

3.4 AGEs與NF－κB 既往的研究多將高血糖作為NF－κB激活的主要原因，目前多數學者認為因血糖控制不佳導致糖尿病個體產生大量的AGEs，而后者是糖尿病慢性并發癥的重要損害因子，其與內皮細胞膜表面的AGEs受體結合進而激活細胞內的轉錄因子 NF－κB，導致 ICAM－1、MCP－1 等化學因子的釋放增多［11］。而這些細胞因子均參與了糖尿病慢性并發癥的發生、發展。

3.5 脂質過氧化與NF－κB 1982年，Moorhead提出“脂質腎毒性”假說。隨后一系列研究證實，高脂血癥可直接通過系膜損傷發展為腎小球硬化，其原理可能是氧化型低密度脂蛋白可促進動脈壁的NF－κB表達。

3.6 遺傳與NF－κB 在部分糖尿病患者中，DN的發生表現出家庭聚集現象，另外，不同種族間DN的發生率也存在差異，這提示DN的發生于遺傳因素有一定關系。研究發現，攜有NF－κB A10等位基因的個體比攜帶NF－κB A14等位基因的個體更易患1型糖尿病，且其腎臟的損害比率也增高［12］，但相關報道較少，有待于深入研究。

4 調控NF-κB活性藥物在DN中的應用

4.1 血管緊張素轉化酶抑制劑和AngⅡ受體拮抗劑用血管緊張素轉化酶抑制劑或AngⅡ受體拮抗劑治療后，可減少尿蛋白排泄，對腎臟有保護作用，長期大劑量服用AngⅡ受體拮抗劑可以抑制NF－κB的表達［13］。

4.2 他汀類藥物 他汀類藥物對DN患者腎臟的保護作用，除了能降低血脂外，還可抑制由NF－κB的激活而引起的炎性因子的表達，改善異常腎血流動力學及抗氧化等非依賴降脂的腎保護作用，從而延緩DN 的進展［14］。

4.3 胰島素增敏劑 Dandona小組研究發現，肥胖的2型糖尿病患者服用曲格列酮(400 mg/d)4周后，外周血單核細胞NF－κB活性明顯受到抑制，IκB蛋白水平顯著升高，血漿MCP－1等炎性細胞因子濃度明顯下降［15］。Ohga等［16］對 SD 大鼠研究證明，噻唑烷二酮類類藥物能抑制糖尿病腎組織NF－κB的激活，抑制ICAM－1的表達及巨噬細胞浸潤，對DN腎臟起到保護作用。

4.4 抗氧化劑 糖尿病患者體內存在明顯的氧化應激損傷，高血糖可通過PKC及活性氧途徑激活腎小球系膜細胞的NF－κB，因此，抗氧化治療能夠抑制NF－κB 的活化。Hofmann等［17］對 1 型和 2 型 DM 患者外周血單核細胞NF－κB活性進行檢測，結果發現，有DN并發癥的患者 NF－κB表現出更高的結合活性，而應用抗氧化劑α硫辛酸干預后發現NF－κB結合活性比先前降低了38%。

4.5 胰島素 De Oliveira等［18］研究顯示胰島素能夠減少用糖化牛血清白蛋白培養的主動脈血管平滑肌細胞上NF－κB的表達，并且增加過氧化物酶增殖物激活受體γ的表達，從而起到保護血管平滑肌的作用。

5 小結

NF－κB可調控多種與炎性反應、免疫反應有關的細胞因子、黏附分子、趨化因子等基因的表達，從而促進糖尿病及其并發癥的發生、發展，在DN的病程進展過程中具有非常廣泛而且重要的作用，NF－κB是糖尿病腎病治療的一個靶點，從抑制NF－κB的活化入手，探索防治DN的有效方法，有望給DN的治療帶來新的思路。

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