NF-κB信號通路在白血病中的機(jī)制研究

張健（綜述）賈秀紅（審校）

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院兒科，山東 256603

白血病是一種不成熟血細(xì)胞異常過度增殖，不形成實(shí)體腫瘤塊的血液系統(tǒng)惡性腫瘤性疾病。根據(jù)白血病細(xì)胞的自然病程和成熟程度，可分為急性和慢性白血病。急性白血病是一種可發(fā)生于所有年齡階段的不成熟腫瘤，如果不及時(shí)治療，可能會迅速死亡。其中，急性淋巴細(xì)胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）是最常見的兒童惡性腫瘤［1］。慢性白血病往往有更多的成熟細(xì)胞，在兒科患者中很少見。耐藥性是癌癥化療的主要障礙，多數(shù)白血病患者的預(yù)后差和高復(fù)發(fā)率與耐藥性有關(guān)［2-4］，因此，急需新的有效藥物來治療白血病。大量研究發(fā)現(xiàn)，包括病毒復(fù)制、放射損傷以及癌癥等各種疾病的產(chǎn)生，都與核因子-κB（nuclear factorκB，NF-κB）信號通路的不受控制有關(guān)［5］。許多腫瘤細(xì)胞都是以NF-κB信號通路的激活來實(shí)現(xiàn)其生存、增殖和對抗腫瘤藥物的耐藥性［6］。因此，研究NF-κB信號通路在白血病中的作用具有重要意義。

1 NF-κB信號通路的結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制

NF-κB/Rel蛋白包括NF-κB1p50/p105、NF-κB2p52/p100、c-Rel、RelA/p65和RelB。NF-κB主要有兩種激活途徑：經(jīng)典途徑和替代途徑。NF-κB經(jīng)典途徑主要為接收到如病毒、促炎細(xì)胞因子及脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）等細(xì)胞外刺激后，激活NF-κB抑制蛋白激酶（IKK）復(fù)合體（IKKβ、IKKα和NEMO），后者將NF-κB抑制蛋白（IκB）磷酸化，IκB磷酸化后導(dǎo)致其自身泛素化，在蛋白酶作用下發(fā)生降解，釋放NF-κB/Rel復(fù)合體并將其轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核，在核內(nèi)單獨(dú)或聯(lián)合其他轉(zhuǎn)錄因子共同誘導(dǎo)靶基因表達(dá)。替代途徑是誘導(dǎo)NF-κB的激酶（NF-κB-inducing kinase，NIK）激活I(lǐng)KKα，使NF-κB2磷酸化，從而導(dǎo)致p52、RelB異二聚體在細(xì)胞核中積累，誘導(dǎo)目的基因表達(dá)［7］。兩條途徑的主要區(qū)別在于，經(jīng)典途徑是IκB起到核心作用，而替代途徑主要是通過控制NIK周轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)［8］。NF-κB1（p50）/RelA（P65）和c-Rel在固有免疫中起重要作用，NF-κB2（p52）/RekB在外周淋巴組織和B細(xì)胞的增殖分化中起重要作用［9］。

2 NF-κB信號通路與白血病的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)，組成型激活的NF-κB可以轉(zhuǎn)錄激活Bcl-2和Bcl-XL（抗凋亡/生存因子），從而保護(hù)腫瘤細(xì)胞免受凋亡及各種化學(xué)藥物的刺激［10］。另外發(fā)現(xiàn)，通過抑制NF-κB信號通路可以使促凋亡信號被激活、促存活應(yīng)答被抑制，可以增加惡性腫瘤細(xì)胞對化療藥物的敏感性。大量研究都證實(shí)了NF-κB作為腫瘤疾病治療靶標(biāo)的重要性。

Karabay等［11］研究表明，在幾種血液系統(tǒng)癌癥中已經(jīng)觀察到NF-κB信號通路的組成性激活。正常造血干細(xì)胞中NF-κB的表達(dá)較低，而在白血病干細(xì)胞中則明顯過表達(dá)。因此，NF-κB可作為白血病細(xì)胞的潛在治療靶標(biāo)［12］。Darwish等［13］使用實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)（RT-PCR）對103例急性髓細(xì)胞白血病（acute myelocytic leukemia，AML）患者骨髓樣本中的NF-κB表達(dá)進(jìn)行了評估，發(fā)現(xiàn)與對照組相比，這些AML患者中80.5%的NF-κB表達(dá)增加。Cilloni等［14］研究表明，NF-κB活性較高的AML患者具有更強(qiáng)的侵襲性特征，表現(xiàn)在具有更高的白細(xì)胞計(jì)數(shù)和更高的外周血、骨髓中母細(xì)胞計(jì)數(shù)。該報(bào)告還表明NF-κB的高表達(dá)與AML患者預(yù)后不良之間可能存在聯(lián)系。Vilimas等［15］認(rèn)為NF-κB信號通路在急性T淋巴細(xì)胞白血病（T-cell acute lymphoblastic leukemia，T-ALL）中非常活躍，抑制該通路可以有效地在體內(nèi)和體外限制腫瘤細(xì)胞的生長。NF-κB的失調(diào)還會促進(jìn)淋巴細(xì)胞不適當(dāng)?shù)脑鲋撑c存活，是淋巴細(xì)胞惡性腫瘤的關(guān)鍵特征［7］。最近越來越多的證據(jù)顯示，惡性腫瘤的發(fā)生與NF-κB的異常激活及其與其他信號分子或通路的相互作用緊密相關(guān)［16］。因此，它被認(rèn)為是包括白血病在內(nèi)的幾種癌癥預(yù)后不良的危險(xiǎn)因素。

3 NF-κB信號通路的上調(diào)與下調(diào)

3.1 糖原合成酶激酶3β（GSK-3β）上調(diào)NF-κB表達(dá)GSK-3是在小鼠骨骼肌中鑒定出的絲氨酸/蘇氨酸激酶。GSK-3的兩種同工型分別為：51 kDa（GSK-3α）和47 kDa（GSK-3β）。GSK-3β在血液自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）和骨髓粒細(xì)胞中表達(dá)較高［17］。Tovar等［18］研究發(fā)現(xiàn)30例新診斷的ALL兒童中通過GSK-3β免疫組化顯示8例患兒為陽性，8例患兒為弱陽性，14例患兒為陰性，陽性與陰性、弱陽性與陰性患者NF-κB相對表達(dá)水平差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.001）。Hu等［19］研究發(fā)現(xiàn)通過抑制GSK-3β可下調(diào)NF-κB活化通路，從而抑制NF-κB調(diào)控基因的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞凋亡。綜上，NF-κB表達(dá)水平與GSK-3β存在關(guān)系，選擇性抑制GSK-3β可作為白血病治療的新靶點(diǎn)。

3.2 DHX15上調(diào)NF-κB表達(dá) DHX15是一種含有RNA解旋酶的DEAH box，是剪接最后一步所需要的剪接因子，通過促進(jìn)剪接體的拆卸和內(nèi)含子的釋放在剪接的最后一步發(fā)揮作用。DHX15在造血干細(xì)胞和白血病細(xì)胞中高表達(dá)，而在成熟血細(xì)胞中低表達(dá)［20］。Pan等［21］研究發(fā)現(xiàn)DHX15可以激活NF-κB轉(zhuǎn)錄。敲低DHX15可降低NF-κB亞基P105/P50的表達(dá)水平、抑制P65的核轉(zhuǎn)位和激活，從而抑制NF-κB的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。同時(shí)，Pan等還發(fā)現(xiàn)DHX15敲除后NF-κB通路的多個(gè)靶點(diǎn)也被下調(diào)，包括Bcl-2、Bcl-XL和SURVIVIN等。總之，DHX15通過上調(diào)NF-κB信號通路在白血病的發(fā)生中發(fā)揮重要作用。

3.3 miR-708下調(diào)NF-κB表達(dá) 微小RNA（microRNAs，miRNAs）是一種長度約為22個(gè)核苷酸的單鏈非編碼RNA，通過抑制信使RNA（mRNA）蛋白的翻譯或促進(jìn)其降解，在轉(zhuǎn)錄后水平負(fù)向調(diào)控基因表達(dá)。它們對正常發(fā)育和維持體內(nèi)平衡至關(guān)重要［22］。Baer等［23］研究發(fā)現(xiàn)，miR-708的作用靶標(biāo)是IKKβ（促進(jìn)NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵激酶），其與IKKβ的3’-非翻譯區(qū)域相互作用，miR-708過表達(dá)抑制了內(nèi)源性IKKβ。miR-708破壞了IKKβ靶點(diǎn)IκBα的磷酸化和NF-κB靶基因的表達(dá)。與正常B細(xì)胞相比，在慢性淋巴細(xì)胞白血病（chronic lymphocytic leukemia，CLL）中IKKβ的表達(dá)水平較高，高水平的IKKβ在CLL中可能導(dǎo)致更高的磷酸化誘導(dǎo)IκBα的降解，增強(qiáng)NF-κB轉(zhuǎn)錄因子的釋放，以誘導(dǎo)靶基因的表達(dá)。因此，研究miR-708對白血病，尤其是CLL具有重要意義。

4 NF-κB信號通路抑制劑

隨著對NF-κB信號通路作用的不斷了解，越來越多的關(guān)于靶向該途徑的新藥在不斷研究。如針對NF-κB信號通路靶蛋白的抑制劑：（1）蛋白酶體抑制劑。蛋白酶體抑制作用的關(guān)鍵機(jī)制之一是通過阻斷IκB的降解從而抑制NF-κB信號通路［24］。Narayanan等［25］研究表明，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)（UPS）抑制劑與常規(guī)抗癌藥物的組合產(chǎn)生了協(xié)同活性，可以恢復(fù)癌細(xì)胞對常規(guī)化療藥物的敏感性，可顯著改善化療期間患者的預(yù)后。Bertaina等［26］評估了硼替佐米聯(lián)合化療治療30例B細(xì)胞前體急性淋巴細(xì)胞白血病（BCP-ALL）和7例T-ALL患者的療效，其中30例BCP-ALL患者中有22例（73%）、7例T-ALL患者中有5例（71%）均達(dá)到了完全緩解（CR）或完全緩解伴血小板不完全恢復(fù)（CRp）。2年總生存率（overall survival，OS）為31.3%；具有最小殘留病（minimal residual disease，MRD）反應(yīng)的CR/CRp患者的2年OS為68.4%。這些數(shù)據(jù)證實(shí)了硼替佐米聯(lián)合化療對兒童復(fù)發(fā)/難治性ALL是一個(gè)合適/有效的選擇。（2）IKK抑制劑。IKK磷酸化IκB家族，最終導(dǎo)致IκB降解，釋放NF-κB。在這一過程中，IKK復(fù)合體起到了關(guān)鍵的作用。LN120B是一種新型、特異性穩(wěn)定的IKKβ小分子抑制劑，通過抑制IκB磷酸化和降解IκB，阻斷腫瘤壞死因子（TNF）-α誘導(dǎo)的多發(fā)性骨髓瘤（multiple myeloma，MM）細(xì)胞中NF-κB的激活。其阻斷經(jīng)典途徑和MM細(xì)胞系的生長，但不抑制替代途徑［27］。Hideshima等［28］研究表明，通過四甲基偶氮唑藍(lán)（methyl thiazolyl tetrazolium，MTT）法和［3 H］胸腺嘧啶攝取法分別評估MLN120B（20μmol/L）誘導(dǎo)抑制MM高達(dá)35%和75%。（3）天然化合物。姜黃素是從姜黃根莖中提取的活性多酚，通過抑制NF-κB活性和增強(qiáng)caspase 3活性而有效誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，在多種癌癥中具有抑制細(xì)胞增殖、炎癥、誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯和凋亡的作用。因此，姜黃素通過其在癌癥發(fā)病中的機(jī)制作用，特別是在慢性髓性白血病細(xì)胞中，被證明是一種有效的NF-κB抑制劑［29］。

5 總結(jié)與展望

NF-κB信號通路在白血病的發(fā)生、發(fā)展中都起到了非常重要的作用。大量研究表明，調(diào)控該通路的因子如miR-708、GSK-3β、DHX15都與NF-κB信號通路的表達(dá)密切相關(guān)。越來越多靶向該通路的抑制劑也得到了深入研究，但是仍有諸多不足之處，譬如目前尚不存在NF-κB替代途徑的特異性抑制劑。NIK是替代途徑的關(guān)鍵調(diào)控因子，研究表明，用抗NIK shRNA敲低NIK表達(dá)可同時(shí)抑制NF-κB經(jīng)典及替代途徑［6］。因此，研究靶向NIK的特異性抑制劑將具有深刻意義。隨著研究的進(jìn)一步深入，靶向NF-κB信號通路將成為減少白血病細(xì)胞存活率和耐藥性的重要目標(biāo)。