謝 咚,孫明瑜

謝咚,孫明瑜,上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院,上海中醫(yī)藥大學(xué)肝病研究所肝腎疾病病證教育部重點實驗室,上海中醫(yī)藥大學(xué) 上海市 201203

0 引言

胃癌(gastric cancer,GC)是全球最常見的惡性腫瘤之一,2018年胃癌在癌癥發(fā)病率排第五位,是全球癌癥相關(guān)死亡的第三大原因,中國的胃腸相關(guān)癌癥發(fā)病率和死亡率分別占全球38%和41%.研究表明,幽門螺桿菌(,)感染是導(dǎo)致胃炎進(jìn)展惡變?yōu)槲赴┌l(fā)生的主要危險因素,除此之外,吸煙、腌制食品攝入過量、飲酒過量和水果蔬菜攝入過低等也會增加胃癌發(fā)生的風(fēng)險,肥胖和食管反流性胃炎亦是胃賁門癌發(fā)生的危險因素.

1 NF-κB是連接免疫、炎癥與癌癥內(nèi)在聯(lián)系的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子

核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB家族(nuclear factor kappa B,NF-κB)是炎癥反應(yīng)過程中的核心介質(zhì),是作為連接免疫、炎癥和癌癥的內(nèi)在聯(lián)系的重要調(diào)節(jié)因子.它由五個相互作用的主要成員組成:NF-κB1(p50)、p52、p65(rela)、ReIB和c-Rel.其激活主要依靠三種通路:經(jīng)典通路,非經(jīng)典通路和旁路通路.NF-κB作為異質(zhì)或同源二聚體存在于細(xì)胞中,通過與細(xì)胞質(zhì)中的抑制性蛋白I-κB結(jié)合而保持活性.在大多數(shù)實體腫瘤和淋巴瘤中,NF-κB均有激活,與細(xì)胞長期在炎癥反應(yīng)的微環(huán)境和IKK/NF-κB信號通路上游組分的突變或激活中有關(guān),在腫瘤進(jìn)程中可以抑制細(xì)胞凋亡,刺激腫瘤細(xì)胞增殖,促進(jìn)細(xì)胞的遷移和侵襲.大多數(shù)研究表明,腫瘤中發(fā)現(xiàn)的炎癥細(xì)胞和細(xì)胞因子更有可能促進(jìn)腫瘤的生長、進(jìn)展和免疫抑制,持續(xù)的NF-κB本身的激活,最有可能發(fā)揮其致癌潛能.

NF-κB在胃粘膜免疫炎癥中起著重要的中介作用.有研究證明,無論是否存在感染,NF-κB在炎-癌轉(zhuǎn)化的各個過程中均有激活.在該疾病進(jìn)展過程中參與了感染、細(xì)胞凋亡、炎癥反應(yīng)等各個環(huán)節(jié).

2 NF-κB的激活參與H.pylori感染誘導(dǎo)胃上皮炎癥免疫反應(yīng)和凋亡調(diào)節(jié)

感染是引起胃粘膜炎癥的主要原因,炎癥反應(yīng)引發(fā)和加速一系列以胃上皮受損、細(xì)胞凋亡增加和細(xì)胞增殖不適當(dāng)為特征的致癌事件,使正常細(xì)胞易受到腫瘤發(fā)展趨向,這可能是胃癌發(fā)生的第一步.研究發(fā)現(xiàn),存在感染的患者胃粘膜組織NF-κB的表達(dá)明顯高于未感染組織,并且其表達(dá)與胃炎嚴(yán)重程度、活動度、負(fù)荷、萎縮性胃炎發(fā)生呈正相關(guān).同時,在腸型胃癌中,p65陽性表達(dá)也明顯高于彌漫性胃癌,與胃癌的分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、臨床分期和浸潤深度均有關(guān).因此,NF-κB的激活在感染相關(guān)胃炎和胃癌疾病中十分常見.

胃上皮中經(jīng)典NF-κB信號通路異常導(dǎo)致了胃癌前病變的發(fā)生,NF-κB1-和NF-κB2介導(dǎo)感染對胃粘膜的作用.的感染也通過介導(dǎo)ERK1/2 MAPK通路誘導(dǎo)NF-κB轉(zhuǎn)錄因子,并通過NF-κB p50同位二聚體與HKα啟動子的結(jié)合來抑制HKα基因的表達(dá),HKα作為H-K-ATP酶的啟動子介導(dǎo)壁細(xì)胞酸分泌,這可能是相關(guān)“炎-癌”發(fā)生的機制之一.NF-κB的激活不能缺少IκB激酶(IKK)復(fù)合物的參與,IKKβ是其激活的關(guān)鍵因素,除了絲氨酸殘基磷酸化之外,酪氨酸磷酸化的IKKβ在一定程度上參與了感染后NF-κB的激活.刺激導(dǎo)致的胃發(fā)育不良細(xì)胞中NF-κB表達(dá)增高,出現(xiàn)IKKβ的缺失,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡、活性氧和細(xì)胞壞死的增加,IL-1α的上調(diào)和抗凋亡基因的下調(diào),這代表IKKβ/NF-κB通路表達(dá)異常導(dǎo)致的壞死和凋亡增加,與GD發(fā)生風(fēng)險相關(guān).還能通過B淋巴細(xì)胞替代途徑激活NF-κB,通過誘導(dǎo)NF-κB 2/p100到p52加工過程中B淋巴細(xì)胞趨化因子、EBI-1配體趨化因子和基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1αmRNA的表達(dá)上調(diào)和抗凋亡的影響,促使淋巴細(xì)胞獲得惡性潛能.TIFA在感染的胃上皮細(xì)胞中同時激活經(jīng)典和替代的NF-κB信號,腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(TRAF)與TIFA相互作用蛋白觸發(fā)經(jīng)典的NF-κB激活,TIFA/TRAF2相互作用使細(xì)胞凋亡抑制因子1(CIAP 1)從TRAF 2中短暫移位,cIAP 1蛋白體降解,從而促進(jìn)NF-κB通路的激活.誘導(dǎo)胃上皮細(xì)胞凋亡和胃癌發(fā)生需要P53上調(diào)凋亡調(diào)節(jié)劑-PUMA的參與,感染后,p65通過與PUMA啟動子遠(yuǎn)端位點結(jié)合直接激活PUMA轉(zhuǎn)錄,由TLR 2介導(dǎo)的NF-κB的激活和隨后的炎癥細(xì)胞因子的誘導(dǎo)而產(chǎn)生GEC凋亡.在癌細(xì)胞模型和小鼠模型感染能誘導(dǎo)內(nèi)源性DARPP-32(dopamine and cAMP-regulated phosphoprotein,molecular weight 32000)表達(dá),DRAPP-32在消化道腫瘤中的高表達(dá)具有致癌特性,DARPP的過表達(dá)和NF-κB激活都發(fā)生在腸上皮化生的早期,并在隨后的胃腫瘤發(fā)生過程中持續(xù)存在.Hp-NF-κB-DARPP-32信號軸的激活與胃腫瘤級聯(lián)進(jìn)展相關(guān),感染引起的炎癥NF-κB轉(zhuǎn)錄上調(diào)DARPP-32的表達(dá),促進(jìn)細(xì)胞存活,從而促進(jìn)胃腫瘤的發(fā)生.

3 H.pylori的致病毒力因子是激活NF-κB關(guān)鍵通路的重要因素

有多種致病性毒力因子,其中細(xì)胞毒素相關(guān)蛋白(CagA)和空泡細(xì)胞毒素(VacA)是主要的致病效應(yīng)因子.CagA是利用由cag致病性島(cagPAI)編碼的Ⅳ型分泌系統(tǒng)(type Ⅳ secretion system,T4SS)粘附在胃上皮細(xì)胞上,攜帶cagPAI基因簇的菌株與cag陰性菌株相比,具有更強的NF-κB活性和IL-8表達(dá)的誘導(dǎo)作用.誘導(dǎo)的AGS胃上皮細(xì)胞CDNA基因表達(dá)譜的檢測展示了超過80%的誘導(dǎo)基因(476/566)的上調(diào)依賴于cagPAI.通過NF-κB或ERK的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是已知cagPAI陽性的激活的主要通路.誘導(dǎo)的胃上皮細(xì)胞DNA損傷依賴于雙功能RfaE酶和cagPAI,通過α激酶1/叉頭相關(guān)結(jié)構(gòu)域(ALPK1/TIFA)信號通路對脂多糖生物合成中間體β-ADP-heptose進(jìn)行先天免疫識別,從而激活NF-κB信號;同時,幽門螺桿菌誘導(dǎo)的復(fù)制應(yīng)激和DNA損傷依賴于在S期感染細(xì)胞中形成的共轉(zhuǎn)錄RNA/DNA雜交(r-loop),這些r-loop是β-ADPheptose/ALPK1/TIFA/NF-κB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的結(jié)果.CagA與轉(zhuǎn)化生長因子-β-活化激酶1(transforming growth factorbeta-activated kinase 1,TAK1)的相互作用對誘導(dǎo)的NF-κB激活必不可少,通過腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6介導(dǎo)的Lys63連接的TAK1的泛素化來增強TAK1的活性進(jìn)而誘導(dǎo)NF-κB激活.cagA陽性相關(guān)的腸型胃癌通過NF-κB/p65與c-myc、cyclinD 1和bcl-XL的高表達(dá)密切相關(guān),這表明NF-κB活性的抑制是腸型胃癌的治療靶點.空泡細(xì)菌毒素(VacA)最重要的生物學(xué)效應(yīng)是膜孔的形成和液泡的形成,能夠侵蝕和松解胃上皮細(xì)胞之間的緊密連接,同時具有免疫抑制作用,如影響T細(xì)胞受體/IL2信號通路,通過NF-κB激活介導(dǎo)上調(diào)IL-8、IL-2RA、CD69和ICAM.VacA陽性誘導(dǎo) IL-8、生長相關(guān)癌基因α、單核細(xì)胞趨化蛋白1和RANTES(調(diào)節(jié)活化、正常、T細(xì)胞表達(dá)和分泌)的表達(dá),能夠激活p65/p50異二聚體和磷酸化的IKKα/β信號,這種作用依賴于Ca內(nèi)流和活性氧中間體(ROI)的線粒體生成.VacA氨基末端476殘基片段(P52)過表達(dá)可誘導(dǎo)THP-1細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白細(xì)胞介素-1β(interleukin—1β,IL-1β)、一氧化氮和活性氧,也促進(jìn)THP-1細(xì)胞凋亡和NF-κB的激活,這可能是其誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子分泌和細(xì)胞凋亡的機制之一.

4 非H.pylori感染相關(guān)原因參與NF-κB通路激活誘發(fā)胃炎癌疾病級聯(lián)

膽汁酸反流和慢性炎癥是胃腸上皮化生(intestinal metaplasia,IM)-胃癌疾病級聯(lián)反應(yīng)的重要危險因素,其介導(dǎo)的基因表達(dá)在調(diào)節(jié)胃上皮細(xì)胞相關(guān)的炎癥反應(yīng)方面至關(guān)重要.miR-92a-1-5p/FOXD 1/NF-κB/CDX 2調(diào)節(jié)軸在胃細(xì)胞產(chǎn)生IM表型中起關(guān)鍵作用,IM組織中膽汁酸誘導(dǎo)miR-92-15p增加,并通過靶向FOXD 1/FOXJ 1軸和調(diào)節(jié)NF-κB通路,激活CDX 2和其腸道下游標(biāo)記物.膽汁酸能夠增加胃細(xì)胞NF-κB和孤核受體SHP 的相關(guān)作用從而增加c-Jun表達(dá)和TNFα的產(chǎn)生.另外,CDX1是腸分化的重要轉(zhuǎn)錄因子,在“胃炎-化生-癌”疾病序列模式下異常表達(dá).CDX 1啟動子甲基化與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)封閉、NF-κB結(jié)合減少和轉(zhuǎn)錄沉默有關(guān).同時,CDX 1啟動子的超甲基化、低甲基化和高甲基化階段與NF-κB信號活性呈負(fù)相關(guān),這些功能的相關(guān)作用促進(jìn)胃腸化生的發(fā)展和癌變.

N亞硝基化合物的長期接觸是胃炎發(fā)生導(dǎo)致癌變進(jìn)展的又一危險因素.在MNNG誘導(dǎo)的胃癌前病變大鼠模型中,NF-κB/p53/Ki67-凋亡信號通路的激活,使caspase(半胱氨酸依賴性天冬氨酸特異性蛋白酶)(-3、-8和-9)、Fas、bax和bid等促凋亡蛋白上調(diào),整合素β1/NF-κB/DARPP-32/STAT 3途徑的激活參與胃粘膜損傷發(fā)生,促使胃癌前病變組織惡變趨向.

一些特定基因的過表達(dá)和沉默在胃炎-胃疾病級聯(lián)中也扮演著之重要角色.IL-1β胃特異性表達(dá)轉(zhuǎn)基因小鼠會導(dǎo)致自發(fā)性胃炎和癌癥,與早期從骨髓源性抑制細(xì)胞(MDSCs)向胃內(nèi)募集相關(guān).GD發(fā)生時胃內(nèi)MDSCs明顯增加,IL-1β通過IL-1RI/NF-κB途徑在體外和體內(nèi)激活MDSCs.此外,TFF 1基因敲除小鼠隨著時間的增加胃黏膜幽門竇發(fā)生由胃炎向增生、低度異型增生、高級別異型增生的進(jìn)展,最終導(dǎo)致惡性腺癌,胃組織NF-κB在癌變級聯(lián)過程中活性逐漸增加,而TFF1表達(dá)逐漸下降,TFF 1的表達(dá)通過腫瘤壞死因子受體1(TNFR 1)/IαB激酶(IKK)途徑抑制腫瘤壞死因子受體1(TNFR 1)介導(dǎo)的NF-κB激活;NF-κB p65和人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(HTERT)的活性在胃癌疾病級聯(lián)進(jìn)展的正相關(guān)聯(lián)系可能也是腫瘤發(fā)生的重要步驟之一.腸型胃癌的p65陽性表達(dá)也明顯高于彌漫性胃癌,與胃癌的分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、臨床分期和浸潤深度均有關(guān),這種作用可能與增強端粒酶活性相關(guān).NF-κB1的缺失會引起小鼠胃粘膜組織出現(xiàn)胃炎-萎縮-胃不典型增生-侵襲性腫瘤的發(fā)展趨勢,胃體和胃竇中IL-6、Il-11、IL-22和TNF-α水平升高,導(dǎo)致組織中STAT 1的激活,從而導(dǎo)致炎癥性免疫反應(yīng)和胃癌的發(fā)生.也有研究發(fā)現(xiàn)胃粘膜由IM-GD-GC時出現(xiàn)死亡受體Fas抗原凋亡耐藥表型,Fas Ag-FasL通過ERK 1/2激活NF-κB的表達(dá),將Fas Ag信號通路從腫瘤抑制角色轉(zhuǎn)化為腫瘤啟動子.NF-κB的抑制能使環(huán)氧合酶COX-2和一氧化氮合酶iNOS受到抑制,減緩胃癌的擴散.

5 結(jié)語

NF-κB活化對胃炎-胃腫瘤疾病進(jìn)展級聯(lián)有著重要影響,在整個疾病過程中,參與了炎癥免疫反應(yīng)和調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡等環(huán)節(jié).NF-κB信號的異常和持續(xù)激活有助于炎癥向癌癥的惡性轉(zhuǎn)化,腫瘤發(fā)生時參與了腫瘤微環(huán)境中細(xì)胞間的串?dāng)_和免疫反應(yīng).一方面,NF-κB通路參與適應(yīng)性免疫反應(yīng),增加炎癥的嚴(yán)重程度,另一方面,慢性炎癥可能導(dǎo)致組織損傷、自身免疫性疾病和腫瘤的發(fā)生,改變受損組織部位的遺傳穩(wěn)定性和表觀遺傳狀態(tài),致使促腫瘤微環(huán)境的產(chǎn)生.因此,除了對NF-κB信號通路進(jìn)行深入的研究和對抑制物的鑒定外,應(yīng)進(jìn)一步研究NF-κB分子網(wǎng)絡(luò)對胃炎-胃癌協(xié)同治療的作用,以期尋找NF-κB在胃炎-胃癌疾病進(jìn)程中作用的潛在靶點.