NF-κB信号通路在肺部疾病中的作用研究进展及中医药干预现状

2022-12-08孙境孺李竹英

陕西中医 2022年7期

孙境孺，李竹英

(1.黑龙江中医药大学，黑龙江哈尔滨 150040；2.黑龙江中医药大学附属第一医院呼吸科，黑龙江哈尔滨 150040)

核因子κB(Nuclear factor-kappa B，NF-κB)是1986年从B淋巴细胞的细胞核抽提物中发现的转录因子，NF-κB信号通路是目前研究最详尽的免疫相关通路之一。近年来，中医药在肺部疾病多靶点、多途径的治疗优势得到广泛关注，探索中药单体及中药复方背后的分子机制发现，NF-κB信号通路是中医药干预疾病的重要途径，但是中医药通过NF-κB通路治疗肺部疾病的作用机制并未进行系统归纳。现对NF-κB信号通路调控肺部疾病的研究进展及中医药干预现状进行整理分析，旨在为中医药治疗肺部疾病的研究提供借鉴。

1 NF-κB信号通路概述

NF-κB信号通路是多种免疫转录程序的重要组成部分，参与机体炎症反应、免疫应答，调节细胞凋亡、应激反应。NF-κB信号通路拥有广泛的激活途径，多种细胞因子受体如表面受体和白介素、模式识别受体及T细胞、B细胞受体均可激活NF-κB信号通路[1]。NF-κB由转录因子家族构成，包括5个成员：c-Rel、Rel A(p65)、Rel B、p50和p52，它们共享N端Rel同源域(RHD)，参与DNA的结合及异质二聚化。其中，c-Rel、Rel A(p65)、Rel B拥有NF-κB正调节所需的转录激活结构域(TAD)，控制大部分NF-κB上调基因的表达，而p50、p52由蛋白前体p105和p100裂解得来，由于缺乏TAD，p50和p52可抑制转录[2]。NF-κB在机体中通常以同源或异源二聚物复合物的形式存在，NF-κB二聚体与靶基因的κB位点结合，并通过招募辅激活因子和辅抑制因子调节转录。其中，p50/p65异质二聚体是常见发挥作用的复合物。NF-κB家族活性在多个水平受到严格调控。NF-κB与NF-κB抑制蛋白(Inhibitor of NF-κB，IκB)结合以无活性三聚体形式存在于细胞内。当刺激因子与细胞表面受体结合后，激活IκB激酶(IKK)，IKK-α和IKK-β在IKK-γ的协同作用下导致IκB磷酸化、泛素化，使得NF-κB分离并降解。释放的NF-κB二聚体通过各种翻译后修饰进一步被激活，并转位到细胞核内与DNA特定序列结合，启动靶基因转录并释放细胞因子，是经典的NF-κB通路[3]，也是炎症细胞因子受体与模式识别受体激活后启动的主要途径[4]。NF-κB非经典通路主要调节淋巴器官和免疫系统，功能是通过对p100、p52加工处理，激活p52/Rel B二聚体实现的[5]。

2 NF-κB信号通路与肺部疾病

NF-κB信号被激活后可以通过调节各种炎症因子的表达聚集炎症反应，产生大量炎症介质[6]。肺部长期受到外环境病原微生物、污染物以及有害气体、颗粒的刺激，不断激活NF-κB通路，持续引发炎症反应，导致肺部组织病理性改变。

2.1 支气管哮喘支气管哮喘简称哮喘，是由多基因调控，多种炎症细胞、炎症介质、细胞因子等共同参与的慢性气道炎症。研究表明，NF-κB信号通路在哮喘中过度活化，其激活后参与调控炎症和免疫反应，是哮喘的重要病理特征[7-8]。NF-κB信号通路在哮喘气道炎症和气道重塑方面扮演重要角色。NF-κB通路可控制炎症相关基因，促进参与哮喘发病的多种炎症因子的基因转录，加重气道炎症。NF-κB可诱导Th0细胞向Th2细胞分化，调节Th1/Th2平衡，并诱导产生IL-4等细胞因子介导哮喘气道炎症[9]。NF-κB信号通路对免疫和炎症因子的调控，可减缓气道重塑的进展。气道平滑肌细胞增殖是气道重塑的重要机制。NF-κB信号通路过度表达可导致气道平滑肌细胞过度增殖，引起气道狭窄以及管壁加厚，加重气道重塑[10]。

2.2 慢性阻塞性肺疾病慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary diseas，COPD)是以不完全可逆的气流受限为特征的呼吸系统疾病，其中气道炎症是核心，持续的小气道炎症导致气道重塑、气道黏液高分泌。NF-κB通路是诱导COPD发病的重要炎症通路之一，在COPD模型小鼠肺组织和COPD患者中呈现高表达，诱导促炎细胞因子、趋化因子、细胞黏附分子、蛋白酶和细胞凋亡抑制剂分泌，扩增炎症的转录反应，促进COPD发病[11]。同时，NF-κB可干预血管内皮生长因子、成纤维细胞生长因子、转化生长因子的表达，通过调控NF-κB信号通路的表达，拮抗肺血管重构，预防肺动脉高压、心衰等COPD不良预后的发生[12]。

2.3 急性肺损伤急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是由创伤、感染等多种刺激因素导致的肺组织急性弥漫性炎症反应，临床表现为进行性低氧血症，严重时可出现急性呼吸窘迫综合征。其主要发病机制与肺内炎性浸润及炎症因子释放的炎症反应失控有关。NF-κB是急性肺损伤炎症病理过程中的关键性转录因子，外界刺激激活NF-κB移位并与多种炎症介质基因启动子中的κB位点结合，促进相关炎症介质的表达。NF-κB可调控ALI相关基因表达，在ALI病情进展过程起关键作用[13]。

3 中医药干预现状

基于中医理论采用现代医学方法已成为目前研究疾病机制的新途径。多项研究均提示中医药可通过抑制NF-κB通路靶点活性控制哮喘、COPD、ALI等疾病进程，现进行整理与概括。

3.1 哮喘杨艳等[14]运用中药复方平喘方干预OVA诱导哮喘小鼠，发现平喘方可以降低哮喘模型小鼠p65蛋白高表达状态，上调IκB-α蛋白表达和mRNA转录水平，提示平喘方通过下调NF-κB以及增加NF-κB抑制蛋白转录表达，抑制NF-κB信号通路，减轻小鼠肺部炎症细胞浸润、缩小胶原纤维面积，改善气道炎症。麻黄定喘汤具有补肺泻肝、化痰平喘之功。杨今实等[15]研究表明，麻黄定喘汤可下调NF-κB p65蛋白表达，调控NF-κB转录，抑制哮喘小鼠气道重塑。万浩宇等[16]实验发现经方麻黄汤可下调哮喘模型大鼠肺组织p38 MAPK、NF-κB p65 mRNA表达水平，同时抑制NF-κB下游因子VEGF的基因表达，提示麻黄汤可通过调节基因表达水平，干预p38MAPK/NF-κB信号通路，改善哮喘气道重塑。李竹英等[17]从“异病同治”角度探讨麻黄-白果药对干预支气管哮喘和COPD机制，发现NF-κB信号通路被Toll样受体信号通路活化的髓样分化蛋白分子88(MyD88)激活，对哮喘和慢阻肺发挥“异病同治”的作用。中医认为哮喘缓解期以脏腑亏虚为主，应从虚论治。中药黄芪入肺经，具有补气固表之功，现代药理学认为黄芪可增强免疫系统功能，研究提示[18]黄芪具有抑制NF-κB向核内移位的作用，可用于哮喘的临床治疗。

3.2 COPD 中医理论认为COPD为本虚标实之证，主责肺脾，故六君子汤、益肺健脾方等基于健脾益气论治COPD的治疗思路已经研究证实[19]。实验表明，六君子汤具有增强抗氧化酶活性、抑制IκB-α和NF-κB磷酸化的作用，保护香烟烟雾诱导的COPD小鼠肺功能，其通过抑制NF-κB通路发挥治疗作用[20]。研究发现，益肺健脾方可降低COPD模型大鼠IL-8、IL-17和TNF-α水平，抑制NF-κB、TLR4蛋白表达水平，从而通过减少气道炎症和气道黏液过度分泌发挥预防及治疗作用[21]。文小竹等[22]研究发现补肺健脾益肾方可通过抑制TLR4/MyD88/NF-κB通路改善肺组织炎症状态。闫玲玲等[23]在小青龙汤原方基础上加石膏、鱼腥草、开金锁以清热解毒，并通过实验证明加味小青龙汤可显著降低大鼠肺组织TLR4、MyD88基因表达及TLR4蛋白水平，提示加味小青龙汤通过抑制激活信号通路的TLR4以及MyD88的转录，作用于NF-κB信号通路减轻模型大鼠肺组织损伤。鱼腥草酸钠是鱼腥草的有效成分，具有较好的抗菌、抗炎作用[24]。以鱼腥草酸钠干预COPD模型大鼠，大鼠肺组织炎性浸润及气道阻塞显著减轻，NF-κB p65表达水平下降，证实其作用于NF-κB通路减轻气道炎症[25]。

3.3 ALI 宗绍波等[26]研究发现，金振口服液作为小儿呼吸道疾病的常用药，在干预ALI方面具有重要意义，其可有效降低模型小鼠肺组织炎症因子水平，抑制p65、IκB-α、ERK1/2、p38多个蛋白磷酸化，调控NF-κB信号通路。当归补血汤由黄芪、当归组成，起益气养血活血之效。研究发现，针对急性ALI，当归补血汤具有减轻炎症、保护肺血管内皮细胞的作用，其通过下调NF-κB/ET-1信号通路中NF-κB p65和ET-1表达及活性发挥作用[27]。中药金荞麦辛凉，归肺经，具有清热解毒之功。耿琦等[28]运用网络药理学探讨金荞麦治疗ALI的作用机制，研究认为Rel A(p65)为其关键靶点，NF-κB信号通路是其主要作用途径，体外实验进一步证实金荞麦通过抑制NF-κB信号通路中p65蛋白的磷酸化，减少促炎细胞因子分泌，发挥ALI治疗作用。灵芝多糖是灵芝的有效成分。黄晗等[29]研究发现脓毒症模型大鼠肺组织TLR4和p-p65/p65高表达，灵芝多糖可降低TLR4和p-p65/p65表达水平，抑制TLR4/NF-κB信号通路，保护肺功能。人参提取物皂苷单体Rg1[30]、RB2[31]和西洋参提取物拟人参皂苷-F11[32]均作用于NF-κB信号通路，通过下调下游相关炎症因子的表达，减轻肺部炎症反应。

4 其他

肺纤维化是由于炎症细胞浸润、纤维结缔组织沉积等原因导致肺组织结构发生破坏性、不可逆性损伤[33]。三七皂苷是中药三七的有效成分，Zhang等[34]以家兔作为研究对象，建立肺纤维化模型。研究发现，在三七皂苷干预下，家兔血清中AST、LDH、CK、IL-6和IL-8的表达下降，镜下观察纤维化病理改变程度减轻，机制与对NF-κB信号通路的抑制有关。肺癌是我国发病率最高的肿瘤，NF-κB信号通路在肺癌致病过程中被肿瘤细胞表面TLRs激活，广泛参与癌症形成和免疫逃逸[35]。红景天具有益气活血、通脉平喘之功。红景天通过抗炎、抗血管生成和促凋亡的协同作用，对肺癌治疗有效。NF-κB信号通路是其作用通路之一。