核因子κB与糖尿病肾病关系的研究进展

赵建芹(综述)，姜兆顺，穆 红，韩晨东(审校)

(济南军区总医院内分泌科，济南250031)

常见的微血管并发症，是糖尿病患者的主要死因之一。目前DN的发病机制尚未完全阐明，研究表明，炎症机制在DN的发生、发展过程中起着重要作用，并有学者提出把DN看作一种由代谢紊乱引起的炎症性疾病［1］。现就炎性反应因子核因子κB(nuclear factor－kappa B，NF－κB)及其在 DN 中的作用进行简要综述。

1 NF-κB的结构及组成

NF－κB 是由Sen和Baltimore在1986 年［2］分析B淋巴细胞核抽提物时发现的一种能与免疫球蛋白κ轻链基因的增强子κB序列特异结合的核蛋白因子。研究表明，NF－κB广泛存在于多种有核细胞内，NF－κB的家族成员包括:NF－κB1(p50/p105)、NF－κB2(p52/p100)、RelA(p65)、RelB、c－Rel，因此，该家族也称之为NF－κB/Rel家族。在静息状态下，该家族成员以同源或异源二聚体的形式存在于细胞质中，其中以p50/p65二聚体最常见。NF－κB/Rel家族成员的共同特征是每个家族成员的氨基末端都有一个由约300个氨基酸组成的Rel同源结构域(Rel homology domain，RHD)，该区包含 DNA结合区、二聚体化区、核定位信号(nuclear location signal，NLS)区，分别负责与DNA上κB序列的结合、与其同源或异源性亚基形成二聚体及与NF－κB抑制蛋白(inhibitory kappa B，IκB)家族成员的相互结合等。根据羧基末端序列的不同将NF－κB家族成员分为两大类:一类包含 RelA(p65)、RelB、c－Rel，这类成员的的羧基末端序列中含有反式激活结构域，该结构域富含丝氨酸、酸性及疏水性氨基酸，能直接作用于转录元件，激活转录过程;另一类包含p50和p52，其羧基末端序列均不含有反式激活结构域，不能激活转录过程。p50和p52分别由前体蛋白p105和p100水解而来，在p105和p100的氨基端均含有RHD区，并且在羧基端部分均含有锚蛋白重复基序。因此它们既属于核因子κB蛋白家族，又属于核因子κB抑制蛋白家族。

哺乳动物中 IκB 家族的成员包括:IκBα、IκBβ、IκBγ、IκBε、IκBδ、Bcl－3、p105 和 p100。IκB 家族成员的共同特征为羧基末端均含有3～7个锚蛋白重复序列，每个重复序列由30～33个氨基酸残基组成，可与NF－κB二聚体上 RHD的氨基酸残基结合，掩盖NF－κB的 NLS，从而抑制 NF－κB 的核移位。

2 NF-κB的经典激活途径

静息状态时，NF－κB的 p65亚基与其抑制性蛋白IκB单体非共价结合，覆盖 p50蛋白的 NLS，使NF－κB与IκB形成三聚体以失活状态存在于细胞质中。当细胞受到细胞因子，如肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor－α，TNF－α)和应激反应如缺氧、细菌及其产物、尿蛋白、蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)、血管紧张素Ⅱ(angiotensionⅡ，AngⅡ)等信号刺激时，细胞内的NF－κB诱导性激酶首先被激活，然后NF－κB诱导性激酶进一步激活 IκB激酶复合物，后者可使三聚体中IκB氨基端两个保守的Ser残基磷酸化。IκB的磷酸化导致其自身氨基端第21和22位赖氨酸残基在泛素连接酶的催化下与多个泛素分子共价结合。经过以上磷酸化和泛素化，IκB的构象发生改变并被ATP依赖性26S蛋白酶体识别并降解，导致 IκB与 NF－κB的 RHD 区分离，暴露 p50蛋白的核定位信号区，NF－κB得以激活，并移位进入胞核，入核的NF－κB与靶基因上的κB序列特异结合，从而上调靶基因的表达。

3 NF-κB与PN

在肾脏的肾小球系膜细胞、毛细血管内皮细胞、肾小管上皮细胞和由血液循环进入肾脏的血液免疫细胞中均存在NF－κB的转录调控。糖尿病状态下葡萄糖自身氧化［3］、蛋白非酶糖基化终末产物(advanced glycation end product，AGEs)生成［4］、多元醇途径活性增强均可导致NF－κB激活，蛋白尿增加、肾小球硬化、小管间质纤维化。研究发现在糖尿病肾病的局部肾组织中过度激活的NF－κB参与了多种炎性因子、趋化因子、促纤维化因子的合成、细胞外基质交联以及成纤维细胞的分化过程，参与了多种炎性反应的信号转导过程。李荟芹等［5］研究报道，糖尿病鼠的肾小球细胞间黏附分子(intercellular adhesion molecule－1，ICAM－1)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)表达增加，应用NF－κB 抑制剂能够显著降低 ICAM－1、VEGF 的表达水平，提示可能通过NF－κB途径参与DN的发生、发展。

3.1 高血糖与 NF－κB Ibrahim 等［6］发现 PKC 在糖尿病肾病患者表达增加。体外试验显示，高糖可以通过PKC－NF－κB依赖途径诱导大鼠系膜细胞ICAM－1等细胞因子的表达增加，参与DN的发生、发展［7］。Ha等［8］研究发现，高糖可通过PKC及活性氧途径活化肾小球系膜细胞中 NF－κB，且活化的 NF－κB 可上调单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemoattractant protein－1，MCP－1)的表达，用 PKC 及活性氧抑制剂不但可以有效抑制NF－κB的活化，还可以抑制MCP－1的表达。

3.2 肾素－血管紧张素系统与NF－κB 糖尿病状态下，肾素－血管紧张素系统(renin－angiotensin system，RAS)活性增高，尤其是肾组织中AngⅡ含量增加，AngⅡ可通过特异性受体(AT1 和 AT2)激活 NF－κB［9］。研究发现，血管紧张素原基因及血管紧张素Ⅱ1型受体(AT1R)基因的启动子区域含有NF－κB的结合序列，提示激活后的NF－κB既可增加血管紧张素原表达，又可增加AT1R的表达，从而增加了AngⅡ－AT1R的作用，并形成一个正反馈环，促进DN的进展。Takase等［10］研究亦发现，蛋白尿可诱导肾内 NF－κB依赖性的AngⅡ水平增高。由此可见，RAS除了引起局部肾脏血流动力学的改变，参与DN发展外，还可通过与靶细胞表面的特异性受体结合激活NF－κB途径，参与单核巨噬细胞浸润、炎性反应、肾小球硬化及肾小管间质纤维化。

3.3 细胞因子与NF－κB 细胞因子在DN发病中涉及炎性反应、血流动力学改变、细胞外基质代谢、细胞增殖等方面，MCP－1、ICAM－1、白细胞介素 1β(interleukin－1β，IL－1β)、TNF－α 的相应的靶基因上均有NF－κB的结合位点，NF－κB 活化后可促进相应靶基因的转录与表达。转化生长因子 β1(transforming growth factor－β1，TGF－β1)与 NF－κB 的关系非常密切。TGF－β1作为一种前纤维化细胞因子，可减少细胞外基质的分解，并促进细胞外基质沉积增加，而且能诱导炎性细胞浸润和成纤维细胞的增生。由于TGF－β1基因启动子区域并没有 NF－κB的结合位点，因此NF－κB可能并不是直接调节 TGF－β1表达。研究显示，TGF－β1的激活剂转谷酰氨酶的启动与转录由NF－κB调控。另有研究认为，NF－κB 可能是通过增加AngⅡ－AT1R活性而增加TGF－β1表达。但具体机制有待进一步研究。

3.4 AGEs与NF－κB 既往的研究多将高血糖作为NF－κB激活的主要原因，目前多数学者认为因血糖控制不佳导致糖尿病个体产生大量的AGEs，而后者是糖尿病慢性并发症的重要损害因子，其与内皮细胞膜表面的AGEs受体结合进而激活细胞内的转录因子 NF－κB，导致 ICAM－1、MCP－1 等化学因子的释放增多［11］。而这些细胞因子均参与了糖尿病慢性并发症的发生、发展。

3.5 脂质过氧化与NF－κB 1982年，Moorhead提出“脂质肾毒性”假说。随后一系列研究证实，高脂血症可直接通过系膜损伤发展为肾小球硬化，其原理可能是氧化型低密度脂蛋白可促进动脉壁的NF－κB表达。

3.6 遗传与NF－κB 在部分糖尿病患者中，DN的发生表现出家庭聚集现象，另外，不同种族间DN的发生率也存在差异，这提示DN的发生于遗传因素有一定关系。研究发现，携有NF－κB A10等位基因的个体比携带NF－κB A14等位基因的个体更易患1型糖尿病，且其肾脏的损害比率也增高［12］，但相关报道较少，有待于深入研究。

4 调控NF-κB活性药物在DN中的应用

4.1 血管紧张素转化酶抑制剂和AngⅡ受体拮抗剂用血管紧张素转化酶抑制剂或AngⅡ受体拮抗剂治疗后，可减少尿蛋白排泄，对肾脏有保护作用，长期大剂量服用AngⅡ受体拮抗剂可以抑制NF－κB的表达［13］。

4.2 他汀类药物 他汀类药物对DN患者肾脏的保护作用，除了能降低血脂外，还可抑制由NF－κB的激活而引起的炎性因子的表达，改善异常肾血流动力学及抗氧化等非依赖降脂的肾保护作用，从而延缓DN 的进展［14］。

4.3 胰岛素增敏剂 Dandona小组研究发现，肥胖的2型糖尿病患者服用曲格列酮(400 mg/d)4周后，外周血单核细胞NF－κB活性明显受到抑制，IκB蛋白水平显著升高，血浆MCP－1等炎性细胞因子浓度明显下降［15］。Ohga等［16］对 SD 大鼠研究证明，噻唑烷二酮类类药物能抑制糖尿病肾组织NF－κB的激活，抑制ICAM－1的表达及巨噬细胞浸润，对DN肾脏起到保护作用。

4.4 抗氧化剂 糖尿病患者体内存在明显的氧化应激损伤，高血糖可通过PKC及活性氧途径激活肾小球系膜细胞的NF－κB，因此，抗氧化治疗能够抑制NF－κB 的活化。Hofmann等［17］对 1 型和 2 型 DM 患者外周血单核细胞NF－κB活性进行检测，结果发现，有DN并发症的患者 NF－κB表现出更高的结合活性，而应用抗氧化剂α硫辛酸干预后发现NF－κB结合活性比先前降低了38%。

4.5 胰岛素 De Oliveira等［18］研究显示胰岛素能够减少用糖化牛血清白蛋白培养的主动脉血管平滑肌细胞上NF－κB的表达，并且增加过氧化物酶增殖物激活受体γ的表达，从而起到保护血管平滑肌的作用。

5 小结

NF－κB可调控多种与炎性反应、免疫反应有关的细胞因子、黏附分子、趋化因子等基因的表达，从而促进糖尿病及其并发症的发生、发展，在DN的病程进展过程中具有非常广泛而且重要的作用，NF－κB是糖尿病肾病治疗的一个靶点，从抑制NF－κB的活化入手，探索防治DN的有效方法，有望给DN的治疗带来新的思路。

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