通過調節NF-κB通路中的IκBα抑制乳腺癌的研究進展

房尚萍，李海源，丁磊，朱晨旭 綜述，李鵬飛 審校

(皖南醫學院麻醉學院，安徽 蕪湖 241001)

IκBα為IκB(inhibitor of NF-κB)家族中九個成員之一，是一種對NF-κB有抑制作用的蛋白分子。其分布廣泛，在真核細胞內均有表達[1]。在通路中若IκBα發生含量上的變化或活性失調時，便可誘使NF-κB的活性改變，從而導致各種疾病的發生。正是由于上述的特殊作用，近年來該分子在于腫瘤方面的研究越發廣泛。正如人們所了解的，腫瘤已逐漸成為談之色變的惡性疾病之一。作為一類多階段、多基因共同參與演化的疾病，其機制十分復雜，近年來該患病率也是不斷增加，因此對于腫瘤治療的研究迫在眉睫。本文將以乳腺癌為主簡要闡述IκBα在其研究治療方面的進展。

1 IκBα的結構與功能

1.1 IκBα的結構

與家族成員相似，IκBα具有5～7個錨蛋白，皆是由30個氨基酸殘基組成[2]。IκBα的結構可分為3個部分：N端、C端及中間錨蛋白重復的區域。N端的主要的功能是接收磷酸化以及泛素化信號，調節控制其泛素化以及降解；此外，N端重復的錨蛋白片段可與NF-κB亞基C端的同源域結合，覆蓋NF-κB的核定位信號區，從而抑制NF-κB向細胞核遷移[3]。C端富含酸性氨基酸和蘇氨酸序列，主要的作用是維持結構牢固以及抑制NF-κB與DNA的結合。

1.2 IκBα的功能

由NF-κB經典通路可知，當該通路處于穩定狀態，IκBα結合P50、P65形成一種復合狀態，并以一種無活性的形式存在于胞漿中，因此在一定程度上抑制NF-κB。主要表現為抑制蛋白激酶A催化NF-κB亞基磷酸化、抑制NF-κB核轉錄、抑制NF-κB與DNA結合[2]3862-3872；然而，當細胞受到胞外刺激(TNF、IL-1)時，將會導致腫瘤壞死因子受體相關死亡域蛋白(TRADD)、相關死亡結構域蛋白(FADD)、髓樣分化蛋白抗原(MyD88)、腫瘤壞死因子受體相關分子(Traf6)、人白介素受體相關激酶(IRAK)的活化，從而引起分裂酶原蛋白激酶(MAPK)的激活，進而對該通路中的IκB激酶(IκB kinase,IKK)復合體引起活化。被激活的IKK能夠對位于IκB中的N端32以及36位的絲氨酸起到磷酸化的作用，泛素化分解已經被磷酸化的IκBα中位于21以及22位賴氨酸并且使分離NF-κB。由于IκBα的降解，暴露出了NF-κB分子的核信號區，該條件激發了NF-κB的轉錄進程以及磷酸化的進行并且促進其進入核內，使得其中相關的基因發生轉錄表達和細胞因子的釋放[4]，見圖1。另外，人們發現IκBα能夠在細胞質與細胞核間進行干預，并發揮著舉足輕重的作用。因此我們可推斷IκBα不僅可以抑制NF-κB的激活，還可對NF-κB進行反饋調節。

2 乳腺癌

近年來，腫瘤逐漸發展到談之色變的地步，據統計我國每年有200多萬人死于腫瘤，死亡人口約達到患病人口的1/4。以乳腺癌為代表，這一疾病已成為對于全球婦女健康來說所面臨的最為嚴重的威脅之一，據2018年的統計，全球新增的癌癥人數約有1810萬例，其中患乳腺癌的人數已達到210萬例之多，約占總量的11.6%，另外在新增的癌癥死亡人數以及女性癌癥死亡人數等數據中該病均居于首位[5]。而且中國的乳腺癌發病率仍呈逐年上升的勢態[6]。雖然現今的醫療技術對于乳腺癌而言，在診斷以及相應的治療方面已經取得了較大的進步，但大部分人仍遭受著該疾病的折磨甚至因此失去生命，故對于乳腺癌方向的研究迫在眉睫。

2.1 乳腺癌的病因及臨床表現

乳腺癌的發病機制尚不清楚。目前臨床及科學界較為認同的有乳腺癌細胞的免疫逃逸[7]和NF-κB信號通路的異常活化，在臨床上只能在病因、大體臨床表現以及常見的實驗室檢查中獲取信息，對于乳腺癌做出診斷。

2.1.1 病因

根據流行病學調查，主要原因大致可分為3類：外在因素、內在因素以及其他的一些具有影響的危險因素。外在因素包括：物理、化學和生物因素；其中具有代表性且較為明確的為化學物質和電離輻射[8]內在因素包括：遺傳因素、年齡、月經情況[9]、性激素水平[10]以及機體免疫狀態；其他的因素則包括：肥胖、脂肪攝入、吸煙、飲酒、結婚生育的狀況以及不良心理因素。近年來的心理學研究統計可發現，非健康心理不僅可能會誘導甚至對乳腺癌的發生起著直接作用，對于患者預后還明顯的影響[11]。

2.1.2 臨床表現

乳腺癌的早期多無明顯癥狀，但隨著病程的發展，其主客觀上的癥狀逐漸顯現。大多數患者在有明顯的不適或癥狀時就醫，疾病情況也較發展的較為嚴重。其臨床上的主要表現為：乳房內可觸及腫塊、可有持續性的刺脹痛和皮膚表面的變化，乳頭、乳暈的色澤及外觀的改變，乳頭出現分泌物或增多和相應部位的淋巴結腫大[12]。

2.2 治療

隨著當今醫療水平的發展，乳腺癌治療的理念及方法也隨著時代的變遷而不斷發生變化。在現代醫學概念中，我們不能將乳腺癌與炎癥樣單純的生物性疾病歸為一類，只靠單一的治療，而是需要更加綜合和專業的治療。而現今乳腺癌的治療方案主要有：手術、放化療、中醫治療、內分泌治療、運動治療以及分子靶向治療[13]。

3 IκBα在乳腺癌中的治療進展

在當今，對于乳腺癌的研究主要是癌細胞的增殖、侵襲、遷移以及對化療、放療的耐受。這同時也是在臨床上對乳腺癌治療的棘手問題。最近的研究表明，NF-κB與乳腺癌之間存在著密切的關聯，NF-κB通路有可能成為治療乳腺癌的一個突破口。故與NF-κB通路相關的IκBα的研究也是較為廣泛的，可主要分為三類：抑制IκBα磷酸化，從而抑制NF-κB的活化；上調IκBα的含量，降低NF-κB的活化；增加p-IκBα的含量，促進NF-κB的活化入核。

3.1 在抑制IκBα磷酸化方面的研究

3.1.1 抑制乳腺癌細胞增殖侵襲

在藥物方面，牛敏等人[14]的研究發現1-Nitro-2-acylhydrazine-phenylalanine(C7)可使IκBα的磷酸化受到抑制，阻斷P65蛋白發生核易位進程，阻斷其轉錄活性可降低核內NF-κB/P65的表達。之后，使得基質金屬蛋白酶2以及基質金屬蛋白酶9的表達降低，從而降低了MCF-7細胞在生物體內的轉移能力。李素萍等人[12]在研究中發現，除了對乳腺癌可進行一般治療的同時，還可輔以適量的運動，這樣對細胞內IκBα的磷酸化發揮一定抑制的作用，從而調節NF-κB的活性,減少癌細胞的增殖,再對腫瘤細胞的免疫逃逸進行抑制，最終達到促進癌細胞凋亡的效果。匡楓等人[15]發現人源性激肽釋放酶結合蛋白可以通過抑制腫瘤細胞和人臍靜脈內皮細胞中P65的表達、核本地化和IκBα的磷酸化，降低NF-κB轉錄活化來對腫瘤血管的生成起到明顯的抑制作用，通過該路徑來抑制NF-κB血管形成目標基因的表達，最終達到抑制血管形成的目的。阿里麥什和曼達爾等人[16]通過研究發現石榴乳劑(PE)降低乳腺腫瘤發生過程中環氧合酶-2和熱休克蛋白90的表達，以及阻止IκBα的分解，從而來阻止NF-κB由胞漿向核內遷移的過程，增加Nrf2的表達和核易位。朱莉婭和斯珀利奇[17]通過對于假蝶呤(pseudopterosins)在乳腺癌中的作用中發現假蝶呤可通過抑制白血病細胞和乳腺癌細胞中κ光多肽基因增強子P65和IκB的磷酸化，具有阻斷NF-κB通路的功能。Huan和Chen[18]對于α-連環蛋白的研究，發現α-連環蛋白與IκBα蛋白之間存在相互作用，通過抑制其泛素化及其與蛋白酶體的聯系，穩定IκBα。阻止了RelA(P65)和P50的核定位,進而導致腫瘤壞死因子-α、IL-8和RelB的表達降低；缺乏類泛素化的α-連環蛋白突變體與IκBα減少了交互，從而防止IκBα的泛素化，從而降低了NF-κB靶基因TNF-α、IL-8、血管內皮生長因子(VEGF)和尿激酶(uPA)的表達。

在基因方向上，吉川秀隆等人[19]發現(small interfering RNA,siRNA)介導的Tripartite motif-44，三重基序蛋白-44(TRIM44)基因敲除可顯著降低MCF-7和MDA-MB-231細胞中NF-κB和IκBα的P65亞基的磷酸化，MCF-7和MDA-MB-231細胞的分裂增多和MDA-MB-231細胞的轉移受到抑制。

3.1.2 解除或緩解乳腺癌細胞治療耐受

在藥物方面，廉開禮[20]發現通過干擾MDA-MB-231細胞的腫瘤壞死因子-α-誘導蛋白8樣3(TNFAIP8L3/TIPE3)表達后，蛋白激酶B、IκBα和p65的磷酸化均有降低。另外TIPE3可以增強MCF-7細胞對阿霉素的耐受能力，該結論是通過激活NF-κB信號通路中P-糖蛋白的表達來實現。因此，TIPE3可能是乳腺癌治療中的新的靶點。Yonghua和Shi[21]發現卡夫唑米作為一種第二代蛋白酶體抑制劑，單用卡夫唑米對乳腺癌細胞有細胞毒性作用，并通過增強多柔比星(DOX)誘導的氨基末端激酶(JNK)磷酸化和抑制DOX誘導的IκBα降解而增強DOX誘導的細胞毒作用和凋亡。據研究其在體外對乳腺癌有較強的抗腫瘤作用，能降低乳腺癌細胞對DOX的耐受性。故可以推測卡夫唑米與DOX聯合應用,能有較好的效果。

在基因方向上，AL和海因發現[22]Ras相關的C3肉毒素底物1(Rac 1)的抑制降低了細胞外調節蛋白激酶1/2以及IκBα的磷酸化程度，從而降低了癌細胞中的抗凋亡蛋白以及骨髓細胞白血病蛋白l(Mcl-1蛋白)的產生。

3.2 在上調IκBα方面的研究

3.2.1 抑制乳腺癌細胞增殖侵襲

在藥物研究中，TO901317作為肝X受體(LXRs)的合成激動劑，對肝X受體α(LXRα)基因有很高的親和力。涂劍等人[23]通過對TO901317進行研究發現，TO901317可隨著濃度的增加上調LXRαmRNA的表達。同時，通過抑制NF-κBP65的表達，IκBα表達則相應的上升，從而來對體外MCF-7細胞的侵襲和遷移發揮抑制作用。吳藹林[24]發現通過增加IκBα含量，飛燕草素(Dp)可以對MDA-MB-453細胞和BT-474細胞的增殖起到一定的抑制作用，其中40及80 μmol/L Dp處理效果尤為顯著。克萊爾和Barbieux[25]發現DNA損傷結合蛋白(DDB2)通過誘導IκBα的轉錄而降低乳腺腫瘤的侵襲性。

在基因方向上，楊柳[26]發現可通過Metadherin(MTDH)沉默抑制NF-κB/IκBα通路活性，使IκBα的mRNA以及蛋白的含量有所上升，從而抑制MCF-7細胞增殖。

3.2.2 解除或緩解乳腺癌細胞治療耐受

在基因方向上，杜銳凱[27]發現，與正常乳腺組織相比，乳腺癌腫瘤組織中膜聯蛋白A3(ANXA3)的表達在mRNA和蛋白都有明顯的上升。通過增加IκBα的表達抑制ANXA3的表達從而來實現對NF-κB通路活動的抑制，從而引起間充質-上皮樣轉化過程以及乳腺腫瘤的干細胞狀態的轉化，進而導致該細胞的侵襲性下降以及分裂增殖能力上升。因此應用降低ANXA3表達聯合阿霉素的方案對于乳腺癌的醫治將成為可能。

3.2.3 促進乳腺癌細胞凋亡

就基因方面而言，羅楊婧婷[11]發現長鏈非編碼RNA母系表達基因3能夠降低MCF-7細胞中B淋巴細胞瘤-2基因的表達，并通過抑制MCF-7細胞中IκBα的磷酸化和NF-κBP65、NF-κBP50的核轉位，增加Caspase-3在MCF-7細胞中的表達誘發細胞的凋亡。

3.3 在上調p-IκBα含量方面的研究

3.3.1 抑制乳腺癌細胞增殖侵襲

在藥物研究方面，韓翰[28]發現腫瘤壞死因子相關誘導配體通過刺激轉錄因子IκBα的磷酸化水平、降低表皮生長因子受體的表達而抑制乳腺癌MDA-MB-231細胞的轉移能力。Lili,jiang[29]發現有絲分裂調節劑(PIMREG)與NF-κB的RER同源結構域與IκBα相互競爭，通過干擾NF-κB/IκB-α負反饋環，促進NF-κB的核聚積以及轉錄活性，使NF-κB激活，能夠促進乳腺癌的侵襲性。因此將可能成為乳腺癌治療的新靶點。

在基因方面，Eun Hee和Han[30]發現AKCI通過調控p53/p21/CDC 2/cyclinB 1通路與IκBα的相互作用，Aurora激酶C(AURKC)在Ser32處磷酸化IκBα，間接誘導NF-κB活化，從而降低聚丙烯酸甲酯誘導的NF-κB的活化。使得MDA-MB-231細胞的轉移和侵襲受到明顯抑制，從而減少細胞株并抑制腫瘤生長。

4 結 論

IκBα具有抑制乳腺癌細胞增殖侵襲，解除或緩解乳腺癌細胞治療耐受，促進乳腺癌細胞凋亡的作用，IκBα可能成為乳腺癌通路治療中的靶點或指示分子。

5 展 望

IκBα為IκB(inhibitor of NF-κB)家族中九個成員之一，作為核因子kappab (NF-κB)的一種抑制蛋白，在各種細胞中均有存在。具有抑制NF-κB的活性的功能。此外，由于其分布廣泛且在NF-κB通路中發揮著呈遞信息等至關重要的作用。因此在IκB家族中對于IκBα的研究也是最為豐富的，尤其在腫瘤方向的研究近年來，腫瘤逐漸被人們所了解，且具有很高的死亡率，即便科研界對于部分腫瘤的研究有了一定的了解，但其中機制及其治療仍是公認的棘手問題。其中以乳腺癌最具有代表性，其發病人群廣泛，由于該疾病在發展過程中易發生增殖、轉移、侵襲甚至對于放化療具有一定的耐受性，故對于治療來說仍是較為棘手的。由于其分布廣泛且在NF-κB通路中發揮著呈遞信息等至關重要的作用，在通路中若IκBα發生含量上的變化或活性失調時，便可誘使NF-κB的活性改變，從而導致各種疾病的發生。就此，IκBα可能成為乳腺癌通路治療中的靶點或指示分子。然而其更不僅在NF-κB通路中起作用，對于其他機制仍需進一步研究了解。