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许多人类疾病要归因于基因的异常表达，当人体受到损伤或外界的微生物入侵时，免疫系统迅速产生应答，启动基因转录。核因子-κb（NF-κb）是一种重要的转录与调控元件，可参与多种基因的表达调控，它主要通过作用于DNA链上的增强子部位而启动转录过程。急性肺损伤（ALI）是全身失控性炎症反映导致的多器官功能障碍综合征的肺部表现，因此研究急性肺损伤（ALI）时NF-κb活性的变化，探讨其在急性肺损伤的活性变化对于急性肺损伤治疗具有重要的意义。
1 NF-κb的组成与结构
1986年，Sen和Baltimore首先发现，在B细胞核提取物中有一种能与免疫球蛋白κ轻链基因的增强子κb序列（GGGACTTTCC）特异结合的核蛋白因子，称之为NF-κb，此因子与κb序列特异结合，促进了κ轻链基因的表达。此后发现它存在于多种细胞中，并启始众多与免疫应答相关的基因的转录，在机体的免疫应答、炎症反应和细胞的生长调控等方面发挥重要作用。NF-κb系统由NF-κb家族及其抑制物Iκb家族共同组成。NF-κb包括两个Rel蛋白质家族成员，p50和p65（RelA）。NF-κb作为二聚体与靶基因调控部位的增强子DNA结合，但只有p65（RelA）在蛋白的c末端有转录活性，可以通过与基因的转录元件直接作用来激活转录。该家族成员的N端均含有一段保守的约由300个氨基酸组成的Rel同源结构域，其中存在着Rel蛋白间聚合和与Iκb结合的位点，同时也包含着DNA识别序列和核定位序列。尽管NF-κb被定义为p50/p65（RelA）的同/杂二聚体（包括p50同源二聚体、p65同源二聚体、p50-p65异源二聚体，其中发挥主要生理作用的是p50-p65异源二聚体），但其家族还包括其他成员c-Rel，RelB和p52，它们均可与各种类型细胞中存在的p50和RelA结合，形成不同的同二聚体或杂二聚体而发挥作用。同族分子的二聚体或多聚体效应实际就是蛋白质-蛋白质相互作用来调节基因转录的一种表现形式，正是Rel家族成员之间的相互作用影响靶基因的转录表达。
2 NF-κb的激活与抑制
在静息状态下，NF-κb以两种无活性的潜伏状态存在于胞浆中，（1）与抑制分子Iκb结合形成复合物，（2）与NF-κb的前体p50和p100相联结。这主要是由于它受到抑制因子Iκb的调控。这些抑制因子都含有3～7个由30～33个氨基酸组成的同源序列，NF-κb的Rel-同源区与抑制因子Iκb-α、Iκb-β或Iκb-结合，从而阻遏p50/p65复合物的二聚体化，使其无法进入细胞核内发挥作用，导致NF-κb活性丧失。这种形式的NF-κb为一异源多聚体。此外，p105即p50和p100的前体（p100为p52的前体）均可与RelA结合，作为抑制因子发挥作用。p105和p100的c末端分别被称为Iκb-γ和Iκb-δ。与此相反，细胞的NF-κb可被多种刺激物激活，当细胞受体外界刺激时（包括炎症细胞因子TNF-α、IL-1β、有丝分裂原、病毒蛋白、电离辐射、紫外线和某些化学因素），这些诱导NF-κb的信号与细胞上不同的受体结合后，使NF-κb诱导激酶（NIK）激活，活化的NIK进一步激活Iκb激酶（IKKbα、IKKbβ），被激活的IKKbα和IKKbβ可使抑制因子N末端第32和36位丝氨酸磷酸化，该区域净负电荷的增加可修饰Iκb-α的结构，并使蛋白形成了一种新的构象，可被泛素-蛋白酶体途径识别，从而被泛素化、蛋白酶小体降解、丧失功能，从NF-κb/Iκb复合物中解离出来，从而使NF-κb被激活，进入细胞核内，与DNA链上特定的κb序列结合，启动和调节众多与免疫及炎症反应有关的基因转录，从而发挥调节免疫反应和诱导细胞因子表达的作用 ［6］ 。
3 NF-κb的反馈机制和作用机理
正由于NF-κb在炎性反应中是一个非常关键的元件，故NF-κb活性也受到严密控制。反馈机制在细胞内外均可发生。正反馈机制是通过在细胞外放大炎性信号发生的。一些细胞因子与细胞表面特异性受体结合，如TNF-α和IL-1β，这些因子产生的第二信号导致Iκb的磷酸化和泛素化而降解，NF-κb被激活。活化的NF-κb又能增强二者的基因转录和表达，进一步激活NF-κb，从而进一步促进TNF-α、IL-1β、-6、IL-8的产生和释放。而调节NF-κb活性的负反馈机制在细胞内外均可发生 ［2，4，5，8］ 。主要是抑制NF-κb的活化。一方面Iκb-α基因的启动子区域含有κb序列，因此在被降解后活化的NF-κb又可使其再生，生成的Iκb-α又可与细胞内NF-κb结合，抑制NF-κb的核内活性。另一方面NF-κb的激活导致了Iκb及p105基因的过度表达，增多的抑制因子在胞浆中与NF-κb结合，降低了活化的NF-κb的活性，终止细胞因子的转录。此外，负反馈机制还可以通过细胞外降低NF-κb的调控来进行。炎症因子如TNF-α和IL-1β能刺激IL-10的产生，而IL-10能抑制NF-κb的活性从而抑制炎症反应。实验证明，NF-κb在不同的细胞中受到不同的机制调控，其激活主要通过PKC、TK、PC-PLC三种途径，肺泡巨噬细胞中的激活主要与TK和PC-PLC途径有关。
4 NF-κb的抑制剂
4.1 抗氧化剂 因活性氧被认为是引起NF-κb激活的重要分子，因此抗氧化剂能阻断多种因素对NF-κb的激活 ［1］ 。
4.2 皮质类固醇激素 一方面可以与细胞核或胞浆NF-κb的RelA亚基直接耦联抑制NF-κb的基因转录，另一方面通过与糖皮质激素受体结合，增加Iκbα的转录和表达而发挥作用。
4.3 非甾体类抗炎药 可抑制NF-κb的活化，可能与Iκb降解抑制或延迟有关。
4.4 白介素-10 能增强肺泡巨噬细胞Iκb的mRNA表达而抑制NF-κb的激活 ［3，7］ 。
5 NF-κb调控的基因
见表1。
6 NF-κb与肺损伤
急性肺损伤（ALI）是全身失控性炎症反映导致的多器官功能障碍综合征的肺部表现，其严重阶段即为急性呼吸窘迫综合征（ARDS），是机体过度炎症反应导致肺血管内皮和肺泡上皮广泛损伤的结果。在其发展过程中，许多炎性细胞释放的炎性介质和细胞因子参与其中，包括细胞因子、趋化因子、多种粘附因子、急性期蛋白、蛋白酶等。目前认为，肺内致炎因子和抗炎因子的失衡是导致ALI的根本原因，而这些致炎因子的释放受到核因子NF-κb的调节，因此NF-κb在各种致病因子的作用下的过度活化，在急性呼吸窘迫综合征的发病过程中起着重要的作用。Vandermeer T J等研究发现ALI患者BALF中巨噬细胞NF-κb明显高表达。Blackwell等在SD大鼠的ALI模型中发现，LPS注射后2～3h时NF-κb的活化达高峰，5h开始下降，7h达基础水平。研究急性肺损伤（ALI）时NF-κb活性的变化，探讨其在急性肺损伤的活性变化对于急性肺损伤治疗具有重要的意义。
表1 NF-κb调控基因（略）
7 结论
NF-κb是一具有多功能转录与调节作用的蛋白质因子，调控炎性细胞因子、细胞粘附分子、细胞间受体等基因的转录与表达。其活化所导致的Tnf-α、IL-1β、IL-6、I-CAM-1等在肺损伤的发病中起着重要的作用。因此NF-κb的激活可能是ALI重要的发病机制，通过研究NF-κb的分子生物学特性、激活途径、在肺损伤发病过程中的作用和机制，为肺损伤的治疗提供一条新的途径和思路。
参考文献
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作者单位:100039北京武警总医院呼吸科