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文檔簡介
1、NF-B抑制物的研究進展 作者:楊亞珍朱曉玲王永鈞【關鍵詞】 NF-B抑制物1986年 Sen和Baltmore在B淋巴細胞中首次發現NF-B,這為人們認識疾病和治療疾病打開了一個新視窗。NF-B是普遍存在于真核細胞中的多基因調節因子,它參與調節機體先天性和適應性免疫應答、炎癥反應、細胞的生長和凋亡等多種生物進程,并存在多種機制將其活性和其它細胞通信網絡整合,通過決策制定過程形成串擾從而最終決定細胞命運1。1NF-B的結構和激活 NF-B是一種可誘導二聚體轉錄因子的共稱,幾乎存在于所以細胞,由NF-B/ Rel 蛋白家族成員NF-B1 (P50 ,其前體P105)、NF-B2(P52 ,其前體
2、P100)、RelA(P65)、RelB 和C- Rel 以同源或異源二聚體形式組成。P50/P65異源二聚體為NF-B中的主要形式。所有NF-B/ Rel 蛋白的氨基末端均有一段由大約300 氨基酸組成的Rel 同源結構域(RHD) ,內含與DNA結合、二聚體化及核移位有關的關鍵序列。在絕大多數細胞中,NF-B通過RHD與B抑制蛋白家族(IBs)的6個錨蛋白重復序列結合(IBs包括IB、IB、IB、IB、IB和BcL-3 等),IBs掩蓋NF-B的核定位信號,阻止核攝取,使NF-B以非活化形式存在于細胞的胞質中2。當NF-B受到外界刺激時,如:細胞因子、病原體和輻射誘發的DNA雙鏈斷裂,則可
3、引起IB的磷酸化和遍在蛋白化,已磷酸化和泛素化的IB可被蛋白酶小體降解,從而釋放NF-B,使游離NF-B轉入核內,引起目標基因的表達3。 IB蛋白激酶(IKK)是大多數NF-B活化刺激物的輻合點,介導了IB磷酸化,IKK包括兩個催化亞單位 IKK、IKK和一個調節亞單位IKK(或者叫NEMO)。IKK、IKK均能引起IB的磷酸化,在磷酸化之后,IB上的IKK磷酸化結合位點為E3RS(一種SCF-E3型泛素連接酶)提供特異的識別位點,使IKK得以控制IB的遍在蛋白化和降解。基因敲除研究證實了IKK、IKK的這種生理功能3-4。盡管IKK、IKK具有高度的序列相似性,但兩者因為其底物特異性和調節方
4、式的不同而具有不同功能,IKK(和 IKK)對由TNF-或LPS誘導的促炎癥反應引起的NF-B快速激活是必須的。而IKK則在TNF家族亞群引起NF-B的特殊形式的激活中發揮作用,并對IKK引起的NF-B激活有減弱作用2。2NF-B的抑制 NF-B的過度激活可引起多種疾病的發生,因此,針對NF-B激活的各個環節,選擇性的加以阻斷,從而在病理狀態下抑制NF-B的活性成為治療某些疾病的新靶向,NF-B抑制劑的開發和研究也成為該領域的熱點。2.1抑制IKK活性IKK是NF-B傳導通路的關鍵性激酶,IKK被NF-B誘導激酶(NIK)激活后,引起IB的磷酸化,最終導致了NF-B的活化。對IKK進行抑制,便
5、阻斷NF-B的始動環節。CHS828,是一種含吡啶基的氰基胍類抗腫瘤藥,已被批準進入同相一二期臨床試驗。在THP-1非白血性白血病細胞中,可抑制LPS刺激引起的NF-B的核定位和轉錄活性,及IB和IB的降解,故推測CHS828的抗癌作用可能在于抑制IKK的活性,解除NF-B的抗凋亡保護程序,從而引起腫瘤細胞的凋亡5。小白菊內酯是從中藥甘菊中提取的倍半萜內酯,可以抑制IKK的活性,從而提高胞漿中的IB的穩定性,阻止其降解6。而另一種倍半萜類化合物CDDO-Me亦是直接抑制IKK的活性而阻斷NF-B的傳導7。另外,一些中藥提取物如黃酮類化合物、類固醇樣化合物等均能強烈阻斷IKK活性,從而抑制IB的
6、磷酸化和降解,阻斷NF-B活性和NF-B的蛋白結合活性,在一些炎癥性疾病的治療中具有優勢8-9。2.2 抑制NF-B核移位NF-B只有與IB解離并移入核內后才具有轉錄活性。DHMEQ,一種抗生素epoxyquinomicin C的衍生物,便是特異性地阻斷NF-B由胞外向胞內轉移的過程,能不依賴于IB的降解而引起細胞凋亡,使其在多發性骨髓瘤的治療中,具有了其它蛋白酶體抑制劑所沒有的優勢10。不僅如此,DMHEQ對NF-B的核移位及穩態轉錄活性的抑制也讓以化療藥物治療肝細胞癌多了一種選擇;并將同種異體移植物的平均生存期從單用他克莫司的13天急增到聯用時的59.5天,大大延長了移植物的壽命11-12
7、。2.3 抑制蛋白酶體的活性磷酸化和泛素化的IB可被26S的蛋白酶體降解,引起NF-B的活化。因此,蛋白酶體抑制劑可通過阻斷IB的降解而抑制NF-B的激活。肽類硼酸PS-341是最早進入臨床試驗的抗腫瘤藥,它很容易進入細胞內抑制蛋白酶體,從而抑制NF-B的激活和其后的炎癥蛋白基因的轉錄及腫瘤的發生和轉移,美國食品藥品管理局已批準其用于頑固性或復發性多發性骨髓瘤住院病人的治療13。MG-115、MG-132和乳胞素也是有效的蛋白酶抑制劑,很多證據表明蛋白酶抑制劑在腫瘤治療的中有潛在優勢。但亦有學者將蛋白酶抑制劑應用于腸上皮癌HT-29細胞系,發現其反而增加了NF-B的DNA結合和轉錄活性14。表
8、明用蛋白酶抑制劑來阻斷癌細胞的NF-B活性并不適用于所有腫瘤的治療。2.4 抑制NF-B的DNA結合活性糖皮質激素在多種免疫性疾病中起主要治療作用,其免疫抑制效應有部分通過抑制NF-B的活性介導,其中,最主要的便是與RelA直接作用,抑制NF-B與蛋白的結合。白葉藤素生物堿是一種具有抗炎作用的藤本植物,Olajide 等15用螢火素酶報告基因測定HEK293細胞,發現其具有抑制NF-B活性的作用,而在隨后的研究中發現這種抑制作用在于減少NF-B的DNA結合活性,而非抑制IB的降解或者NF-B的核移位。2.5抗氧化劑的應用氧自由基(ROS)被認為是一種細胞第二信使,參與翻譯后修飾,并可調節氧化敏
9、感轉錄因子NF-B,而氧化劑可影響NF-B多種激酶的活性16。因此,使用抗氧化劑N-乙酰半胱氨酸(NAC)、維生素E衍生物、抗壞血酸、二甲亞砜等來抑制NF-B的產生或其生物學作用對限制炎癥等疾病有益。研究較多的是吡咯烷二硫基甲酸鹽(PDTC),PDTC是具有抗氧化作用的穩定化合物,可抑制腫瘤壞死因子誘導的反應性氧自由基的產生和NF-B的活性17-18,但Hayakawa等19報道PDTC抑制NF-B活性與抗氧化功能無關。2.6其它組蛋白乙酰轉移酶HBO1可通過捕捉NF-B轉錄復合物中的基本共活化物而減少NF-B的活性20。 魚油含有EPA和DHA,可以通過PPAR-途徑抑制NF-B活性,從而延
10、緩腎臟疾病尤其是IgA腎病的進展21。3展望 二十多年來,對NF-B的研究方興未艾。NF-B可被LPS、TNF-、IL-1、紫外線、有絲分裂原、尿蛋白、病毒、游離基等多種刺激原激活,調節包括炎癥、免疫、細胞生長分化及特定病毒基因表達等多種生物進程。而更多的疾病被發現與NF-B的過度激活有關。隨著NF-B信號轉導途徑的日益明朗化,針對性地抑制轉導的各個環節,成為疾病治療和藥物研發的一個新重點。迄今為止,共有750多種抑制劑被發現或合成,但是卻很少用于臨床。如何特異性地抑制NF-B的活性,減少抑制劑的不良反應,是NF-B抑制劑走向臨床亟需解決的難題。但對很多疾病,尤其是腫瘤、慢性炎癥性疾病及神經退
11、行性病變來說,等待NF-B抑制劑的臨床防治應該是一件鼓舞人心且并不遙遠的事情。【參考文獻】 1Perkins ND.Integrating cell-signalling pathways with NF-kappaB and IKK functionJ.Nat Rev Mol Cell Biol,2007,8(1):49-62.2Hacker H, Karin M.Regulation and function of IKK and IKK-related kinasesJ.Sci STKE, 2006,(357):re13.3Karin M, Ben-Neriah Y.Phosphoryl
12、ation meets ubiquitination: the control of NF-kappaB activityJ.Annu Rev Immunol,2000,18:621-663.4Truhlar SM, Torpey JW, Komives EA.Regions of IkappaBalpha that arecritical for its inhibition of NF-kappaB.DNA interaction fold upon bindingtoNF-kappaBJ.Proc Natl Acad Sci USA, 2006,103(50):18951-18956.5
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14、atory Response in CF Cells and MiceJ. Am J Respir Cell Mol Biol,2007,111(21) :116-128.7Ahmad R, Raina D, Meyer C, et al. Triterpenoid CDDO-Me blocks the NF-kappaB pathway by direct inhibition of IKKbeta on Cys-179J. J Biol Chem,2006,20(2):225-229.8Kim JS, Jobin C.The flavonoid luteolin prevents lipo
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18、raft rejection by applying a novel nuclear factor-kappaB inhibitor, dehydroxymethylepoxyquinomicinJ.Transplantation,2006,82(12):1720-1761.13Jung L, Holle L, Dalton WS. Discovery, Development, and clinical applications of bortezomibJ.Oncology (Williston Park),2004,18(14 Suppl 11):4-13.14Nemeth ZH, Wo
19、ng HR, Odoms K, et al.Proteasomeinhibitors induce inhibitory kappa B (I kappa B) kinase activation, I kappa B alpha degradation, and nuclear factor kappa B activation in HT-29 cellsJ. Mol Pharmacol,2004,65(2):342-349.15Olajide OA, Heiss EH, Schachner D,et al.Synthetic cryptolepine inhibits DNA bindi
20、ng of NF-kappaBJ.Bioorg Med Chem,2007,15(1):43-49.16Bonello S, Zahringer C. Reactive Oxygen Species Activate the HIF-1alpha Promoter Via a Functional NFkappaBJ. Site Arterioscler Thromb Vasc Biol,2007,12(2):24-27.17Sarkar A,Sreenivasan Y,Ramesh GT,et al. Beta-D-glucoside suppresses tumor necrosis factor-induced activation of nuclear transcription factor kappa B but potentiates apoptosisJ. J Biol Chem,2004,279:3378-3381.18Dechend R
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