NF-κB在肝细胞癌发生发展中的作用及其机制研究进展

孙丹妮　黄　洵.上海绿谷制药有限公司，上海003；.中国科学院上海药物研究所，上海003

NF-κB在肝细胞癌发生发展中的作用及其机制研究进展

孙丹妮1黄洵2
1.上海绿谷制药有限公司，上海201203；2.中国科学院上海药物研究所，上海201203

肝细胞癌（HCC）是世界第六大常见肿瘤，死亡率在肿瘤相关死亡中位列第三。研究发现，超过80%的肝细胞癌患者经历了慢性肝炎、肝纤维化、肝硬化、肝癌的炎癌转变过程。炎症，特别是非可控性炎症在诱导肝癌发生及促进肝癌发展中均发挥重要作用。核因子κB（NF-κB）作为一种广泛存在的核转录因子，参与机体的炎性反应、免疫应答、细胞凋亡及其他应激反应。NF-κB是联结肝损伤、肝纤维化和肝细胞癌的重要桥梁。NF-κB激活是机体生理需要和防御反应的表现，但过度激活则促进肝损伤重症化及各种并发症发生，进一步可诱导肝纤维化以及肝细胞癌的发生。靶向NF-κB信号途径对肝癌治疗和预防肝癌形成具有重要意义。

核因子-κB；肝细胞癌；炎癌转变；肝纤维化；抑制剂

肝细胞癌是世界第六大常见肿瘤，其死亡率在肿瘤相关死亡中排名第三。研究发现，超过80%的肝细胞癌患者经历了肝损伤、慢性肝炎、肝纤维化、肝硬化、肝癌的炎癌转变过程。炎症，特别是非可控性炎性反应在诱导肝癌发生及促进肝癌发展中都起到了极为重要的作用。

核因子-κB（nuclear factorκB，NF-κB）是一类重要的转录调节因子，被体内外多种因素的刺激与激活后，可入核参与调节多种基因的转录表达，发挥生物学效应。NF-κB是串联炎性反应与肿瘤的重要分子，是肝损伤、肝纤维化、肝细胞癌等疾病进展调节的中心环节，对肝癌的发生发展至关重要［1］。

1　NF-κB活性调控

NF-κB受多种信号调节：①经典NF-κB信号通路，炎症因子TNF-α、IL-1等与细胞膜上相应受体结合，通过激活IKK激酶复合物，进而磷酸化诱导IκB降解而激活NF-κB，促进TNF-α、IL-1等炎性因子的转录，使其表达和释放增多；释放的炎性因子以自分泌或旁分泌的形式，进一步激活NF-κB，促进炎性因子进一步释放，形成“炎症因子瀑布”，导致炎症信号进一步级联放大。②非经典的NF-κB信号通路中，p100经蛋白水解形成p52后，激活NF-κB，活化的p52/ RelB复合物进入细胞核，通过调控靶基因的表达，参与免疫调节等重要生物学功能。③除此之外，NF-κB翻译后修饰也参与调控其活性。研究发现，p65的磷酸化位点不同，将导致NF-κB信号通路调控差异。另外，甲基化、乙酰化、泛素化等翻译后修饰在NF-κB活性调控中也扮演重要角色。

2　NF-κB与肝损伤、肝纤维化与肝癌

2.1NF-κB与肝细胞损伤

肝脏具有新陈代谢、排毒等重要生理功能，因此也最易受到损伤。受损的肝细胞释放多种炎症因子，通过胞内信号转导途径，活化一系列转录因子。大量研究表明，NF-κB活化在肝损伤中起着非常重要的作用。

在损伤发生的早期，促凋亡因子LPS、TNF-α等诱导细胞内NF-κB激活，对肝细胞起保护作用。激活的NF-κB可以与某些基因的启动子和增强子结合，启动G6pase、PEPCK、IGF-1等表达，促进肝糖元产生和肝细胞再生。研究发现，双敲除Rela基因，小鼠在胚胎15～16 d时，便死于大面积肝细胞凋亡［2］；利用小分子化学干预阻断NF-κB信号通路，同样引起细胞凋亡；同时Rel和Rela双敲除的小鼠经历肝组织退化，并在更早期就发生胚胎致死［3］；肝细胞中条件性敲除TAK1或Nemo后，即可阻断TNF-α诱导的NF-κB激活，并引起大量细胞死亡［4］。这些结果表明NF-κB可以拮抗TNF-α诱导的凋亡作用，对肝细胞起保护作用。

然而，研究也发现NF-κB是一把“双刃剑”。在生理或病理状态下，NF-κB的适度激活是机体的一种防御反应；然而其过度活化却可以促使炎症细胞释放大量炎症因子，形成炎症因子瀑布效应，反而导致组织的炎症损伤。给大鼠喂食乙醇引起肝脏损伤时，肝细胞、Kupffer细胞及肝窦内皮细胞中NF-κB活性显著增高，且增高程度与损伤程度呈正相关［5］。静息状态下的肝星状细胞（HSC）核内缺乏NF-κB，而活化的HSC中核内明显出现NF-κB分布；LPS诱导活化的HSC上调NF-κB表达水平，同时伴有IL-8水平增加，造成肝细胞坏死。NF-κB通过正反馈调节，分泌大量细胞因子与趋化因子，这些物质加剧了肝脏炎性反应，导致肝脏进一步损伤。

2.2NF-κB与肝纤维化

肝纤维化和肝硬化的患者，罹患肝癌的风险显著增加；80%以上的肝细胞癌由肝纤维化或肝硬化转归而来。NF-κB通过三个层面调控肝纤维化过程：调节肝细胞损伤，调控巨噬细胞和其他炎症细胞中的炎症相关信号通路，介导Kupffer细胞和HSC的活化。

HSC/HMF转化是肝纤维化的重要步骤。适度激活的NF-κB保护损伤的肝细胞免于纤维化；然而过度激活则导致炎症因子大量释放，加剧炎症及纤维化。静息状态的HSC核内缺乏NF-κB，而α-SMA呈阳性的HSC核内NF-κB呈明显分布，表明NF-κB可能参与调节HSC/HMF转化［6］；Crel缺失的小鼠，呈现纤维化降低及HSC活性降低表型；在CCl4诱导的肝纤维化模型中，NF-κB活性增强促进HSC活化、增殖。一系列促炎因子，如LPS、TNF、IL-1β、血管紧张素Ⅱ和CD40L，激活HSC中NF-κB活性。随着NF-κB在激活的HSC中表达的增多，可进一步激活其下游靶基因TNF-α、IL-6及细胞间黏附分子（ICAM）等，参与HSC的活化，向HMF转化。

活化NF-κB通过直接的纤维化效应、抗凋亡、分泌细胞因子多种机制促进肝纤维化。与此同时，NF-κB的激活通过产生炎症因子、趋化因子等，在纤维化的肝脏中形成一种有利于肿瘤生长的微环境，促进肝癌的发生发展。

2.3NF-κB与肝细胞癌

在肝细胞癌发生发展过程中，许多不同的因素都可能诱发NF-κB的激活，活化的NF-κB参与细胞增殖与抗凋亡，增加炎症相关因子表达，促进肿瘤恶性转化、侵袭和转移。

2.3.1NF-κB与肝癌发生炎症和癌症形成的因果关系在多种肿瘤类型中均有明确报道，例如结肠炎癌、肝炎癌、胃炎癌等。炎症过程中NF-κB激活，可以诱导肝细胞癌发生发展。研究表明，在肝炎病毒诱导Mdr2-/-小鼠HCC发生模型中，肝细胞特异性过表达非降解性突变形式的IκB和野生型IκB；IκB突变的转基因老鼠与野生型老鼠相比，在前7个月肿瘤发病率无差异；7个月后开始阻断NF-κB，转化的肝细胞开始死亡，不能进展成完全分化的肝细胞癌。因此，NF-κB在肝炎导致肝癌的早期不是必要因素，但是后期NF-κB失活能够有效阻断肿瘤发展进程以及肝细胞的恶性转化，使瘤体消退。无独有偶，在炎症因子lymphotoxinα和/或lymphotoxinβ肝特异性过表达转基因小鼠模型中，肝细胞中IKK2基因缺失导致NF-κB失活，几乎完全阻断肝细胞癌的发生［7］。

与之形成鲜明对比的是，在DEN诱导的化学损伤引发肝癌模型中，IKK2缺失导致NF-κB失活，却增加肝肿瘤成瘤率。另外研究也发现，薄壁组织肝细胞IKK复合物调节亚基Nemo缺失，抑制NF-κB，引起小鼠自发形成肝癌［8］。有趣的是，在DEN诱导的肝癌模型中，IKK2的缺失通过促进细胞增殖和激活细胞内STAT3活性，加速肝癌的发展［9］。研究者认为，在这两种情况下，肝细胞损伤可能是导致肿瘤形成的重要原因，而NF-κB的抑制使其不能发挥促进损伤修复功能，而最终导致肿瘤形成。

经典的NF-κB信号通路在肝癌的发生发展中依赖于肝损伤模式，但是研究发现在HbsAg驱动的肝细胞癌形成过程中，NF-κB通过增加内质网应激反应，反而成为重要的肿瘤抑制因子［10］。在嗜中性粒细胞驱动的肝细胞癌中，肝细胞内nfkb1负调控嗜中性粒细胞中包含钙网蛋白、CXCL1和CXCL2的趋化因子网络；nfkb1基因敲除促进肝癌发生［11］。

2.3.2NF-κB与肝癌进展NF-κB的异常激活与肝癌的进展密切相关。研究发现，NF-κB在肝癌患者来源的细胞和组织中持续激活。动物实验提示肝细胞中，PI3K/Akt、HGF/Met等生长因子参与NF-κB的活化；TAK1/IKK信号促进肝癌进展。Pin1促进NF-κB活化，与肿瘤恶性进展与预后差密切相关［12］。在慢性炎症相关肝癌小鼠模型中，研究人员将巨噬细胞中的STK4特异性敲除，发现促进炎症因子的表达增加，加重肝功能损伤，促进肝肿瘤形成［13］。在胆汁酸处理的DEN诱导肝癌模型中，NF-κB高度激活，下游TNFα、IL-1β转录水平显著上调［14］。miR-4262激活NF-κB信号通路，促进NF-κB入核，进而促进肿瘤细胞增殖［15］。NF-κB结合COMMD7启动子区域，激活COMMD7转录；沉默NF-κB导致COMMD7表达降低，并形成正反馈调节，进一步降低NF-κB表达，抑制肿瘤细胞增殖与迁移［16］。临床研究发现，NF-κB蛋白在HCC组织表达与患者病理分级、肿瘤大小相关，提示在HCC的进展过程中，NF-κB表达程度可考虑作为HCC恶性程度评价指标之一。

NF-κB还可以调节诸如基质金属蛋白酶MMP、尿激酶纤维蛋白溶酶原激活剂、IL-8等与HCC转移相关的基质蛋白；血管细胞黏附分子1（VCAM-1）、细胞间黏附分子1（ICAM-1）和内皮细胞-白细胞黏附因子1（ELAM-1）等黏附分子，以及趋化因子如CXC趋化因子受体4（CXCR4）等的表达也受NF-κB的调节。GOLPH3通过激活NF-κB信号通路促进肝细胞侵袭［17］。IL-23通过激活NF-κB/p65信号通路，促进MMP9表达，介导HCC转移。RKIP通过MAPK和NF-κB信号通路促进肝细胞癌转移［18］。

3　靶向NF-κB抑制剂在肝细胞癌治疗中的进展

在慢性炎症向肝纤维化转化及肝癌发生过程中，NF-κB扮演了重要作用。研究表明，靶向NF-κB信号途径能够成为肝癌治疗和预防肝癌形成的潜在靶点［19］。这些干预措施包括：靶向NF-κB上游激活因子，如LPS、TLR4、IL-1或者TNF；靶向NF-κB亚基活性；靶向NF-κB调控的基因，如IL-6；或者其他旁路信号途径，如JNK。研究发现，NF-κB抑制剂与sorafenib联合用药将可以用于治疗晚期HCC患者［20］。沉默Snail，通过上调p53蛋白及下调NF-κB活性，增敏TRAIL诱导的细胞凋亡［21］；香豆素衍生物CPP呈时间和剂量依赖性地抑制HCC细胞增殖，抑制NF-κB与DNA结合，并进而抑制cyclin D1、Bcl-2、survivin、MMP12和c-Myc等基因的表达［22］。天然产物Apigenin降低Snail1和NF-κB表达，通过抑制EMT，抑制HCC侵袭转移［23］。Pentoxyfiline抑制NF-κB从而抑制VEGF和VCAM表达，抑制小鼠HCC肺转移［24］。阻断NF-κB可以特异性地靶向肝细胞癌中肿瘤肝细胞群，并且NF-κB与HDAC抑制剂联合用药可使预后差的肝癌患者获益［25］。

4　结论与展望

NF-κB作为一种广泛存在于体内细胞的核转录因子，参与机体的炎性反应、免疫应答、细胞凋亡及其他应激反应。NF-κB发挥转录活性依赖经典和非经典信号通路以及转录后修饰的激活，发生核转位，与靶基因结合，启动基因表达。NF-κB的功能发挥具有两面性：其适度激活是机体正常生理需要，也是防御反应的重要表现，但过度激活却会促进肝持续损伤，诱导肝纤维化以及肝细胞癌的发生。NF-κB是联结肝损伤、肝纤维化和肝细胞癌的重要桥梁，其通过调控HSC、Kuffer细胞中炎症因子表达，参与肝纤维化形成，进而促进肝癌发生。

NF-κB与肝癌发生发展的密切联系已经引起了研究人员的广泛关注，通过应用NF-κB抑制剂在NF-κB活化的各环节有效抑制肝脏不同细胞组分内的NF-κB，将对肝细胞癌的发生和发展具有重要意义。目前，已有药物已经用于临床，但还有许多问题有待于进一步研究，如NF-κB抑制剂的作用是否具有特异性；NF-κB具有促进或抑制肿瘤发展的双重作用，对应用药的敏感标志物如何寻找；NF-κB在肝癌进程中持续发挥作用，相应的干预时间和策略如何判断等。相信随着对NF-κB生物学功能及其与肝癌关系研究的进一步深入，靶向NF-κB的药物在临床上将有更广阔的应用前景，将为肝纤维化、肝细胞癌的治疗提供新思路。

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Roles and mechanism of NF-κB in hepatocellular carcinoma developm ent

SUN Danni1HUANG Xun2
1.Shanghai Green-Valley Pharmaceutical Co.，Ltd.，Shanghai 201203，China；2.Shanghai Institute of Materia Medica，Chinese Academy of Sciences，Shanghai 201203，China

Hepatocellular carcinoma（HCC）is the sixthmost common cancer worldwide and the third leading cause of cancer-related death.As＞80%of patients experienceda very long pathological progression termed the inflammation-fibrosis-cirrhosis-cancer axis.Inflammation，especially uncontrolled inflammation，plays an extremely important role in the development of liver cancer.NF-κB，a key transcriptional regulator，roles in regulation of inflammatory and immune response，apoptosis，and other stress response.NF-κB strongly links to the development of injury，fibrosis，cirrhosis and HCC.Activation of NF-κB may be beneficial for normal homeostasis and defence reaction.However，excessive activation of NF-κBaggravating liver injury，promoting fibrosis and hepatocarcinogenesis.Targeting NF-κB have great significance for the prevention or treatment of HCC.

NF-κB；Hepatocellular carcinoma；Inflammation-cancer transformation；Liver fibrosis；Inhibitor

R735.7

A

1673-7210（2016）06（c）-0042-04

国家自然科学基金青年科学基金资助项目（81302791）。

孙丹妮（1986.10-），女，博士；研究方向：新药研发。

黄洵（1983.11-），男，博士；研究方向：肿瘤药理学。

（2016-03-24本文编辑：苏畅）