心肌缺血再灌注損傷中NF-κB的作用*

揚(yáng)翼 楊婷婷 潘曉燕

(1.嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系2013級；2.嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室，浙江 嘉興 314001)

綜 述

心肌缺血再灌注損傷中NF-κB的作用*

揚(yáng)翼1楊婷婷1潘曉燕2△

(1.嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系2013級；2.嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院病理學(xué)教研室，浙江 嘉興 314001)

核因子kappa B(Nuclear factor-κB，NF-κB )為一個轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，是核因子中重要的一組蛋白質(zhì)，且經(jīng)多次研究發(fā)現(xiàn) ，NF-κB廣泛存在于各種細(xì)胞，在心肌炎癥、再灌注損傷及細(xì)胞凋亡過程中均有其參與。本文重點探討核因子NF-κB在心肌缺血再灌注損傷中的作用，并粗略探討相關(guān)的治療措施。

心肌缺血再灌注損傷；NF-κB；治療

心肌缺血再灌注損傷(Ischemia-reperfusion injury，IRI)損傷是心肌因各種因素造成長時間缺血后恢復(fù)血液灌流，后因氧化應(yīng)激、復(fù)氧、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子超載、游離基一氧化氮(Nitrric oxide，NO)、核因子kappa B(Nuclear factor-κB，NF-κB )和內(nèi)毒素等因素，導(dǎo)致多種炎性介質(zhì)基因過度表達(dá)[1]，反而出現(xiàn)比再灌注前更加明顯、更加嚴(yán)重的功能障礙和結(jié)構(gòu)損傷，如：心肌炎癥反應(yīng)、損傷、凋亡和壞死。除此之外細(xì)胞凋亡、補(bǔ)體系統(tǒng)及腎素血管經(jīng)張素等[2]，也可介導(dǎo)心肌缺血再灌注損傷且常常發(fā)生在心肺轉(zhuǎn)流(Cardiopulmonary bypass，CPB)下心臟手術(shù)[3]及麻醉手術(shù)期間[4]。

1 NF-κB及在心肌缺血再灌注損傷(Ischemia-reperfusion injury，IRI)的作用

1.1 NF-κB

NF-κB是一個存在于各種組織包括心肌細(xì)胞和心肌血管內(nèi)皮細(xì)胞中的因子[5]，是一個轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，包括5個亞單位：Rel (cRel)、p65 (RelA, NF-κB3)、RelB和p50(NF-κB1)、p52(NF-κB2)。p65、cRel和RelB分含有N端Rel同源區(qū)(Rel homology domain，RHD)和C端的反式激活結(jié)構(gòu)域(Transactivation domain，TD)，在RHD的C末端有一個核定位區(qū)域(Nuclear-localization sequence，NLS)，負(fù)責(zé)與DNA結(jié)合、二聚體化和核易位，而TD則與轉(zhuǎn)錄活化相關(guān)。p50和p52只有RHD，而缺乏TD，因此，p50和p52同源二聚體并不能激活基因轉(zhuǎn)錄，而是在細(xì)胞內(nèi)以其前體p105和p100的形式以一種抑制分子存在。兩個亞基形成的二聚體與κB 位點結(jié)合調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄，但不同的NF-κB二聚體在選擇結(jié)合序列時可能略有差異，這是一種精細(xì)調(diào)節(jié)。在靜止?fàn)顟B(tài)，NF-κ B 的P65 亞基與一個阻遏蛋白單體(Inhibitory kappa B，IκBα)結(jié)合，覆蓋 P50 蛋白的核定位信號，使 NF-κB 與 IκBα形成的三聚體(NF-κB/IκBα)存在于細(xì)胞質(zhì)中，但無活性[5]。當(dāng)細(xì)胞受細(xì)胞外信號，如細(xì)胞因子等刺激后，IκB激酶復(fù)合體(IκB kinase，IKK)活化將IκB磷酸化，暴露NF-κB核定位位點。游離的NF-κB迅速移動到細(xì)胞核(常以 P50、P65異源二聚體的形式)，與特異性κB 序列結(jié)合，并在核內(nèi)與特異序列的啟動子和增強(qiáng)子結(jié)合下進(jìn)行轉(zhuǎn)錄[6]。

1.2 心肌缺血再灌注損傷中NF-κB的作用

心肌缺血再灌注可導(dǎo)致心肌炎癥、壞死等功能障礙和組織損傷，而這些病理改變涉及了NF-κB的激活，與多種含有κB位點的基因過度表達(dá)有關(guān)，說明NF-κB參與了缺血再灌注損傷的過程。而且因為心肌缺血再灌注后NF-κB被激活，激 活后的NF-κB能誘導(dǎo)表達(dá)血管內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子(Vascular endothelial cell adhesion molecules，VCAM- 1)和腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor-α，TNF-α)，提示 NF-κB 是心臟應(yīng)激反應(yīng)的快速表達(dá)基因[4]，可通過轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生和傳遞的細(xì)胞因子等，直接或間接引起急性或亞急性血管內(nèi)皮和心肌細(xì)胞的損傷。除此之外，NF-κB因心肌缺血再灌注時發(fā)生氧化應(yīng)激信號途徑的激活，通過調(diào)控下游基因，如 Bcl-2相關(guān)蛋白家族等的轉(zhuǎn)錄表達(dá)而參與對凋亡的調(diào)控[4]，而細(xì)胞凋亡被認(rèn)為是IRI中的重要環(huán)節(jié)[7]。

核因子NF-κB在很多與炎癥反應(yīng)相關(guān)的細(xì)胞因子的基因部位都有其結(jié)合位點[3]。且參與早期免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)的許多因子都受其的調(diào)控，包括：TNF、IL-1、IL-2、IL-6、IL-8、IL-12、iNOS、COX2、趨化因子、粘附分子、集落刺激因子等。此外，鋅指蛋白A20、血紅素加氧酶-1(Heme oxygenase-1，HO-1)等一些抗炎和與細(xì)胞凋亡有關(guān)的分子如：腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子-1(Tumor-necrosis factor receptor associated factor -1，TRAF-1)，抗細(xì)胞凋亡的蛋白-1和抗細(xì)胞凋亡的蛋白-2(Inhibitor of apoptosis 1/2，IAP1/ IAP2)，TNF 受體相關(guān)因子(Receptor of apoptosis 1/2,，TRAF1 /TRAF2)，Bcl-2 同源體 A1/Bfl-1和 IEX-IL也都受NF-κB的調(diào)控。具體表現(xiàn)有TNF、毒素和缺氧[10]可激活NF-κB，且活化后迅速進(jìn)入核內(nèi)啟動炎癥細(xì)胞因子等表達(dá)，而升高的 TNF、IL-1反過來再次刺激NF-κB，形成正反饋，使這些細(xì)胞因子和粘附分子水平不斷升高。過度表達(dá)的選擇素和粘附分子使中性粒細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞之間發(fā)生黏附、聚集和心肌浸潤，從而引起心肌損傷[8]。

2 相關(guān)的治療

NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在IRI中有重要作用，如在中性粒細(xì)胞的聚集、激活，缺血區(qū)的炎癥反應(yīng)等方面都有重要意義，因此通過抑制該信號能有效減緩心肌缺血再灌注損傷。所以，可通過NF-κB抑制劑、基因工程方法、糾正缺氧及通過在核內(nèi)競爭轉(zhuǎn)錄輔助因子進(jìn)行治療。

2.1 NF-κB抑制劑

抑制劑一般通過清除氧自由基 、抑制 IκB 激酶的活性、抑制蛋白酶小體的活性 、抑制NF-κB與應(yīng)答元件的結(jié)合、干擾NF-κB的轉(zhuǎn)錄活性以及誘導(dǎo) Iκ Bα的合成等方面來影響NF-κB的活化 。如吡咯烷二硫代氨基甲酸 (Pyrrolidinedithiocarbamate，PDTC) 是一種特異性NF-κB抑制劑，可減少缺血引起的核內(nèi)NF-κB 的激活和胞漿IκB的降解；而鹽酸右美托咪定可以通過調(diào)控該信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo),減輕炎癥,減少心肌損傷，保護(hù)心肌[9]；瑞芬太尼通過降低其活性減輕心肌缺血再灌注損傷[6]。

2.2 基因工程方法

在培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞上用腺病毒介導(dǎo)突變型 IκB 轉(zhuǎn)染后，可阻斷NF-κB的核移位[4]。

2.3 糾正缺氧的因素

如手術(shù)過程中控制缺氧或應(yīng)用預(yù)處理來盡量抑制 NF-κB的激活，減少對心肌損傷。

2.4 在核內(nèi)競爭轉(zhuǎn)錄輔助因子

如糖皮質(zhì)激素，在核內(nèi)糖皮質(zhì)激素受體(Glucocorticoid reccptor，GR) 和 NF-κB 的 P65亞單位在轉(zhuǎn)錄上相互競爭從而影響對方的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而抑制NF-κB發(fā)揮作用[3]。

3 結(jié)論

NF-κB是心肌缺血再灌注損傷中的重要因子，在心肌缺血再灌注損傷中發(fā)揮重要作用，對中性粒細(xì)胞的聚集、激活，缺血區(qū)的炎癥反應(yīng)都具有重要作用，因此可針對此方面進(jìn)行防治和治療。

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3 楊改生,張國榮,張晉東,等. 心肌缺血再灌注損傷中核因子-κB活性的變化[J]. 空軍醫(yī)學(xué)雜志, 2006, 22(2): 80-82.

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8 Yang J, Li Y, Hu C. Ischemic preconditioning protects against myocardial ischemia-reperfusion injury through inhibiting toll-like receptor 4/NF-κB signaling pathway in rats[J]. Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban, 2011, 36(10): 972-978.

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Role of NF-κB in myocardial ischemia-reperfusion injury*

Yang Yi1, Yang Ting-ting1, Pan Xiao-yan2△

(1.Grade 2013, Department of Clinical Medicine, Jiaxing University School of Medicine;2.Department of Pathology, Jiaxing University Medical College, Zhejiang Jiaxing 314001)

浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃暨新苗人才計劃項目(編號：2015R417002)

揚(yáng)翼，女，2013級本科生，Email：acdeg1230@126.com。

△通訊作者：潘曉燕，女，副教授，主要從事天然產(chǎn)品的心血管保護(hù)作用研究，Email：jxpanxiaoyan@yeah.net。

2016-10-7)