核因子-κB信号通路与淋巴瘤关系的研究进展

王婕，刘霆

四川大学华西医院血液科，成都610041

核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）是一种具有调控基因转录作用的蛋白质核转录因子，主要存在于真核细胞的细胞质中[1]，当被体内外的多种因素诱导活化后，可转移至细胞核内参与调控多种基因的表达。NF-κB信号通路是淋巴细胞生长、增殖、凋亡所必需的一条信号调节级联通路，在机体的正常免疫应答、炎性反应等过程中均发挥着重要的作用。但是，NF-κB信号通路的异常持续激活会促进淋巴细胞的增殖，从而促进淋巴瘤的发生与发展。

1 NF-κB信号通路的来源与组成

NF-κB最先由Sen和Baltimore[2]发现，此后，有相关研究表明，NF-κB不是一种单一的蛋白，而是一个由复杂的多肽亚单位组成的蛋白家族。NF-κB蛋白家族具有广泛的生物学活性，能够与调控免疫应答、炎性反应、细胞分化和生长、细胞黏附和凋亡所必需的许多细胞因子、黏附因子等基因启动子或增强子部位的κB位点（共同序列：5'-GGGRNYYYCC-3'；R为任一嘌呤，Y为任一嘧啶，N为任一核苷酸）特异性结合，在免疫细胞的活性和存活方面发挥着重要的作用[3-4]。

1.1 NF-κB 家族

NF-κB是一种分布和作用十分广泛的真核细胞转录因子，是REL蛋白家族的成员。截至目前，于哺乳动物细胞中发现的NF-κB家族成员包括NF-κB1（p50及其前体 p105）、NF-κB2（p52及其前体p100）、RelA（p65）、RelB和c-Rel[5]。这些蛋白均具有高度保守的Rel同源区（Rel homology domain，RHD），其由约300个氨基酸组成。该同源区中存在着REL蛋白间二聚体化位点与NF-κB抑制蛋白（inhibitor-κ binding protein，IκB）结合的区域，同时也包含DNA识别序列和核定位信号（nuclear localization signal，NLS）[6]。虽然 NF-κB 家族成员均有RHD，但是又有各自的独特结构。RelA（p65）、RelB和c-Rel的C末端均有一个转录激活域（transcription activating domain，TAD），其是NF-κB启动靶基因转录的区域。而p50和p52因缺乏TAD而无法进行转录，但其前体p105和p100的C末端均有一段锚蛋白重复序列，通过水解这一段锚蛋白重复序列，p105和p100可转换为活化的p50和p52。NF-κB家族成员之间可通过RHD组成同源二聚体或异源二聚体[7]。

1.2 IκB

IκB是调控NF-κB活性的最基本的蛋白。IκB与NF-κB二聚体于静息状态下结合后，可覆盖NF-κB上的NLS，使NF-κB与IκB以无活性的三聚体的形式滞留于细胞质中而不能发挥转录调节的功能。IκBα和IκBβ是IκB家族的重要成员，在调节哺乳动物的NF-κB活性方面发挥着重要的作用[8]。IκB家族成员的C末端均有6～7个锚蛋白重复序列，可与NF-κB家族成员的NLS相结合，从而阻止NF-κB发生核易位。研究发现，在细胞核内，IκBα抑制NF-κB与DNA结合的能力较IκBβ、IκBε强[9]。由此可见，IκBα不仅能够于细胞质中对NF-κB信号通路进行调控，还可以进入细胞核内对NF-κB信号通路进行调控，这也是生理条件下NF-κB信号通路的激活时间不会太持久的原因之一[10]。

1.3 IKK

IκB的N端是信号反应区，该区域含有可被IκB激酶（IκB kinase，IKK）磷酸化的丝氨酸位点和泛素化点。IKK是催化IκB磷酸化的特异性酶。目前已知的IKK复合物包含2个催化亚基[IKKα（即IKK1）、IKKβ（即IKK2）]和一个调节亚基[IKKγ（即NF-κB基本调节因子）][11]。IKKα和IKKβ的C端均含有螺旋-环-螺旋结构域（helix-loophelix-motif，HLH），N端均含有激酶功能区，中间含有一个锌指结构域（zinc finger motif，ZFM）。ZFM和HLH是IKK形成同源二聚体或异源二聚体的基础[12]。

2 NF-κB信号通路的激活

目前已知NF-κB信号通路的激活途径主要有两条，即经典激活途径和替代激活途径。NF-κB信号通路的经典激活途径是指外源性的刺激通过信号[如肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白细胞介素-1（interleukin-1，IL-1）、CD40配体、淋巴细胞毒素β等]激活IKK复合物上游的激酶，使IKK活化。活化的IKK使其底物IκBα N端调节区的第32位和第36位丝氨酸位点发生磷酸化，随后该区域内的2个赖氨酸残基与泛素结合从而发生泛素化，最后，在26S蛋白酶体的作用下，IκBα发生裂解，导致NF-κB二聚体（主要为p65/p50）迅速从p65/p50/IκB三聚体中游离出来，暴露NLS，从细胞质移位至细胞核，与相应的靶基因[如炎性因子和免疫调控因子如白细胞介素-2（interleukin-2，IL-2）、IL-6和CD40配体等，细胞周期调控因子如细胞周期蛋白D1（cyclin D1）、细胞周期蛋白D2（cyclin D2）、c-myc、c-myb等，抗凋亡基因如肿瘤凋亡抑制蛋白（inhibitor of apoptosis protein，cIAP）家族、B细胞淋巴瘤（B cell lymphoma-2，Bcl-2）蛋白家族、Fas相关死亡域样白细胞介素21β转换酶抑制蛋白（cellular Fas-associated death domain-like interleukin-1β-converting enzyme-like inhibitory protein，cFLIP）等，NF-κB的负反馈调节基因）]上游的启动子元件或增强子序列中相应的κB位点相结合，从而启动和调控相应的靶基因的转录[13]。

与经典激活途径可被多种刺激因素所激活不同，NF-κB信号通路的替代激活途径是指NF-κB信号通路被一些特别的细胞表面受体激活，这些细胞表面受体属于肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）受体超家族，如淋巴细胞毒素β、CD40配体和B细胞激活因子等。替代激活途径的激活不依赖于IKKβ或IKKγ，而是高度依赖于NF-κB所诱导的激酶（NF-κB inducing kinase，NIK）对IKKα同源二聚体的磷酸化，激活的IKKα形成同源二聚体，磷酸化p100/RelB复合物，导致p100 C端的锚蛋白重复序列被降解，成为可与DNA结合的p52，p52与RelB结合形成p52/RelB异源二聚体，进而异位进入细胞核并活化转录因子，调控相关靶基因的转录[14]。NF-κB信号通路经典激活途径的靶基因与替代激活途径的靶基因大部分相同，但也有各自特异的靶基因。经典激活途径的靶基因主要与天然免疫功能、促炎因子分泌有关，而替代激活途径则更多地作用于适应性体液免疫反应、次级淋巴器官发育和B细胞成熟等环节。

3 NF-κB信号通路的调控

在体内，NF-κB信号通路的激活受到精细的调控，其主要通过正反馈调控和负反馈调控维持机体的平衡，从而正确、有效地发挥调控NF-κB的转录功能。①正反馈调控：细胞外信号如TNF-α、IL-1的刺激可导致NF-κB信号通路被激活，同时，NF-κB信号通路的激活又促进了TNF-α、IL-1的转录。TNF-α、IL-1表达水平的升高进一步激活了NF-κB信号通路，从而导致最初的炎性反应信号进一步被放大[15]。另外，脂多糖、IL-1等还能够通过诱导IκBβ亚基降解从而使NF-κB信号通路被激活，这是因为IκBβ亚基的降解可以启动IκBβ基因发生转录，从而大量新生成的IκBβ尚未经过基础的磷酸化便与NF-κB结合，不但不能够遮蔽NF-κB的NLS，反而阻止了NF-κB与IκBα结合，导致NF-κB持续活化。②负反馈调控：在细胞内，IκBα和p105均含有κB基序，NF-κB可特异地识别顺式作用元件，并与之结合进而调控靶基因的转录。NF-κB信号通路的激活可使IκBα和p105的表达上调[16]。

4 NF-κB信号通路与淋巴瘤发生的关系

NF-κB的生物学功能非常广泛，可对200多个靶基因进行调控，被认为是调控应激反应和免疫应答的中心枢纽。在正常情况下，由于受到体内正负反馈的精细调控，NF-κB信号存在周期性的活化和失活，而且活化的频率、程度与生物特定的生理状况以及外界信号的刺激有关，因此，整条信号通路的激活保持在适当的水平。但是，在某些疾病状态下，或许由于刺激信号的长期存在，或许由于编码REL蛋白的基因发生了突变或缺失，或许由于NF-κB调节基因发生了突变等原因，造成NF-κB信号通路被异常持续地激活，从而导致细胞过度增殖、分化障碍或凋亡抑制，这与淋巴造血系统肿瘤或自身免疫性疾病的发生有关，因此，阻断NF-κB信号通路逐渐成为相关疾病（如膝骨关节炎、溃疡性结肠炎等）潜在的治疗靶点[17-18]。

4.1 霍奇金淋巴瘤

霍奇金淋巴瘤（Hodgkin’s lymphoma，HL）是具有特征性的肿瘤细胞Hodgkin/Reed-Stemberg（简称H/RS）的恶性血液系统肿瘤，NF-κB信号通路的持续激活是HL的重要标志之一[19]，NF-κB在多种HL细胞株中的表达水平较高。目前，在HL中已经发现了几种不同的NF-κB信号通路异常的机制。最常见的机制是TNF受体相关因子（TNF receptor-associated factor，TRAF）异常表达[20]。TRAF1在B细胞系来源的HL细胞中的表达水平较高，其表达水平受CD30的调控。CD30受体属于TNF受体超家族，可驱使TRAF蛋白聚集并激活IKK级联反应，从而通过经典激活途径介导NF-κB信号通路的激活和细胞的持续性增殖[21]。国风等[22]应用RNA干扰技术在L428细胞中干扰TRAF3的表达，结果发现，L428细胞的凋亡数量增加，并伴随着RelA和p50的转录活性下降，说明NF-κB信号通路受TRAF1的调控。另外，在H/RS细胞中，CD30的过表达可以直接募集TRAF2和TRAF5，从而激活IKK，导致NF-κB信号通路持续激活[23]。另外，近年来，有研究表明，TRAF3的低表达也是NF-κB信号通路持续激活的原因之一，此途径的激活不受TRAF1的影响[24]。

另一个在HL中NF-κB信号通路异常的机制是NF-κB受体激活蛋白（receptor activator of NF-κB，RANK）异常表达。RANK也属于TNF受体超家族成员。H/RS细胞株共表达RANK及其配体（receptor activator of NF-κB ligand，RANKL），导致RANK信号通路被激活，RANK信号通路可以通过TRAF2、TRAF5和TRAF6激活NF-κB信号通路。

此外，Epstein-Barr病毒（Epstein-Barr virus，EBV）与HL的关系非常密切[25]。感染了EBV的H/RS细胞高表达潜伏膜蛋白1（latent membrane protein 1，LMPl），LMPl是一种跨膜蛋白，其氨基末端的细胞内区与CD40信号区具有高度的同源性，因此，EBV可以通过CD40信号激活IKK来调控NF-κB信号通路。此外，LMP1的6个疏水跨膜结构域具有很强的自我聚集功能，可诱导TRAF2和TRAF5寡聚化从而导致NF-κB信号通路的经典激活途径和替代激活途径被激活[26]。但对于EBV阴性HL，则主要因为IκB基因出现功能性突变，从而诱导HL细胞的NF-κB信号通路激活[27-28]。IκBα锚蛋白重复序列突变可导致IκBα丧失中央锚蛋白重复序列和C末端，IκB出现过度表达的现象，进而引起NF-κB信号通路被持续激活。

4.2 非HL

4.2.1 弥漫大B细胞淋巴瘤 弥漫大B细胞淋巴瘤（diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL）是最常见的侵袭性非HL。有研究通过基因芯片技术和基因表达谱技术将DLBCL分为3种亚型：活化的B细胞样DLBCL（activated B-cell-like-DLBCL，ABCDLBCL）、生发中心样DLBCL（germinal center B-cell-like-DLBCL，GCB-DLBCL）和不能分类的DLBCL[29]。

有研究还发现，ABC-DLBCL细胞系中存在IKK持续活化、IκBα快速降解等现象，但在GCBDLBCL细胞中未发现这些现象[30]。使用IκBα的特异性抑制剂可以使ABC-DLBCL细胞周期发生停滞，细胞迅速凋亡，而GCB-DLBCL却不受IκBα的特异性抑制剂的影响，提示ABC-DLBCL细胞的存活和增殖依赖于NF-κB信号通路的持续激活。就目前的研究看，在ABC-DLBCL中，NF-κB信号通路的异常激活与其上游转导信号异常有关。ABCDLBCL常自分泌和旁分泌B淋巴细胞活化因子（B-cell activating factor，BAF），属TNF受体超家族成员，并且存在BAF受体的过度表达，当BAF和BAF受体结合时可致NF-κB信号通路被持续激活，在这个激活的过程中，必须依赖蛋白激酶-C相关激酶（protein kinase C-associated kinase，PKK）磷酸化IKK。Kim等[31]通过在ABC-DLBCL细胞株中使用小分子RNA干扰PKK基因表达或将PKK基因敲除，发现NF-κB信号通路的关键蛋白受到抑制，细胞凋亡明显增加。另一种机制是与CARD11基因突变有关。Ngo等[32]利用小发夹状RNA（small hairpin RNA，shRNA）技术鉴定了3个关键的NF-κB上游信号分子——CARD11、Bcl-10和黏膜相关性淋巴组织转运蛋白1（mucosa-associated lymphoid tissue transport protein 1，MALTl），证实了ABC-DLBCL主要依赖于CARD11/Bcl-10/MALTl复合物活化IKK，活化后的IKK磷酸化并迅速泛素化至细胞质中，引起IκB水解，进而通过经典激活途径激活NF-κB信号通路。Lenz等[33]对73个ABC-DLBCL活组织的CARD11基因进行测序，检测出约9.6%（7/73）的ABC-DLBCL活组织存在CARD11基因编码钩状突结构外显子突变，但在GCB-DLBCL中，该区域的突变率不超过3%。同时，免疫荧光标记法证实该区域突变伴随着NF-κB信号通路的激活，人工诱导该区域突变，结果显示，NF-κB信号通路被激活，这种突变被认为是一个致癌性事件。

此外，Lam等[34]使用IKK复合物的细胞信号抑制剂PS-1145与ABC-DLBCL、GCB-DLBCL细胞株共同培养，发现这两种化合物对ABC-DLBCL细胞存在选择性的毒性作用，并且使用这些抑制剂后可以迅速下调一系列NF-κB靶基因的表达，从而阻断NF-κB信号通路，而对GCB-DLBCL细胞株的生长却无影响。近年来，Compagno等[35]发现＞50%的ABC-DLBCL和小部分的GCB-DLBCL携带多种NF-κB靶基因（包括A20、CARD11、TRAF2、TRAF5、TAK1、RANK以及NF-κB的调节蛋白）的体细胞突变，这些突变导致NF-κB信号通路被异常持续激活，促进了淋巴细胞的增殖。

4.2.2 黏膜相关淋巴组织的边缘区淋巴瘤 目前，在黏膜相关淋巴组织的边缘区B细胞淋巴瘤（mucosa-associated lymphoid tissue，MALT）中已经鉴定出3种染色体易位，包括 （t11；18）（q21；q21）、t（14；18）（q32；q21）和（t1；14）（p22；q32）。NF-κB信号通路被认为是这3种染色体易位的共同通路。（t11；18）（q21；q21）是MALT淋巴瘤中最常见的染色体易位，18号染色体上的MALT1基因易位至11q21上的凋亡抑制蛋白2（inhibitor of apoptosis protein 2，IAP2）旁，转录翻译为 IAP2-MALTl融合蛋白。当APl2基因的5'端和MALT1基因的3'端形成融合基因时，保留了抗凋亡的功能区以及参与NF-κB活化的区域（caspase样区域），而IAP2具有泛素化作用的RING结构域于融合时被去掉，从而增强了MALT的凋亡抑制作用。因此，IAP2-MALTl融合蛋白可以直接或通过另外的泛素酶介导IKKγ泛素化，进而激活NF-κB信号通路，使下游参与细胞增殖的蛋白的表达失控[36]。

4.2.3 套细胞淋巴瘤 套细胞淋巴瘤（mantle cell lymphoma，MCL）是一类具有侵袭性的Bcl-2亚型。MCL的主要细胞遗传学特征是t（11；14）（q13；q32）易位，即cyclin D1的转录单元易位至免疫球蛋白重链基因位点，从而导致cyclin D1过表达和细胞周期调控发生紊乱[37]。cyclinD1基因为NF-κB的靶基因，参与了MCL的发生过程。MCL中NF-κB信号通路活化的可能机制为MCL细胞异位表达的CD154通过锚定细胞膜上的CD40信号来激活 NF-κB 信号通路[38]。Fu 等[39]研究发现，在MCL中，B淋巴细胞刺激因子（B-lymphocyte stimulator，BLyS）和NF-κB信号通路持续被激活，应用RNA干扰技术干扰NF-κB信号通路中蛋白的表达可以特异性地抑制BlyS的表达，而应用RNA干扰技术干扰BLyS的表达后，NF-κB蛋白家族中一系列蛋白的活性也会随之降低。因此认为BLyS信号的激活与NF-κB信号通路的激活之间可能形成一个正反馈调节环，从而维系肿瘤细胞的存活。

4.2.4 滤泡性淋巴瘤 滤泡性淋巴瘤（follicular lymphoma，FL）的特征性细胞遗传学特征是（t14;18）（q32;q21）易位，该易位是位于18号染色体q21的Bcl-2基因易位至位于14号染色体q32上的免疫球蛋白重链（immunoglobulin heavy chain，IgH）基因上，形成融合基因，使Bcl-2基因在FL细胞中的表达上调，从而导致抗凋亡蛋白Bcl-2高表达，FL细胞因凋亡被抑制而出现过度增殖。在（t14；18）阳性的FL细胞中存在表达水平较高的NF-κB蛋白，提示NF-κB信号通路被激活，而Bcl-2表达水平的升高与NF-κB信号通路的激活直接相关[40]。

4.2.5 成人T细胞淋巴瘤 成人T细胞淋巴瘤（adut T-cell leukemia/lymphoma，ATL）是由人类嗜T细胞白血病I型病毒（human T-cell leukemia/lymphoma virus Type l，HTLV-l）感染诱发的一种侵袭性T细胞恶性肿瘤。有研究表明，NF-κB信号通路是HTLV-I引起T细胞白血病的重要原因，其机制是HTLV-l感染人的T细胞后转录产生肿瘤蛋白Tax，其通过活化IKK复合物激活NF-κB信号通路，使宿主细胞CD4+T淋巴细胞无限增殖和转化[41]。目前，对Tax蛋白激活IKK复合物的方式有多种观点。有研究发现，Tax蛋白可以直接与IKKγ结合，活化IKK复合物，从而导致磷酸化的IκBα和IKKβ增加，进而通过经典激活途径持续激活NF-κB信号通路[42]。Wagner等[10]认为Tax泛素化在诱导NF-κB信号通路激活的过程中发挥着重要的作用。Tax泛素化使IKK复合体重新定位，由在细胞质中的广泛分布重新定位至细胞核周聚集，而在Tax突变的细胞株中未观察到IKK的重新定位。

Isogawa等[43]发现ATL细胞中存在NF-κB2基因的重排，重排的NF-κB2基因产物p58定位于细胞核，与p65或RelB形成复合物，而且p58本身可诱导NF-κB2基因的表达上调。这说明NF-κB2基因在ATL细胞中的重排可能是激活NF-κB信号通路的一个因素，在ATL的发生过程中起着重要的作用。近年来，有研究发现，活化的Notch1能够直接绑定和激活RelB和NF-κB2的启动子，从而调节RelB和NF-κB2蛋白的表达，同时Notch1能够与IKK形成复合物，活化IKK后激活NF-κB信号通路[44]。

5 小结与展望

已有的实验和前期临床研究已经证实NF-κB信号通路参与了淋巴瘤的发生和发展，因此，NF-κB信号通路可以作为淋巴瘤的一个有前景的治疗靶点。但目前已发现的阻断NF-κB信号通路抑制剂的特异性和靶向性尚不理想。如何能够既阻断NF-κB信号通路而又不影响其正常的生理活性成为亟待解决的难题。相信随着分子生物学和免疫学的发展，NF-κB信号通路的机制将进一步明确，人们将能够精确地调控NF-κB信号通路，为淋巴瘤的治疗开辟出一条新的途径。