核因子-κB在动脉粥样硬化中的作用及中医药防治进展

生书萌，霍清萍

(1.上海市第六人民医院，上海 200233；2.上海中医药大学，上海 201203)

核因子-κB在动脉粥样硬化中的作用及中医药防治进展

生书萌1，2，霍清萍1

(1.上海市第六人民医院，上海 200233；2.上海中医药大学，上海 201203)

NF-κB；动脉粥样硬化；机制；中医药防治

动脉粥样样硬化(atherosclerosis，AS) 可引起一系列的心脑血管病变，严重危害人类健康，其病变主要累及大中型动脉，脂质沉积于动脉内膜，内膜纤维化、钙化形成粥样斑块，致管壁变硬、管腔狭窄，使体内重要器官缺血，功能障碍以至机体死亡。核因子-κB(nuclear factor-kappaB，NF-κB)是一种具有调控多项基因转录作用的转录因子，参与炎症反应和免疫应答、细胞增殖及凋亡的调控。研究表明，NF-κB在AS发生、发展过程中有着重要作用：从早期脂质活化、内皮损伤，到最终斑块形成、破裂，炎性反应参与了动脉粥样硬化形成发展的全过程；并且与AS斑块形成过程中的炎症反应的相关基因多为NF-κB的靶基因，由NF-κB信号通路调控其转录表达[1]。现将NF-κB在动脉粥样硬化中的作用作一综述。

1 NF-κB概述

1986年Sen等[2]首次在成熟B细胞、浆细胞中发现一种能够和免疫球蛋白κ轻链基因的增强子B点特异结合，并能促进κ基因表达的核蛋白因子，称之为NF-κB。NF-κB广泛存在于真核生物中，是一个由复杂的多肽亚单位组成的蛋白家族——NF-κB/Rel家族。

NF-κB/Rel家族成员主要包括:RelA(p65)、RelB、C-Rel、NF-κB1(p50)及NF-κB2(p52)[3]，Rel家族蛋白的特征是其N末端都含有一个约300个氨基酸组成的Rel同源区(Rel ho-mology domain，RHD)，该区是DNA结合功能域、κB抑制蛋白(inhibitory κB，IκB)结合区及核定位信号区域(nuclear location signal,NLS)。NF-κB的活化形式为二聚体,NF-κB家族成员间可相互形成同源或异源二聚体,不同的NF-κB/Rel蛋白二聚体具有各自独有的特性,可识别不同的DNA靶目标。其中,在细胞中发挥主要生理作用且最丰富的二聚体是p50-p65 异源二聚体,故通常一般将NF-κB定义为p50/p65异源二聚体。

IκB抑制蛋白是NF-κB的主要调控抑制蛋白。IκB家族包括IκB-γ、IκB-δ、IκB-α、IκB-β、IκB-ε、Bcl3和Cactus等成员。IκBs多存在于细胞浆中，与p50-p65 异源二聚体具有高亲和力，能特异性的识别NF-κB的氨基酸残基，与其结合形成NF-κB/IκB三聚体复合物，掩盖NF-κB核定位序列(NLS)，从而整个复合物以无活性形式存在于胞浆中，阻止NF-κB进入细胞核中，NF-κB与目的基因启动子区域的特定序列无法结合，调节基因转录的功能受到抑制。见图1。

Ⅰ组蛋白：包括NF-κB1(p50)和NF-κB2(p52)，分别有前体蛋白p105和p100经蛋白酶降解产生(p105和p100还分别产生IκBγ和IκBδ)；Ⅱ组蛋白：包括RelA(p65)、RelB和C-Rel；IκB蛋白包括IκB-γ，IκB-δ，IκB-α，IκB-β，IκB-ε。IκB蛋白与NF-κB二聚体可形成三聚体，蛋白前体可与任何NF-κB/Rel蛋白形成二聚体。

图1 NF-κB蛋白

静息状态下，NF-κB以无活性的状态稳定地存在于细胞胞浆内，不具有调节NF-κB基因转录的能力[4]。NF-κB激活主要通过IκB-α的降解实现。IκB激酶(IκB kinase,IKK)，作为NF-κB信号转导途径与“环境”联系的纽带，可与NF-κB激活信号直接作用并被激活。活化的IKK将诱导IκB磷酸化的发生，继而达到激活NF-κB的目的。

当细胞受到刺激(如炎性细胞因子、氧化剂、脂多糖、病毒、磷脂等)，NF-κB诱导激酶(NF-κB-inducing kinase,NIK)激活，随之IKK活化，催化IκB磷酸化，在泛素、蛋白酶体作用下，IκB降解并从三聚体上解离，p50蛋白的核定位信号暴露,从而释放并活化NF-κB，NF-κB蛋白随即移位进入细胞核，入核的NF-κB与靶基因上的κB位点发生特异性结合，启动基因转录，诱导靶基因mRNA的合成，从而促进相关基因的转录、表达[5-6]。IκB基因的启动子包含NF-κB结合位点，活化的NF-κB启动IκB的基因转录，合成新的IκB，新的IκB与NF-κB二聚体再次结合，使NF-κB通路失活，重新回到胞质中。这样IκB通过自身负反馈调节形成了NF-κB/ IκB系统的自动调节机制，保证了NF-κB活化的短暂性，使激活的细胞能迅速回到静息状态，以维持细胞的自身稳定[7-8]。见图2。

图2 NF-κB信号通路激活示意图

2 NF-κB与AS

动脉粥样硬化是发生在大、中动脉的一种缓慢进展的炎性疾病，它的特征是巨噬细胞源性泡沫细胞在血管壁聚集，伴随着一系列细胞因子、生长因子和化学因子的产生，促使血管壁脂质沉积、脂纹形成和纤维组织损伤，最终导致斑块形成，管腔狭窄。NF-κB是细胞因子、黏附分子和生长因子之间重要的联络因子，在AS形成中起重要作用[9-10]，可促使硬化斑块形成、生长和破裂，最终导致心脏病和脑卒中等危重疾病的发生。研究发现，在动脉粥样硬化斑块组织内的内皮细胞、平滑肌细胞和巨噬细胞中存在大量明显处于激活状态的NF-κB因子，而正常血管壁组织内仅检测到极微量或没有活性的NF-κB，证实NF-κB参与了AS的形成，在AS的发生、发展过程中起重要作用[11-12]。

2.1 NF-κB与炎症反应 在AS早期阶段，多种刺激因素(高血压、肥胖、感染等)长期作用于血管壁，诱发动脉壁脂质聚集部位的炎症反应[13]。长期慢性炎症可刺激内膜增生，平滑肌增殖、移动，在血管局部形成损伤并产生各种细胞因子(如INF-α、IL-6)，使血管内皮的通透性及黏附性增加、诱导基质的降解等，引起细胞黏附，生成脂质斑块，促进AS病变发生、发展。炎症反应还可使斑块表面纤维帽变薄,削弱了斑块纤维帽的稳定性，促进斑块不稳定性发展，最终导致斑块破裂，血栓形成。

细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)，P/E-选择素，血管黏附分子-1(vascular adhesion molecule-1，VCAM-1)，干扰素(interferon，INF)，白介素(interleukin，IL)-1、IL-6、IL-8)，肿瘤杀伤因子-α(tumor-killing factor -α，TNF-α)等在AS的炎症过程中起重要作用，这些基因的启动子或增强子中存在一个或多个κB序列，其活化受到NF-κB的调控[14-16]。NF-κB激活后，将导致炎症因子过度表达，引起明显的炎症反应[17]。

细胞静息状态时，NF-κB以无活性的形式存在，炎症因子和细胞因子的产生和释放增多，能促使IκB-α降解，又进一步使NF-κB激活，如此循环反复，导致最初炎症信号不断放大，甚至导致炎症反应失控。由此可见，NF-κB能激活、调控炎症及其相关因子的表达，再通过炎症因子之间的连锁放大效应使动脉粥样硬化病变程度加剧。

综上所述，NF-κB可通过调控炎性因子的产生，进而调节白细胞的聚集、泡沫细胞形成以及AS斑块的稳定性，参与促进动脉粥样硬化的形成发展。

2.2 NF-κB与内皮细胞损伤、凋亡 动脉壁血管内皮细胞的损伤、凋亡是目前公认的AS形成的始发步骤。氧化型低密度脂蛋白(oxidized low densitylipoprotein,oxLDL)、ROS(reactive oxygen species)、血管紧张素Ⅱ(Angiotensin，Ang Ⅱ)、葡萄糖、致炎细胞因子都被证明能是内皮细胞损伤，诱导内皮细胞凋亡；相反，雌激素、一氧化氮(Nitric oxide，NO)、抗氧化剂等因素有抗AS作用，均能阻止细胞凋亡。

血管内膜损伤引起内皮细胞凋亡，内皮细胞凋亡可以通过内皮细胞数量减少而使单层内皮通透性增加，这种内皮完整性的破坏促进脂质迁移和沉积，单核细胞和平滑肌细胞迁移至内膜，进一步损伤血管和促进斑块形成。同时，浸润的白细胞分泌的生长因子和细胞因子也影响平滑肌细胞增殖。

当内皮细胞在受到各种刺激因素的长期作用，细胞损伤，引起内皮细胞凋亡，减少内皮细胞数量，增加单层内皮的通透性，破坏内皮细胞的完整性，内皮细胞发生过度凋亡而导致内皮细胞功能障碍，促进脂质迁移和沉积，单核细胞和平滑肌细胞迁移至内膜，沉积于动脉壁，从而引起巨噬细胞聚集、脂质沉积、血小板黏附、VSMC增生，炎性反应的发生和脂纹的形成，进一步损伤血管和促使AS斑块形成[18]。内皮细胞的凋亡在AS的发展过程中又可以减弱粥样斑块的稳定性，甚至促使斑块破裂，继发斑块内血栓形成，加快AS病情的发展。同时当内皮细胞凋亡增加时，血管内抗凝物质的表达降低，内皮细胞凋亡活跃处血小板激活、聚集，导致血液呈高凝状态。平滑肌细胞、巨噬细胞在血液高凝状态中更易增殖，诱发AS发生发展。因此，内皮细胞的完整性对于AS的发生、发展起着非常重要的作用。

内皮细胞受损后NF-κB被激活，NF-κB通过调控细胞黏附分子、单核细胞趋化因子的表达而参与了单核细胞浸润与迁移的全过程。研究发现，小鼠动脉内皮在被球囊损伤6 h后，平滑肌细胞内NF-κB即可见明显活化，3 d后回到基础水平；3 d后ICAM-1方才出现显著表达，表明内皮受损后，NF-κB激活在先，细胞黏附分子表达增强在后，细胞黏附分子的表达受到NF-κB表达的影响[19]。因此认为NF-κB是AS发生的始动机制之一。

3 中医药干预NF-κB治疗动脉粥样硬化

NF-κB信号通路可以通过调控与AS相关炎性因子、细胞因子和生长因子的表达干预AS的发展进程，因此调节和控制NF-κB的活化，找寻能作用于NF-κB信号转导通路各环节的抑制剂，应用其阻断NF-κB信号转导通路激活，抑制AS相关因子的表达，从而干预AS病变，已逐渐成为动脉粥样硬化治疗研究的新靶向。近年，国内多项研究结果表明，祖国传统中药可调控NF-κB转导通路的活性，对AS有明显的干预和治疗作用。

3.2 单味中药及中药提取物

3.2.1 丹参酮 王建新等[24]通过观察丹参酮ⅡA对AS兔血管内皮细胞NF-κB通路的调控作用，结果显示，丹参酮ⅡA 组兔主动脉内皮细胞 NF-κB通路中p65表达明显减少，与模型组相比差异显著(P<0.05) ；病理组织学检验显示丹参酮ⅡA组兔主动脉AS病变明显延缓，证实丹参酮ⅡA具有保护血管内皮细胞药理学作用，其机制可能与抑制NF-κB通路的p65 表达有关。

3.2.2 牛磺酸 范丹丹等[25]通过复制兔AS 模型，以 NF-κB特异性抑制剂吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(PDTC)为阳性对照，实验组给予牛磺酸，研究牛磺酸如何影响NF-κB调控系统来干预 AS 早期形成的分子机制，结果显示，与AS模型组比较，牛磺酸治疗组与PDTC治疗组NF-κB p65、VCAM-1、hs-CRP均显著下降(P均<0.01)，IκB-α显著增加(P<0.01)。提示牛磺酸能通过抑制NF-κB信号转导途径而下调炎症因子表达，从而抑制AS早期形成过程。

3.2.3 淫羊藿苷 沈晓君等[26]以高脂饲料建立兔动脉粥样硬化模型，淫羊藿苷为干预处理措施，用免疫组织化学检测NF-κB p65，结果显示淫羊藿苷干预组兔血管内膜NF-κB表达显著地低于高脂模型组,提示淫羊藿苷能抑制NF-κB活化,抑制生成活性氧基团,继而抑制细胞黏附因子和趋化因子的转录,使细胞黏附因子和趋化因子的表达明显减少,抑制兔主动脉粥样硬化进展。

综上所述，NF-κB在动脉粥样硬化的形成、发展过程中扮演着重要角色，深入探寻、研究中医药物通过调控NF-κB的信号通路活性，干预治疗AS的作用机制，探索具有靶细胞特异性和对不同NF-κB成员具有选择性的NF-κB活化阻断剂，从细胞和分子水平开展前瞻性的基础实验研究，可望给中医药治疗AS带来突破性进展。

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霍清萍，E-mail：huoqingping005@126.com

10.3969/j.issn.1008-8849.2015.20.041

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1008-8849(2015)20-2271-04

2014-11-20