核因子κB抑制剂对肿瘤化疗、免疫治疗增敏及抑制转移作用研究进展*

贾 强 孟召伟 谭 建

在肿瘤的治疗过程中，耐药、复发及转移等情况的发生是很常见、也是很棘手的问题，目前有关癌细胞发生这些变化的分子机制研究是国际上的热点和前沿。近些年，以Van Waes等[1]和Karin等[2]为代表的很多研究证实了核因子κB（NF-κB）所调控的基因在癌细胞增殖、浸润、新生血管形成、耐药、转移等多个方面都起到了重要的作用，而使用NF-κB抑制剂可以有效地抑制癌细胞的增殖，增加癌细胞对化学、免疫治疗的敏感性，并且可以产生抑制癌细胞转移的作用。笔者通过综述NF-κB的结构、功能以及1种具有代表性的NF-κB抑制剂DHMEQ在肿瘤化疗增敏、免疫治疗增敏以及抑制转移等方面的研究进展，论证NF-κB与肿瘤的关系以及NF-κB抑制剂在肿瘤治疗中的意义。

1 NF-κB的结构、信号传导通路和功能

NF-κB主要由5个成员组成，分别是NF-κB1（又称p50）、NF-κB2（又称 p52）、c-Rel、Rel A（又称 p65）和 Rel B，NF-κB主要以二聚体的形式存在。NF-κB在未被激活的时候被NF-κB抑制子（IκB）所封闭，并存在于细胞浆内。在激活因素的作用下，IκB 激酶（IκB kinase，IKK）被激活，进而水解IκB，活化的NF-κB进入细胞核，对其所调控的基因产生作用。NF-κB的信号传导通路有经典和非经典通路2条。

NF-κB是一种转录因子，其调控的基因产物与肿瘤的发生发展和凋亡的关系非常密切，例如：Van Waes等[1]和Karin等[2]报道的白介素（IL）-1、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、肿瘤坏死因子（TNF）-α以及干扰素（INF）-γ等细胞因子，凋亡蛋白抑制因子（inhibitor of apoptosis proteins，IAPs）、survivin、XIAP、c-FLIP、TRAF以及Bcl-xL等凋亡途径中的关键因子；Baritaki等[3]报道的死亡受体（death receptor，DR）5；Beach 等[4]报道的Snail以及E-cadherin等与癌细胞转移相关的因子，E-selectin、ICAM-1、VCAM-1等细胞间黏附分子和MHC蛋白等。总之，上述因子影响NF-κB表达，恶性肿瘤NF-κB的高表达又是癌细胞逃避凋亡的重要机制，因此对NF-κB的抑制无疑可以起到抗肿瘤的作用。

2 NF-κB 与癌细胞化疗耐药和免疫治疗耐药

癌细胞的显著特点就是具有异乎寻常的增殖能力，可以无限制地自我复制、逃避凋亡、向周围浸润和远处转移等。MacKenzie等[5]证实对癌细胞的化学治疗，如顺铂、紫杉醇、依托泊甙、长春新碱等大多是通过阻止癌细胞增殖、诱导癌细胞凋亡来达到治疗目的。免疫治疗包括肿瘤细胞特异细胞免疫、抗肿瘤体液免疫、自身免疫激活等多种方法，目前认为肿瘤的免疫治疗特异性很高、不良反应小，且大多可以开发自身免疫系统的潜能。Wu等[6]证实免疫治疗肿瘤同样是通过诱导癌细胞凋亡来实现治疗目的。例如，Wu等[6]指出，毒性T淋巴细胞所介导的肿瘤免疫治疗有2个机制：其一，毒性T淋巴细胞识别癌细胞上的MHC蛋白并与之结合，结合后的毒性T淋巴细胞释放granzymes和perforin，两者作用于癌细胞诱导其产生凋亡；其二，毒性T淋巴细胞有FasL和TRAIL（tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand）的表达，两者分别与癌细胞上所表达的Fas和DR5相结合，通过依赖Fas-FasL通路和DR5-TRAIL通路诱导癌细胞凋亡。此外，Dalle等[7]证实目前已经开发成功的bevacizumab（VEGF抗体）、cetuximab（EGFR 抗体）和 panitumumab（EGFR 抗体）等免疫抗体已经可以有效地治疗直结肠癌等恶性肿瘤，而这些免疫抗体通过抗体依赖细胞介导的细胞毒作用、细胞依赖的细胞毒作用等诱导的细胞凋亡来实现治疗目的的。

癌细胞的耐药机制主要是干扰和打乱化疗和免疫治疗所诱导的凋亡途径，使其对诱导凋亡的刺激不再敏感。NF-κB与癌细胞化疗耐药关系十分密切，因为高活性的NF-κB可以促进凋亡拮抗因子 （如 Bcl-xL、Bcl-2、Mcl-1、IAPs、FLIP、A1/Bfl-1、TRAF等）的大量生成，产生耐药。Katsman等[8]和Adams等[9]都证实Bcl-xL、Bcl-2是Bcl-2家族中拮抗凋亡的成员，它们会阻碍线粒体释放细胞色素C这个过程，从而抑制凋亡瀑布的发生；而FLIP和IAPs会对Caspase产生特异性很强的抑制，从而也可以抑制凋亡。癌细胞的免疫治疗耐药比较复杂，Cretney 等[10]和 Baritaki等[11]都提出，NF-κB可以通过作用于癌细胞内的转录因子YY1（Yin Yang1）来下调Fas的表达，从而使得依赖Fas-FasL通路的抗肿瘤细胞毒性T淋巴细胞的免疫治疗失效、不能再使癌细胞产生凋亡；另一方面，NF-κB还可以通过作用于YY1来下调DR5的表达，从而使得依赖DR5-TRAIL通路的抗肿瘤细胞毒性T淋巴细胞的免疫治疗失效、不能再使癌细胞产生凋亡。

3 NF-κB抑制剂DHMEQ对肿瘤化疗、免疫治疗增敏以及抑制转移的作用

NF-κB在免疫调节、炎症反应、凋亡和肿瘤发生过程中的作用已经比较明确，因此，很多研究正在致力于开发高效的NF-κB 抑制剂。Van Waes[1]、Karin[2]和 Sethi等[12]的研究均证实，对NF-κB的抑制可以通过抑制其信号传导通路上的多个环节来实现，例如：可以作用在IKK、蛋白水解酶体、NF-κB向核内的转运过程、NF-κB与DNA的结合、NF-κB的翻译等关键步骤上。

很多临床常用的药物，如阿司匹林、肾上腺皮质激素、布洛芬、柳氮磺胺吡啶等都被发现对NF-κB有一定的抑制作用。很多能够起到降低动脉硬化、癌症或神经系统退行性疾病发病危险性的膳食补充剂，如黄酮类化合物、curcumin、parthenolide等预防疾病的原理都与这些食物能够影响NF-κB信号传导通路有关。另外还有一类小分子NF-κB抑制剂，例如 DHMEQ、panepoxydone和 cycloepoxydon，它们都有着cyclohexylepoxydone的基本结构。Katsman等[8]和Yamamoto等[13]的报道证实DHMEQ具有很强的抑制NF-κB向细胞核内转运的功能，并且可以和p50、p65、c-Rel和Rel B上的半胱氨酸结合导致NF-κB失活，而panepoxydone和cycloepoxydon的作用机制是抑制IKK。

3.1 DHMEQ有肿瘤化疗增敏的作用 简单地说，治疗增敏是指一种物质的作用可以调整并降低癌细胞对另一种物质（如化疗药物或免疫治疗抗体）所诱导凋亡的阈值，而癌细胞内NF-κB途径的激活对凋亡途径中拮抗调节的过程发挥了十分重要的作用，是癌细胞化疗耐药和免疫治疗耐药的关键改变。因此，对NF-κB的抑制会降低癌细胞抵抗凋亡的能力、降低凋亡的阈值，最终达到治疗增敏的目的。DHMEQ作为非常有代表性的一种NF-κB抑制剂，在降低癌细胞耐药中所发挥的作用很好地说明了这个问题。

在前期工作中，笔者进行了联合DHMEQ和紫杉烷类化疗药物治疗未分化甲状腺癌（anaplastic cancer cell，ATC）的研究，结果表明在ATC细胞化疗耐药产生过程中存在着NF-κB诱导机制，根据该机制将分子靶向性强的NF-κB抑制剂与紫杉烷类化疗药物进行联合，可以通过抑制NF-κB有效地降低癌细胞对抗凋亡的阈值[14-15]，因此，在联合治疗时不仅可以增加癌细胞对化疗药物的敏感性、降低化疗药物的使用剂量，也可以获得协同的疗效。日本庆应大学的研究小组在这方面做了大量的科研工作。Jazirehi等[16]和Vega等[17]分别对非何杰金淋巴瘤细胞和利妥昔单抗耐药型非何杰金淋巴瘤癌细胞的化疗研究中使用了DHMEQ，结果显示NF-κB抑制剂有使紫杉醇、阿霉素、顺铂、长春新碱和依托泊苷等化疗药增敏的效果。

3.2 DHMEQ在肿瘤免疫治疗增敏中的作用 Baritaki等[3,11]Katsman等[8]和Cretney等[10]均提出了DHMEQ对肿瘤免疫治疗增敏的机制，首先DHMEQ抑制NF-κB向核内的转运，进而通过下调NF-κB所调控的因子YY1来降低对DR5和Fas表达的抑制，从而使得DR5和Fas表达水平增高，因此增加了依赖DR5-TRAIL通路和Fas-FasL通路的抗肿瘤免疫治疗的效果和敏感性。例如，Baritaki等[3,11]通过对前列腺癌模型的研究，证明DHMEQ使得免疫治疗增敏的机制就是通过抑制NF-κB而抑制转录因子YY1，进而增加DR5和Fas的表达量，最终使得癌细胞对依赖DR5-TRAIL通路和Fas-FasL通路的免疫治疗增敏。

实际上，因为针对癌细胞的化疗和免疫治疗都是通过诱导癌细胞的凋亡来达到治疗目的的，所以两种治疗方法之间还存在着交叉耐药的现象，即癌细胞对化疗或免疫治疗中的一种耐药会导致对另一种也耐药。为了克服这个难题，对干扰凋亡途径的重要因子和关键传导通路的抑制成为了研究的重点，Katsman等[8]证实对NF-κB的抑制可以实现对化疗和免疫治疗有效的增敏。

3.3 DHMEQ在抑制肿瘤转移的作用 癌细胞的转移过程复杂，首先会出现位置固定的有极性的上皮细胞向有游走能力的间充质细胞的转化过程，Yang等[18]报道指出这个过程依赖于NF-κB通路和TGF-β通路所诱导增高的Snail、Slug和SIP1等，在这些增高的细胞因子的抑制作用下，癌细胞会失去上皮细胞的特征性膜蛋白E-cadherin等的表达而从原位上脱落并获得游走能力。Katsman等[8]的研究显示有转移能力的癌细胞穿透血管壁进入血液循环的机制和在NF-κB调节下明显增高的ICAM-1、ECAM-1和VCAM-1活性有关；癌细胞对邻近组织或远处转移组织的侵袭性是依靠NF-κB调节增高的基质金属蛋白酶（MMP）和尿激酶型纤溶酶原激活剂（uPA）等来实现的。此外，Li等[19]还提出Raf-1 kinase inhibitor protein（RKIP）的增高是抑制癌细胞转移的重要机制，RKIP可以直接作用并抑制Raf-1-MEK1/2和NF-κB通路中的IKK，因此RKIP是细胞内控制NF-κB活性的重要机制，而受到高活性NF-κB调节增高的Snail会反过来抑制RKIP的表达和功能，因此一般恶性程度较高的癌细胞内RKIP的表达都很低。

Katsman等[8]的研究表明，在DHMEQ对NF-κB的抑制作用下Snail水平会降低，进而可以避免对E-cadherin的抑制，而增高表达的E-cadherin会使上皮细胞向充质细胞的转化过程受阻，从而自癌细胞发生转移的第一步便产生了抑制效果。DHMEQ还可以通过抑制NF-κB明显增加癌细胞内RKIP的表达，来达到抑制癌细胞转移的效果。RKIP活性的增高还会通过抑制YY1来增加DR5的表达，使得依赖DR5-TRAIL通路的抗肿瘤免疫治疗更加敏感有效。

本文以一个高效的NF-κB抑制剂DHMEQ作为代表，通过对近3年相关文献的回顾总结，说明在恶性肿瘤的治疗中，联合应用NF-κB抑制剂可以有效地增加化疗和免疫治疗的敏感性，并且可以实现抑制癌细胞转移的作用。

[1] Van Waes C.Nuclear factor-kappaB in development,prevention,and therapy of cancer[J].Clin Cancer Res,2007,13(4):1076-1082.

[2] Karin M.Nuclear factor-kappaB in cancer development and progression[J].Nature,2006,441(7092):431-436.

[3] Baritaki S,Huerta-Yepez S,Sakai T,et al.Chemotherapeutic drugs sensitize cancer cells to TRAIL-mediated apoptosis:up-regulation of DR5 and inhibition of Yin Yang 1 [J].Mol Cancer Ther,2007,6(4):1387-1399.

[4] Beach S,Tang H,Park S,et al.Snail is a repressor of RKIP transcription in metastatic prostate cancer cells[J].Oncogene,2008,27(15):2243-2248.

[5] MacKenzie SH,Clark AC.Targeting cell death in tumors by activating caspases[J].Curr Cancer Drug Targets,2008,8(2):98-109.

[6] Wu AA,Niparko KJ,Pai SI.Immunotherapy for head and neck cancer[J].J Biomed Sci,2008,15(3):275-289.

[7] Dalle S,Thieblemont C,Thomas L,et al.Monoclonal antibodies in clinical oncology[J].Anticancer Agents Med Chem,2008,8(5):523-532.

[8] Katsman A,Umezawa K,Bonavida B.Chemosensitization and immunosensitization of resistant cancer cells to apoptosis and inhibition of metastasis by the specific NF-kappaB inhibitor DHMEQ[J].Curr Pharm Design,2009,15(7):792-808.

[9] Adams JM,Cory S.Bcl-2-regulated apoptosis:mechanism and therapeutic potential[J].Curr Opin Immunol,2007,19(5):488-496.

[10]Cretney E,Takeda K,Smyth MJ.Cancer:novel therapeutic strategies that exploit the TNF-related apoptosis-inducing ligand(TRAIL)/TRAIL receptor pathway[J].Int J Biochem Cell Biol,2007,39(2):280-286.

[11]Baritaki S,Suzuki E,Umezawa K,et al.Inhibition of Yin Yang 1-dependent repressor activity of DR5 transcription and expression by the novel proteasome inhibitor NPI-0052 contributes to its TRAIL-enhanced apoptosis in cancer cells[J].J Immunol,2008,180(9):6199-6210.

[12]Sethi G,Sung B,Aggarwal BB.Nuclear factor-kappaB activation:from bench to bedside[J].Exp Biol Med(Maywood),2008,233(1):21-31.

[13]Yamamoto M,Horie R,Takeiri M,et al.Inactivation of NF-kappaB components by covalent binding o(-)dehydroxymethylepoxyquin omicin to specific cysteine residues[J].J Med Chem,2008,51(18):5780-5788.

[14]Meng Z,Mitsutake N,Nakashima M,et al.Dehydroxymethylepoxyquinomicin,a novel nuclear Factor-kappaB inhibitor,enhances antitumor activity of taxanes in anaplastic thyroid cancer cells[J].Endocrinology,2008,149(11):5357-5365.

[15]孟召伟,董峰,谭建.NF-κB抑制剂与紫杉烷联合靶向性化疗在未分化甲状腺癌的研究[J].天津医药,2009,37(9):730-733.

[16]Jazirehi AR,Vega MI,Bonavida B.Development of rituximab-resistant lymphoma clones with altered cell signaling and cross-resistance to chemotherapy[J].Cancer Res,2007,67(3):1270-1281.

[17]Vega MI,Jazirehi AR,Huerta-Yepez S,et al.The NF-kB inhibitors(bortezomib and DHMEQ)sensitize rituximab-resistant AIDSBNHL[J].Leukemia Lymphoma,2008，49(10):1982-1994.

[18]Yang J,Weinberg RA.Epithelial-mesenchymal transition:at the crossroads of development and tumor metastasis[J].Dev Cell,2008,14(6):818-829.

[19]Li HZ,Wang Y,Gao Y,et al.Effects of raf kinase inhibitor protein expression on metastasis and progression of human epithelial ovarian cancer[J].Mol Cancer Res,2008,6(6):917-928.