急性胰腺炎与核因子-KB
遵义医学院病理生理教研室贵州省遵义市563003
主题词 核因子-KB；核因子-KB抑制蛋白(IKB)；急性胰腺炎；肿瘤坏死因子；白介素
李永渝, 高占峰. 急性胰腺炎与核因子-KB. 世界华人消化杂志，2001；9(4)：420-421
不少人类疾病的发生和发展可归因于一些基因的异常表达，这些基因通过存在的基因开 关(Gene Switch)而过量表达，从而导致疾病的发生. 其中一部分基因开关是在核因子-KB(nuclear factor kappa B, NF-KB)控制下进行的. NF-KB是一类能与多种基因启动子部位的KB点发生特异性结合促进转录的DNA结合蛋白总称. 它不仅存在于B淋巴细胞，而且存在 于几乎所有细胞中，并能够和许多基因启动子区域的固定核苷酸序列结合而启动基因转录，在机体的免疫应答、炎症反应及细胞的生长调控等方面发挥重要作用. 目前研究证实，与炎 症和免疫反应关系密切的许多细胞因子、粘附分子基因启动部位含有KB位点，体内外实验也揭示，NF-KB活化可引起这些因子的过度表达. 急性胰腺炎(AP)的发病机制，目前认为是由于多种致病因素引起胰酶过度活化、胰腺微循环紊乱、肠粘膜屏障功能障碍继发细菌易位和内毒素血症等. 进而导致胰腺组织中以中性粒细胞为主的炎性细胞广泛浸润，以及其激发TNF, IL-1, IL-6, IL-8等细胞因子和ICAM-1, VCAM-1等粘附分子的过度表达. 伴有多种炎性递质的产生和胰腺组织的广泛损害，并可累及诸多胰外器官，引发成人呼吸窘迫综合征(adult respiratory distress syndrome, ARDS)和多器官功能衰竭(multiple organ failure, MOF). 由于NF-KB是调控多种炎性因子基因表达的枢纽，它在AP发病中的作用已引起关注.
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1 NF-KBNF-KB是由一组结构上相关的蛋白质家族组成，包括RelA(p65), C-Rel, NF-KB1(P50/P105), NF-KB2(P52/P100). 根据其结构、功能和合成形式可将上述NF-KB/Rel蛋白家族分为两组：第一组包括NF-KB1(P50)和NF-KB2(P52)，两者分别是由前体蛋白P105和P100蛋白酵解而形成的. 第二组包括(P65)、RelB和C-Rel,与第一组不同的是其并非由前体蛋白酵解产生. 该家族的特征是有着约300bp组成的结构域(Rel-homology domain, RHD)[1]，其主要功能是介导Rel蛋白间的二聚体作用和蛋白与DNA间的特异性结合，并携带有核定位信号(Nuclear location signal，NLS)，参与活化的NF-KB由细胞质向细胞核的迅速移动. NF-KB由两个属于Rel家族的亚单位以同源或异源二聚体构成，可诱导的形式是由有NF-KB和Rel组成的异源二聚体. 主要发挥作用的是P50/P65异源二聚体. 不同的NF-KB二聚体有不同的转录激活特性. 不同的二聚体能结合在不同的靶DNA，表明组成NF-KB亚单位的不同，其调控的基因表达也不同.
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2 NF-KB的活化
2.1 NF-KB活化刺激因素 目前已发现多种因素可以诱导NF-KB的活化，包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素 -1β(IL-1β)，脂多糖(LPS)、氧化剂、放射线、紫外线、病毒及其代谢产物等. 抗原受体交联、钙离子载体，蛋白激酶(PKC)、抗原、植物凝集素(PHA)、刀豆素(CONA )和佛波醇酯(PMA)等与细胞分裂、增殖有关的因素也可促进NF-KB的活化[2]. 其中前炎症细胞因子TNF-α, IL-1虽为NF-KB的强烈激活剂，但活性氧在NF-KB的活化过 程中的作用显得尤为重要，因为抗氧化剂如二硫代氨基甲酸吡咯烷(PDTC)、N-乙酰半胱氨 酸(NAC)等药物可抑制TNF-α, PMA等多种因素引起的NF-KB的活化[3，4].
2.2 NF-KB活化调节 在体内，NF-KB的活化过程受到精细调控，其中反馈调节是主要的调节方式. 正反馈调节可通过细胞外机制进行，其作用是增强炎症信号. 如研究证实，NF-KB可促进前炎症因子(IL-1, TNF-α, IL-6)等炎性基因的转录，而IL-1, TNF-α作为细胞外刺激信号又可激活NF-KB，进一步放大炎症反应. 负反馈调节在NF-KB活化的调节过程中也非常重要，其作用是限制NF-KB活化，降低机体对某种刺激的反应. 负反馈也可由于细胞外刺激(内毒素、TNF-α, IL-1β等)导致反向细胞因子如IL-10等的产生，后者可抑制前炎症细胞因子的产生. Wang et al[5]研究发现，IL-10可阻断NF-KB活化并抑制单核细胞产生细胞因子. 在NF-KB激活过程中，正、负反馈两种调节方式往往是同时存在的，至于NF-KB活化状态及程度则取决于何种调节占优势.
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3 NF-KB对细胞因子网络的调节虽然每一种细胞因子各自有其独特的作用，但在炎症过程中，它们常常同时产生并协同 作用，构成一个复杂的细胞因子网络. 急性胰腺炎是病损的胰组织可作为抗原和炎性刺激物，激活巨噬细胞、单核细胞等炎性细胞和免疫细胞释放IL-1, TNF-α, IL-6等因子，进而促发炎症递质的瀑布样级联反应[6]，使AP恶化.NF-KB起着增强细胞因子转录的作用，其作用方式有待于阐明. 目前认为NF-KB可能选择性地与某些KB位点结合并产生反式激活作用，从而促进某一类型的细胞因子产生. Kunsch et al[7]发现，不同的KB位点与不同的NF-KB间具有不同的亲和力. Lin et al[8]证实，不同的NF-KB与同一KB位点结合后激活转录的能力也不同. 这说明，NF-KB与KB位点间的结合存在选择性，可选择性地激活某一类基因转录. 4NF-KB活化在AP发病中的作用AP的发病机制很复杂，其中大量细胞因子(IL-1, TNF-α等)产生，并通过扳机样作用 引发炎症递质的瀑布样级联反应，使得AP易于从局部病变迅速发展成全身炎症反应综合征(SIRS)和并发MOF. AP时NF-KB参与调控机体炎症反应、免疫、应激等有关的细胞因子、炎症递质的基因转录已得到公认.Satoh et al[9]用牛磺胆酸钠复制急性出血坏死性胰腺炎大鼠模型，分别 从腹水和肺泡灌洗液中分离腹腔巨噬细胞和肺泡巨噬细胞，37℃孵育2h后用电泳凝胶 迁移率法分别检测其中NF-KB活化表达情况. 结果发现，AHNP发生后6h，腹腔巨噬 细胞NF-KB活化显著增加，同时肺泡内巨噬细胞NF-KB也被激活，但活性略低于腹腔巨噬细 胞. NF-KB活化有时间依赖性，随着时间增加而活化增强. 若再复制动物模型前1h经 腹腔注射NF-KB特异性抑制剂吡咯啉烷二甲基硫尿(PDTC)，可以抑制上述两种细胞内NF-KB活化，同时还可以显著地降低外周血细胞压积，降低动物死亡率，且呈剂量依赖性. 其机制是抑制了NF-KB参与的某种能诱发全身系统功能障碍的途径. Grady et al用蛙皮缩胆囊肽复制急性水肿型胰腺炎大鼠模型，通过EMSA检测胰腺组织中NF-KB的活化，并用PDTC抑制NF-KB活性，结果证实PDTC可以缓解蛙皮缩胆囊肽性水肿性AP的病情，表现为腹水量减少，血清淀粉酶含量降低等.
, 百拇医药
总之，NF-KB可调控与炎症反应和免疫反应有关的许多细胞因子、粘附分子基因的表达，因而NF-KB的异常活化在AP的发生发展中可能起着重要的作用. 目前有关方面的研究工作尚属起步阶段，许多问题有待进一步探讨和证实.
5 参考文献1 Ryseck RP, Bull P, Takamiya M, Bours V, Siebenlist U, Dobrzanski P, Bravo R. Rel B, a new Rel family transcription activator that
can interact with p50-NF-kappa B. Mol Cell Biol, 1992;12:674-684
2 Han Y, Weiman S, Boldogh I. Tumor necrosis factor-alpha-inducible I kappa proteolysis mediated by cytosolic m-calpain. A mechanism
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parallel to the ubiqui tin-priteasome pathway for nuclear factor-kappa B activation. J Biol Chem, 1999;274:787-794
3 Epstcin FH. Nuclear factor-k B-A pivotal transcription factor in chronic inflammatory diseases. New Eng J Mrd, 1993;14:436-441
4 Schreck R, Rieber P, Baeuerle PA. Reactive oxygen intermediates as apparently widely used messengers in the activation of the
NF-kappa B transcription fact or and HIV-1. EMBO J, 1991;10:2247-2258
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5 Wang P, Wu P, Siegel MI, Egan RW, Billah MM. Interleukin (IL)-10 inhibits nuclear factor kappa B (NF-kappa B) activation in human
monocytes. IL-10 and IL-4 suppress cytokine synthesis by different mechanisms. J Biol Chem, 1995;270:9558-9563
6 Blackwell TS, Christman JW. The role of nuclear factor-kappa B in cytokine gene regulation. Am J Respir Cell Mol Biol, 1997;17:3-9
7 Kunsch C, Ruben SM, Rosen CA. Selection of optimal kappa B/Rel DNA-binding motifs: interaction of both subunits of NF-kappa
, 百拇医药
B with DNA is required for transcriptional activation. Mol Cell Biol, 1992;12:4412-4421
8 Lin R,Gewert D,Hiscott J.Differential transcriptional activation in vitro by NF-kappa B/Rel proteins.J Biol Chem,1995;270:3123-3131
9 Satoh A, Shimosegawa T, Fujita M. Inhibition of nuclear factor-kB activation improves the survival of rats with taurocholate
pancreatitis. Gut, 1999;44:253-258, 百拇医药(李永渝 高占峰)
主题词 核因子-KB；核因子-KB抑制蛋白(IKB)；急性胰腺炎；肿瘤坏死因子；白介素
李永渝, 高占峰. 急性胰腺炎与核因子-KB. 世界华人消化杂志，2001；9(4)：420-421
不少人类疾病的发生和发展可归因于一些基因的异常表达，这些基因通过存在的基因开 关(Gene Switch)而过量表达，从而导致疾病的发生. 其中一部分基因开关是在核因子-KB(nuclear factor kappa B, NF-KB)控制下进行的. NF-KB是一类能与多种基因启动子部位的KB点发生特异性结合促进转录的DNA结合蛋白总称. 它不仅存在于B淋巴细胞，而且存在 于几乎所有细胞中，并能够和许多基因启动子区域的固定核苷酸序列结合而启动基因转录，在机体的免疫应答、炎症反应及细胞的生长调控等方面发挥重要作用. 目前研究证实，与炎 症和免疫反应关系密切的许多细胞因子、粘附分子基因启动部位含有KB位点，体内外实验也揭示，NF-KB活化可引起这些因子的过度表达. 急性胰腺炎(AP)的发病机制，目前认为是由于多种致病因素引起胰酶过度活化、胰腺微循环紊乱、肠粘膜屏障功能障碍继发细菌易位和内毒素血症等. 进而导致胰腺组织中以中性粒细胞为主的炎性细胞广泛浸润，以及其激发TNF, IL-1, IL-6, IL-8等细胞因子和ICAM-1, VCAM-1等粘附分子的过度表达. 伴有多种炎性递质的产生和胰腺组织的广泛损害，并可累及诸多胰外器官，引发成人呼吸窘迫综合征(adult respiratory distress syndrome, ARDS)和多器官功能衰竭(multiple organ failure, MOF). 由于NF-KB是调控多种炎性因子基因表达的枢纽，它在AP发病中的作用已引起关注.
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1 NF-KBNF-KB是由一组结构上相关的蛋白质家族组成，包括RelA(p65), C-Rel, NF-KB1(P50/P105), NF-KB2(P52/P100). 根据其结构、功能和合成形式可将上述NF-KB/Rel蛋白家族分为两组：第一组包括NF-KB1(P50)和NF-KB2(P52)，两者分别是由前体蛋白P105和P100蛋白酵解而形成的. 第二组包括(P65)、RelB和C-Rel,与第一组不同的是其并非由前体蛋白酵解产生. 该家族的特征是有着约300bp组成的结构域(Rel-homology domain, RHD)[1]，其主要功能是介导Rel蛋白间的二聚体作用和蛋白与DNA间的特异性结合，并携带有核定位信号(Nuclear location signal，NLS)，参与活化的NF-KB由细胞质向细胞核的迅速移动. NF-KB由两个属于Rel家族的亚单位以同源或异源二聚体构成，可诱导的形式是由有NF-KB和Rel组成的异源二聚体. 主要发挥作用的是P50/P65异源二聚体. 不同的NF-KB二聚体有不同的转录激活特性. 不同的二聚体能结合在不同的靶DNA，表明组成NF-KB亚单位的不同，其调控的基因表达也不同.
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2 NF-KB的活化
2.1 NF-KB活化刺激因素 目前已发现多种因素可以诱导NF-KB的活化，包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素 -1β(IL-1β)，脂多糖(LPS)、氧化剂、放射线、紫外线、病毒及其代谢产物等. 抗原受体交联、钙离子载体，蛋白激酶(PKC)、抗原、植物凝集素(PHA)、刀豆素(CONA )和佛波醇酯(PMA)等与细胞分裂、增殖有关的因素也可促进NF-KB的活化[2]. 其中前炎症细胞因子TNF-α, IL-1虽为NF-KB的强烈激活剂，但活性氧在NF-KB的活化过 程中的作用显得尤为重要，因为抗氧化剂如二硫代氨基甲酸吡咯烷(PDTC)、N-乙酰半胱氨 酸(NAC)等药物可抑制TNF-α, PMA等多种因素引起的NF-KB的活化[3，4].
2.2 NF-KB活化调节 在体内，NF-KB的活化过程受到精细调控，其中反馈调节是主要的调节方式. 正反馈调节可通过细胞外机制进行，其作用是增强炎症信号. 如研究证实，NF-KB可促进前炎症因子(IL-1, TNF-α, IL-6)等炎性基因的转录，而IL-1, TNF-α作为细胞外刺激信号又可激活NF-KB，进一步放大炎症反应. 负反馈调节在NF-KB活化的调节过程中也非常重要，其作用是限制NF-KB活化，降低机体对某种刺激的反应. 负反馈也可由于细胞外刺激(内毒素、TNF-α, IL-1β等)导致反向细胞因子如IL-10等的产生，后者可抑制前炎症细胞因子的产生. Wang et al[5]研究发现，IL-10可阻断NF-KB活化并抑制单核细胞产生细胞因子. 在NF-KB激活过程中，正、负反馈两种调节方式往往是同时存在的，至于NF-KB活化状态及程度则取决于何种调节占优势.
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3 NF-KB对细胞因子网络的调节虽然每一种细胞因子各自有其独特的作用，但在炎症过程中，它们常常同时产生并协同 作用，构成一个复杂的细胞因子网络. 急性胰腺炎是病损的胰组织可作为抗原和炎性刺激物，激活巨噬细胞、单核细胞等炎性细胞和免疫细胞释放IL-1, TNF-α, IL-6等因子，进而促发炎症递质的瀑布样级联反应[6]，使AP恶化.NF-KB起着增强细胞因子转录的作用，其作用方式有待于阐明. 目前认为NF-KB可能选择性地与某些KB位点结合并产生反式激活作用，从而促进某一类型的细胞因子产生. Kunsch et al[7]发现，不同的KB位点与不同的NF-KB间具有不同的亲和力. Lin et al[8]证实，不同的NF-KB与同一KB位点结合后激活转录的能力也不同. 这说明，NF-KB与KB位点间的结合存在选择性，可选择性地激活某一类基因转录. 4NF-KB活化在AP发病中的作用AP的发病机制很复杂，其中大量细胞因子(IL-1, TNF-α等)产生，并通过扳机样作用 引发炎症递质的瀑布样级联反应，使得AP易于从局部病变迅速发展成全身炎症反应综合征(SIRS)和并发MOF. AP时NF-KB参与调控机体炎症反应、免疫、应激等有关的细胞因子、炎症递质的基因转录已得到公认.Satoh et al[9]用牛磺胆酸钠复制急性出血坏死性胰腺炎大鼠模型，分别 从腹水和肺泡灌洗液中分离腹腔巨噬细胞和肺泡巨噬细胞，37℃孵育2h后用电泳凝胶 迁移率法分别检测其中NF-KB活化表达情况. 结果发现，AHNP发生后6h，腹腔巨噬 细胞NF-KB活化显著增加，同时肺泡内巨噬细胞NF-KB也被激活，但活性略低于腹腔巨噬细 胞. NF-KB活化有时间依赖性，随着时间增加而活化增强. 若再复制动物模型前1h经 腹腔注射NF-KB特异性抑制剂吡咯啉烷二甲基硫尿(PDTC)，可以抑制上述两种细胞内NF-KB活化，同时还可以显著地降低外周血细胞压积，降低动物死亡率，且呈剂量依赖性. 其机制是抑制了NF-KB参与的某种能诱发全身系统功能障碍的途径. Grady et al用蛙皮缩胆囊肽复制急性水肿型胰腺炎大鼠模型，通过EMSA检测胰腺组织中NF-KB的活化，并用PDTC抑制NF-KB活性，结果证实PDTC可以缓解蛙皮缩胆囊肽性水肿性AP的病情，表现为腹水量减少，血清淀粉酶含量降低等.
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总之，NF-KB可调控与炎症反应和免疫反应有关的许多细胞因子、粘附分子基因的表达，因而NF-KB的异常活化在AP的发生发展中可能起着重要的作用. 目前有关方面的研究工作尚属起步阶段，许多问题有待进一步探讨和证实.
5 参考文献1 Ryseck RP, Bull P, Takamiya M, Bours V, Siebenlist U, Dobrzanski P, Bravo R. Rel B, a new Rel family transcription activator that
can interact with p50-NF-kappa B. Mol Cell Biol, 1992;12:674-684
2 Han Y, Weiman S, Boldogh I. Tumor necrosis factor-alpha-inducible I kappa proteolysis mediated by cytosolic m-calpain. A mechanism
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parallel to the ubiqui tin-priteasome pathway for nuclear factor-kappa B activation. J Biol Chem, 1999;274:787-794
3 Epstcin FH. Nuclear factor-k B-A pivotal transcription factor in chronic inflammatory diseases. New Eng J Mrd, 1993;14:436-441
4 Schreck R, Rieber P, Baeuerle PA. Reactive oxygen intermediates as apparently widely used messengers in the activation of the
NF-kappa B transcription fact or and HIV-1. EMBO J, 1991;10:2247-2258
, http://www.100md.com
5 Wang P, Wu P, Siegel MI, Egan RW, Billah MM. Interleukin (IL)-10 inhibits nuclear factor kappa B (NF-kappa B) activation in human
monocytes. IL-10 and IL-4 suppress cytokine synthesis by different mechanisms. J Biol Chem, 1995;270:9558-9563
6 Blackwell TS, Christman JW. The role of nuclear factor-kappa B in cytokine gene regulation. Am J Respir Cell Mol Biol, 1997;17:3-9
7 Kunsch C, Ruben SM, Rosen CA. Selection of optimal kappa B/Rel DNA-binding motifs: interaction of both subunits of NF-kappa
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B with DNA is required for transcriptional activation. Mol Cell Biol, 1992;12:4412-4421
8 Lin R,Gewert D,Hiscott J.Differential transcriptional activation in vitro by NF-kappa B/Rel proteins.J Biol Chem,1995;270:3123-3131
9 Satoh A, Shimosegawa T, Fujita M. Inhibition of nuclear factor-kB activation improves the survival of rats with taurocholate
pancreatitis. Gut, 1999;44:253-258, 百拇医药(李永渝 高占峰)