核因子在慢性腎臟病中的作用及中醫(yī)藥調(diào)控*

楊彥裕，魏明剛

(蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科，江蘇蘇州 215006)

核因子在慢性腎臟病中的作用及中醫(yī)藥調(diào)控*

楊彥裕，魏明剛△

(蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院中西醫(yī)結(jié)合科，江蘇蘇州 215006)

腎臟纖維化是慢性腎臟病的病理基礎(chǔ)，而ECM的異常聚集是腎臟纖維化的主要原因。NF-κB具有影響機(jī)體內(nèi)細(xì)胞分化、免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡等多種細(xì)胞功能。TGF-β1作為腎臟纖維化中最重要的細(xì)胞因子之一，通過調(diào)控下游的Smad/ ILK信號(hào)通路參與ECM聚集。研究證實(shí)，NF-κB可以與TGF-β1發(fā)生作用，故就NF-κB通過TGF-β1/Smad信號(hào)通路延緩腎臟纖維化進(jìn)行論述，并對(duì)中醫(yī)藥通過NF-κB調(diào)控TGF-β1/Smad信號(hào)通路達(dá)到減緩ECM、延緩腎臟纖維化進(jìn)展的作用進(jìn)行論述。

NF-κB;腎臟纖維化;細(xì)胞信號(hào)通路;中醫(yī)藥

NF-κB(核因子-κB)是廣泛存在于體內(nèi)細(xì)胞中的核轉(zhuǎn)錄因子，有著調(diào)節(jié)細(xì)胞因子、生長因子、趨化因子、黏附因子、免疫受體基因表達(dá)的作用，從而影響機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞分化、免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡等多種細(xì)胞功能。由于NF-κB信號(hào)通路的功能與人的生理功能及疾病發(fā)生發(fā)展之間關(guān)系密切，因此受到科學(xué)界特別是醫(yī)學(xué)科學(xué)界的廣泛關(guān)注［1-3］。轉(zhuǎn)化生長因子-β1(transforming growth factor β1，TGF-β1)在慢性腎臟病的發(fā)生發(fā)展過程中，特別是炎癥病變和腎臟纖維化方面起著非常重要的作用。在NF-κB的激活過程中，轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶1 (transforming growth factor β activated kinase 1，TAK1)參與 NF-κB上游的免疫復(fù)合物的激活，而TAK1也可被TGF-β1激活。這種相互作用導(dǎo)致病變持續(xù)惡化，進(jìn)行性發(fā)展而最終導(dǎo)致腎臟功能喪失。因此，NF-κB相關(guān)的信號(hào)通路與腎臟病變之間的關(guān)系十分密切，其表達(dá)的異常在慢性腎臟病變的發(fā)生發(fā)展過程中具有十分重要的調(diào)控作用［4-6］。通過研究NF-κB可以幫助我們進(jìn)一步了解慢性腎臟病的發(fā)病機(jī)制，乃至找出更有效的治療方法。

1 NF-κB

1.1 NF-κB的組成

NF-κB在1986年首次從成熟的B淋巴細(xì)胞中提取出來，因其能與K輕鏈基因增強(qiáng)子的κB序列(5-GGG ACT TTC C-3)特異性結(jié)合并促進(jìn)K輕鏈基因蛋白的表達(dá)故稱為核因子-κB［7］。NF-κB/Rel家族有5位成員，即NF-κB1(p50)、NF-κB2(p52)、RelA(p65)、RelB和c-Rel。它們的N末端均有1個(gè)由約300個(gè)氨基酸組成的保守域，稱之為Rel同源區(qū)(Rel homology domai-n，RHD)。該同源區(qū)有發(fā)生二聚化、與DNA結(jié)合、與NF-κB抑制蛋白相互作用等功能。NF-κB/Rel蛋白家族多以二聚體形式存在，二聚體具有不同的功能。p50/p65、p50/c-Rel、p65/c-Rel復(fù)合體具有轉(zhuǎn)錄激活功能，NF-κB1和NF-κB2同源二聚體則是轉(zhuǎn)錄抑制的復(fù)合體。

1.2 NF-κB的激活

NF-κB的激活途徑十分復(fù)雜，可被許多刺激劑激活，如細(xì)胞因子、蛋白激酶C激活劑、免疫刺激劑、病毒、紫外線等。

靜息狀態(tài)下NF-κB與其抑制蛋白IκB(inhibitor of NF-κB，IκB)以非活性的形式存在于胞漿中，細(xì)胞受到刺激后，IκB激酶復(fù)合物IKK(IκB kinase)被激活，從而使IκB經(jīng)快速磷酸化、泛素化后降解，暴露出NF-κB的核定位序列，NF-κB發(fā)生核移位并與特定的κB序列結(jié)合，從而引起相應(yīng)靶基因的轉(zhuǎn)錄激活。目前研究比較清楚的2條信號(hào)傳導(dǎo)通路是腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)和白細(xì)胞介素-1(i-nterleukin-1，IL-1)借助受體將信號(hào)傳遞到 NF-κB。IL-1受體與可引起NF-κB激活的IL-1R/Toll樣受體的胞內(nèi)區(qū)極其相似，亦由此被稱為 T-oll/IL-1受體同源區(qū)(Toll/IL-1 receptor homologous region，TIR)，這些胞區(qū)內(nèi)形成的二聚體與下游的信號(hào)調(diào)節(jié)子相互作用，從而導(dǎo)致NF-κB的激活。TNF-α介導(dǎo)的NF-κB途徑:某些TNF-α可以與其特異性受體相結(jié)合，激活后進(jìn)一步與其他蛋白結(jié)合為復(fù)合體，通過IKK使得IκB磷酸化進(jìn)而激活NF-κB。

1.3 功能

NF-κB參與免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)及細(xì)胞增殖凋亡等相關(guān)基因的表達(dá)調(diào)控。如白細(xì)胞介素、單核細(xì)胞趨化蛋白、干擾素、主要組織相容性蛋白、血管細(xì)胞黏附分子、細(xì)胞間黏附分子、E-選擇素等，這些因子對(duì)于免疫細(xì)胞的趨化、浸潤、活化、增生、分泌等有直接的調(diào)節(jié)作用。NF-κB的異常激活可以觸發(fā)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的級(jí)聯(lián)放大而導(dǎo)致一系列疾病發(fā)生，如腫瘤、感染、免疫系統(tǒng)疾病等。

1.4 NF-κB與細(xì)胞信號(hào)之間的關(guān)系

IL-1相關(guān)激酶與TNF受體因子相互作用可以激活TAK1。在TLR/IL-1R信號(hào)通路介導(dǎo)的NF-κB過程中，TAK1可激活 IKK，進(jìn)而激活 NF-κB，而TAK1也可被TGF-β激活，TAK1同時(shí)還可與Smad家族多個(gè)蛋白發(fā)生作用。Ricardo等［8］發(fā)現(xiàn)，NF-κB不能控制TGF-β1的基因啟動(dòng)因子，但NF-κB能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶的啟動(dòng)和轉(zhuǎn)錄，而在組織中此酶是TGF-β1的激活劑。組織中轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶也與基質(zhì)蛋白交聯(lián)，腎臟疾病時(shí)增加此酶的表達(dá)能加重腎臟纖維化［9］，同時(shí)還可間接誘導(dǎo) TGF-β1表達(dá)，從而致細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)成分聚集。Akt可通過增強(qiáng)IκB的磷酸化減少IκBB蛋白合成而激活NF-κB，Akt的異常激活在腎間質(zhì)纖維化過程中發(fā)揮著重要作用［10］。

2 慢性腎臟病

2.1 NF-κB與慢性腎臟病

慢性腎臟病是各種原因引起的慢性腎臟結(jié)構(gòu)和功能障礙。在我國，慢性腎臟病的患病率約為10%［11］。腎臟纖維化是慢性腎臟病的病理基礎(chǔ)，而ECM在腎小球、腎小管、腎間質(zhì)內(nèi)的異常聚集是腎臟纖維化的主要原因。在ECM的過程中，多種細(xì)胞因子及其信號(hào)通路發(fā)揮著重要作用。

TGF-β1是腎臟纖維化中最重要的細(xì)胞因子之一，涉及腎臟纖維化的啟動(dòng)、發(fā)生、發(fā)展，其通過調(diào)控下游的Smad/ILK信號(hào)通路參與ECM聚集。慢性腎臟病、腎臟纖維化是一個(gè)氧化應(yīng)激后的微炎癥狀態(tài)。結(jié)合課題組既往的研究顯示，腎臟纖維化中TGF-β1/Smad/ILK對(duì)于ECM的調(diào)控起著很重要的作用，且中藥加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯可以通過調(diào)控這一信號(hào)通路延緩 ECM的聚集，延緩腎臟纖維化［12-14］。另外NF-κB同時(shí)具有一定的抗氧化應(yīng)激作用，由此考慮是否NF-κB調(diào)控TGF-β1/Smad，乃至ILK信號(hào)通路是該信號(hào)通路延緩腎臟纖維化的主要調(diào)控機(jī)制，并且方劑加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯是否是通過NF-κB調(diào)控TGF-β1/Smad信號(hào)通路達(dá)到減緩ECM，延緩腎臟纖維化進(jìn)展的作用。

2.2 NF-κB細(xì)胞信號(hào)通路對(duì)慢性腎臟病治療

IKK可被TLR/IL-1R信號(hào)通路介導(dǎo)的NF-κB中的T-AK1激活，而IKK激活使得IκB磷酸降解，活化NF-κB。另外TAK1最早是在TGF-β信號(hào)通路中被發(fā)現(xiàn)并參與TGF-β信號(hào)通路的激活與調(diào)控，因此認(rèn)為NF-κB與TGF-β1是有一定聯(lián)系的，這種聯(lián)系通過TAK1實(shí)現(xiàn)。NF-κB通過間接調(diào)節(jié)TGF-β1在腎臟纖維化的進(jìn)展中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，阿托伐他汀可下調(diào)NF-κB的表達(dá)與活化，其改善腎小管間質(zhì)纖維化作用可能與抑制NF-κB的活性有關(guān);血管緊張素受體拮抗劑纈沙坦可以通過下調(diào)核因子κB受體活化因子及其配體的表達(dá)，減輕腎小球硬化［6］。在梗阻性腎病動(dòng)物模型中監(jiān)測(cè)到NF-κB隨著病情進(jìn)展而上調(diào)，并可能參與TGF-β1激活劑的調(diào)節(jié);另有研究表明，IL-1β、TNF-α等細(xì)胞炎性因子在腎小管內(nèi)經(jīng)過一系列的反應(yīng)激活NF-κB;而NF-κB可以激活TGF-β1、α-SMA等因子的表達(dá)，從而影響ECM聚集，進(jìn)而發(fā)生腎臟纖維化［15］。以上實(shí)驗(yàn)都從不同角度多次驗(yàn)證了這一觀點(diǎn)。

3 中醫(yī)藥對(duì)NF-κB調(diào)控作用的現(xiàn)狀和展望

研究發(fā)現(xiàn)，某些中藥及其活性組分通過調(diào)控NF-κB相關(guān)信號(hào)通路達(dá)到延緩慢性腎臟病病變進(jìn)展的作用。黃芪多糖能通過上調(diào)IκB mRNA表達(dá)，阻止NF-κB mRNA的核轉(zhuǎn)位及與DNA結(jié)合，從而延緩腎陽虛型糖尿病腎病的進(jìn)展［16］。黃芪甲苷IV可以抑制NF-κB介導(dǎo)的炎癥基因表達(dá)，減輕AKI急性腎損傷炎癥反應(yīng)。黃芪還可能通過抑制NF-κB過度活化從而下調(diào)IL-8過高表達(dá)來發(fā)揮效應(yīng)，這可能是黃芪治療原發(fā)性腎病綜合征機(jī)制之一［17］。川芎嗪能減輕腎缺血損傷，其機(jī)制可能與抑制NF-κB的表達(dá)，且該作用與川芎嗪的劑量相關(guān)［18］。

課題組前期研究應(yīng)用包含黃芪、當(dāng)歸等藥物的加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯進(jìn)一步驗(yàn)證了中藥在治療慢性腎臟病和改善腎臟纖維化的療效及部分機(jī)制［12-14］。研究發(fā)現(xiàn)，加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯通過調(diào)控TGF-β1/Smads/ ILK信號(hào)通路改善ECM聚集，延緩腎臟纖維化進(jìn)程。而前文提到 NF-κB可以通過激活 TGF-β1、TNF-α等因子的表達(dá)，進(jìn)而影響ECM進(jìn)程，因此認(rèn)為中藥調(diào)控TGF-β1/Smads/ILK信號(hào)通路與NF-κB有關(guān)。

加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯(芪歸益腎方)是課題組在多年基礎(chǔ)研究和臨床實(shí)踐工作基礎(chǔ)中總結(jié)出的治療慢性腎臟病的中藥方劑(國家專利局專利號(hào)ZL201110424599.8)，該方劑具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯在應(yīng)用黃芪為君藥的基礎(chǔ)上，配合使用川芎、當(dāng)歸等藥物，具有益腎健脾、活血通絡(luò)之功效。藥物之間相互協(xié)同作用于慢性腎臟病時(shí)療效優(yōu)于單味藥，這在預(yù)實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。因此認(rèn)為，通過調(diào)控NF–κB表達(dá)以及相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路的作用，是應(yīng)用加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯治療慢性腎臟病的重要機(jī)制之一。下一步的研究方向主要圍繞NF-κB通過調(diào)控TGF-β1及其下游信號(hào)通路進(jìn)而影響腎臟纖維化展開。

［1］丁桂霞，黃松明，吳元俊，等．NF-κB/IκB信號(hào)通路在IL-1β誘導(dǎo)的腎系膜細(xì)胞環(huán)氧化酶-2表達(dá)中的作用［J］．中國病理生理雜志，2004，20(10):1754-1758．

［2］劉修恒，翁小東，陳暉，等．TLR4/NF-κB信號(hào)通路與腎臟缺血后處理的腎臟保護(hù)作用的關(guān)系［J］．器官移植，2011，2(5): 244-248．

［3］周紅光，陳海彬，吳勉華．從Toll樣受體/核因子-κB信號(hào)通路探討中藥免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制［J］．中國中西醫(yī)結(jié)合雜志，2010，30(8):884-888．

［4］羅正茂，何鳳，王寅，等．尿激酶聯(lián)合黃芪對(duì)環(huán)孢素A大鼠慢性腎纖維化組織中核因子-κB表達(dá)的影響及意義［J］．中醫(yī)藥研究，2010，13(1):324-327．

［5］張愛華，陳榮華，黃松明，等．阿霉素腎病大鼠腎組織中核因子-κB活化與腎小管間質(zhì)損害的關(guān)系［J］．南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，21(1):6-9．

［6］劉雙信，史偉，梁馨苓，等．核因子κB受體活化因子及其配體在5/6除大鼠腎臟中表達(dá)及纈沙坦對(duì)其影響［J］．中華腎臟病雜志，2006，22(7):421-425．

［7］Sen R，Baltimore D．Inducibility of kappa immunoglobulin enhancer binding protein NF-kappa B by a posttranslational mechanism［J］．Cell，1986，47(6):921-928．

［8］Ricardo SD，Levinson ME，DeJoseph MR，et al．Expression of adhesion molecules in rat renal cortex during experimental hydronephrosis［J］．Kidney Int，1996，50(6):2002-2010．

［9］張瑞城，鐘良寶．UUO大鼠腎間質(zhì)損傷及柳氮磺吡啶對(duì)其的影響［J］．山東醫(yī)藥，2009，49(44):28-30．

［10］覃慧群，水華．Akt信號(hào)通路對(duì)腎小管上皮細(xì)胞分泌核因子-κB的影響［J］．武漢大學(xué)學(xué)報(bào):醫(yī)學(xué)版，2013，34(5):691-694．

［11］Wang Yu，Sun Luying，Wang Haiyan．Importance and bene ts of dietary sodium restriction in the management of chronic kidney disease patients:experience from a single Chinese center［J］．Int Urol Nephrol，2012，44:549–556．

［12］魏明剛，張玲，倪莉．加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯對(duì)阿霉素腎病大鼠腎臟足細(xì)胞保護(hù)機(jī)制的研究［J］．中國中西醫(yī)結(jié)合雜志，2012，32 (8):1077-1082．

［13］魏明剛，孫偉，程宗琦，等．加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯抑制微炎癥與慢性腎小球腎炎臨床療效的研究［J］．中成藥，2014，36(1):48-51．

［14］魏明剛，張玲，邵家德，等．加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯對(duì)阿霉素腎病大鼠治療作用的實(shí)驗(yàn)研究［J］．中華中醫(yī)藥雜志，2011，26(5): 1211-1216．

［15］楊質(zhì)秀，劉金艷，韓迪，等．通絡(luò)化纖顆粒對(duì)肺纖維化大鼠NF-κB、α-SMA含量的影響［J］．疑難病雜志，2011，10(2):126-128．

［16］張瑩雯，吳朝妍．黃芪多糖對(duì)腎陽虛型糖尿病大鼠腎組織NF-κB及IκB的影響［J］．中國中西醫(yī)結(jié)合消化雜志，2006，14 (6):365-368．

［17］鐘桴，董軍，高巖，等．核因子NF-κB對(duì)原發(fā)性腎病綜合征患兒IL-8調(diào)控及黃芪的干預(yù)作用［J］．中國臨床藥理學(xué)雜志，2009，25(5):434-437．

［18］汪燕，馬傳榮，賀國芳，等．川芎嗪對(duì)大鼠腎缺血-再灌注后核因子-κB表達(dá)與一氧化氮合酶活性的影響［J］．醫(yī)藥導(dǎo)報(bào)，2008，27(2):128-131

Function of NF-κB and Traditional Chinese Medicine’s Regulating in Chronic Kidney Disease

YANG Yan-yu，WEI Ming-gang△
(The First Affiliated Hospital of Soochow University，Suzhou 215006，China)

Chronic kidney disease has a chronically damage of the renal structure and function．Renal fibrosis is the common pathway for a variety of chronic kidney disease to end-stage renal failure．The main cause of renal fibrosis is ECM，and TGF-β1/Smad/ILK cell signaling pathway play an important part in ECM．NF-κB plays a critical role in diverse cellular processes associated with inflammation，cell adhesion，proliferation，and apoptosis．NF-κB has the function to renal fibrosis with the effect of TGF-β1/Smad/ILK cell sign-aling pathway．

NF-κB;Renal fibrosis;Cell signaling pathway; Traditional Chinese medicine

R256．5

A

1006-3250(2016)02-0296-03

2015-06-21

國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81473633)-基于TGF-β/ smads/ILK/GSK-3細(xì)胞信號(hào)通路探討芪歸益腎方延緩腎臟纖維化進(jìn)展機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究;國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81273723)-基于整合素/ILK/PI3K細(xì)胞信號(hào)通路探討加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯對(duì)慢性腎臟病治療的機(jī)制;江蘇省中醫(yī)藥管理局資助項(xiàng)目(LZ13235)-基于TFG-β/ smads/ILK細(xì)胞信號(hào)通路探討加味當(dāng)歸補(bǔ)血湯延緩腎臟纖維化病變機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究

楊彥裕(1985-)，男，青海人，住院醫(yī)師，在讀碩士，從事中西醫(yī)結(jié)合腎臟病的臨床與研究。

△通訊作者:魏明剛，E-mail:weiminggang@suda．edu．cn。