胃癌(gastric cancer, GC)在胃肠道癌症中高度流行，是全球范围内第五大常见癌症和第四大癌症相关死亡原因，据统计，2020年世界范围内共有768 793人死于胃癌，占癌症总死亡人数的7.7%[1],我国是胃癌的高发病国家，尽管近年来胃癌的发病率和死亡率逐年下降[2],但其仍为我国重大的居民健康隐患和公共安全问题。很多因素会导致胃癌的发生，促进胃癌的发展，其中包括家族遗传、饮食饮酒、吸烟、幽门螺杆菌感染和X、γ射线[3]等。病理学上将胃癌分成两种类型[4]:弥漫型和肠型胃癌。弥漫型胃癌通常与家族遗传相关，而肠型胃癌与幽门螺杆菌感染及人们的生活方式相关[5]。幽门螺杆菌(H.pylori)是一种革兰氏阴性细菌，世界上几乎有超一半人口感染了H.pylori[6]。病原体进入胃上皮细胞并触发多种信号通路，诱导胃部的炎症和损伤并参与胃癌的发生和发展，NF-κB通路是其中重要的信号通路之一。在这篇综述中，将重点阐述NF-κB在幽门螺杆菌诱导胃部肿瘤发生发展中的生物学作用并回顾靶向NF-κB信号通路的天然产物。

1、NF-κB转录因子

核因子kappa B(NF-κB)是细胞内的诱导性转录因子家族，其调控多种基因的表达，在包括炎症反应、细胞浸润、细胞凋亡等多种生物学进程中起关键调控作用[7]。NF-κB家族包含五种单肽蛋白，分别是由NFKB2基因编码的NF-κB2(p52)、NFKB1编码的NF-κB1(p50)、REL编码的c-Rel、RELA编码的RelA和RELB编码的RelB,任意两种蛋白之间可以进行同源二聚或异源二聚。五个成员的N端均具有一个包含300个氨基酸的Rel同源结构域，该区域对于成员彼此间二聚体化、与特定DNA序列结合以及与抑制性蛋白IκB相互结合至关重要[8]。其中，c-Rel、RelA 和 RelB这三种蛋白质在游离羧基端具有一个富含丝氨酸、酸性氨基酸和疏水氨基酸的转录激活结构域，对基因表达起正向调控作用[9]。p50和p52由于缺乏该区域，其同源二聚体通常作为一种抑制分子。

在没有受到外界刺激的情况下，NF-κB二聚体与抑制蛋白(inhibitor of NF-κB,IκB)相互作用，使NF-κB以非活化的形式隔离在细胞质中[10]。当细胞受到白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor, TNF-α)以及细菌毒性产物等上游因子的刺激时，其细胞膜上相应的受体蛋白被激活，受体蛋白募集下游蛋白，激活IκB激酶复合体(IκB kinases, IKK),诱导IκB磷酸化和泛素化，IκB蛋白降解后释放出p50/p65复合物。p50/p65从细胞质进入细胞核，与靶基因特异性位点结合调控转录[11]。非经典途径通常在细胞受到某些TNF家族的相关蛋白刺激时被激活。胞膜受体传递信号，激活NF-κB诱导激酶(NF-κB-inducing kinase, NIK),导致下游IKKα被磷酸化激活。IKKα活化并选择性降解p52的前体p100,之后p52/RelB复合物进入细胞核调控转录，输出信号[9]。

2、幽门螺杆菌及其致病性

长期以来，由于人胃组织是酸性环境，人们一直认为细菌在其中无法存活，但1982年幽门螺杆菌的研究揭示了人类胃组织拥有核心微生物群[12]。幽门螺杆菌是一种革兰氏阴性螺旋形病原体，定植在宿主的胃上皮细胞中，并与多种胃部疾病相关，如慢性活动性胃炎、消化性溃疡病、黏膜相关淋巴组织淋巴瘤以及胃癌[13]。幽门螺杆菌增加胃上皮细胞间隙后通过其鞭毛快速游动到胃黏膜深处躲避，或者分泌尿素酶在局部环境中和胃酸，从而抵消胃部酸性环境对其生存的不利影响[14]。

幽门螺杆菌的致病性主要由其毒力因子提供，如血型抗原结合黏附素(blood-group antigen-binding adhesion gene, BabA)、外部炎性蛋白(outer inflammatory protein A,OipA)、唾液酸结合黏附素(sialic acid-binding adhesion, SabA)[15]等，与癌症相关的两种毒力因子是空泡细胞毒素(vacuolating cytotoxin A,VacA)和癌蛋白细胞毒素相关基因A产生的CagA蛋白(cytotoxin associated gene A,CagA)[16],这两种因子对上皮细胞和黏膜免疫系统有多种影响，可增加胃病理学的风险。

CagA蛋白是一种大小在120 kD至140 kD之间的蛋白[17],其在细胞质中产生，编码CagA蛋白和CagIV型分泌系统(type IV secretion system, T4SS)的基因包含在Cag致病岛(cytotoxin associated gene pathogenicity island, CagPAI)中，CagPAI是一种由27～31个基因组成的约40 kb基因簇，通常存在于致病性更强的Ⅰ型幽门螺杆菌菌株中。CagA通过T4SS易位至宿主上皮细胞中，结合细胞膜的内表面并被磷酸化，之后CagA与许多宿主蛋白质相互作用从而激活多种下游信号通路参与生物进程[18],如通过MAPK信号通路参与的细胞炎症和凋亡，激活PI3K/Akt信号通路刺激细胞增殖，激活NF-κB信号通路调节机体的炎症反应和细胞凋亡等[19]。VacA同样与胃上皮细胞相互影响，在胃癌进程中起多种作用[20],如细胞质空泡化、自噬调节、抑制多种免疫细胞的功能和增殖[21],以及通过胃上皮细胞中的线粒体途径诱导细胞凋亡等[22]。

3、NF-κB在幽门螺杆菌诱导胃癌进程中的作用

幽门螺杆菌通过表面黏附素在胃黏膜定植，触发促进胃癌发生和发展的适应性细胞机制，其中包括NF-κB通路。该通路通过增加炎性反应、细胞增殖、转移和侵袭、调节细胞凋亡等相关基因的表达影响幽门螺杆菌诱导的胃癌进程。

3.1 幽门螺杆菌激活NF-κB通路

目前研究多认为H.pylori主要通过CagA蛋白诱导NF-κB活化，但也有学者发现H.pylori也可以通过其脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)上调该转录因子。LPS与Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)结合以启动髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)、β干扰素TIR结构域衔接蛋白(TIR-domain-containing adaptor inducing interferon-β,TRIF)等衔接分子的募集，从而进一步上调NF-κB[23]。而其合成途径中的可溶性代谢物——ADP庚糖[24]也被认为可以激活NF-κB路径。ADP-庚糖进入宿主细胞质，结合并激活α蛋白激酶1(alpha-kinase 1,ALPK1)[25],导致蛋白与叉头相关结构域(TRAF-interacting protein with forkhead-associated domain, TIFA)二聚体磷酸化。这些磷酸化的TIFA二聚体与不同的肿瘤坏死因子受体相关因子(TNF receptor-associated factor, TRAF)结合，从而分别激活经典或非经典NF-κB途径[26]。当TIFA与TRAF6结合，将引起TRAF6在K63连接处的泛素化，触发转化生长因子激酶1(TGF-beta activated kinase, TAK1)与其结合蛋白的结合，激活IKK复合物抑制剂，导致IκBα降解、释放RelA/p50进入细胞核。而当TIFA与NIK调节复合物(TRAF2、TRAF等)相互作用时，会破坏细胞凋亡抑制剂1(cellular inhibitor of apoptosis protein-1,cIAP1)的稳定性，致使其在K48连接处的泛素化和降解。随后NIK积累启动IKKα的磷酸化，并将p100蛋白酶体加工为p52,形成的RelB/p52二聚体易位至细胞核[27]。二聚体与不同细胞因子的启动子结合，调节它们的基因表达。此外，VacA毒力因子也可以激活NF-κB通路，CHEN[28]等发现H.pylori也可致肺损伤，其毒力因子VacA促进p65 NF-κB蛋白磷酸化和NF-κB核转移，诱导下游促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的分泌以及细胞凋亡，导致肺部损伤(图1)。

图1 H.pylori诱导NF-κB的相关机制   

3.2 幽门螺杆菌诱导NF-κB介导的胃部炎症反应

炎症反应是一种复杂的先天性和适应性免疫应答，当机体受到物理、生理等刺激或伤害时，炎症反应是机体产生的一种防御反应，旨在去除病原体并激活组织修复。NF-κB信号级联反应是宿主应对微生物感染的中枢调节因子，其通过上调许多趋化因子 (chemokine ligand, CXCL)(CXCL1、 CXCL2等)和细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8等)调节免疫应答和炎症反应。胃炎分为A型、B型和C型，其中由幽门螺杆菌引起的相关慢性炎症称作B型胃炎[29],目前主要是A型和B型胃炎与肿瘤进展相关。

H.pylori与宿主胃上皮细胞相互作用后，刺激趋化因子和炎性细胞因子的转录和合成，从而引发慢性或急性胃炎[30],其中慢性浅表性胃炎可依次进展到萎缩性胃炎和肠上皮化生，最终发展为恶性胃部肿瘤，这一慢性病变过程可视为“炎-癌转化”的典型过程[31]。YAN[32]等实验研究发现H.pylori通过T4SS将CagA注射到宿主细胞中，CagA磷酸化并激活MAPKp38信号通路，诱导NF-κB直接与REDD1启动子结合。REDD1促进胃上皮细胞产生趋化因子CXCL1,吸引表达CSCR2的单核细胞MHC II+聚集并分泌IL-23,这有利于辅助性T细胞Th17(T helper cell 17,Th17)的生成和分泌促炎因子，导致胃部炎症。HU[33]等发现胃癌患者胃部组织中活化蛋白激酶C1受体(receptor for activated C kinase 1,RACK1)的表达降低会上调整联蛋白β-1的表达，从而激活经典NF-κB信号通路并诱导促炎细胞因子的释放。MAO[34]等在幽门螺杆菌感染者的胃黏膜上观察到核受体Rev-erbα的上升，经过研究发现H.pylori通过磷酸化CagA激活细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)信号通路，介导NF-κB与Rev-erbα启动子结合。Rev-erbα一方面通过抑制抗菌蛋白Reg 3b和β-defensin-1的表达而降低宿主的先天性免疫机制，另一方面直接抑制趋化因子CCL21的表达，导致特异性辅助T细胞Th1清除细菌的能力降低，破坏宿主的适应性免疫系统。综上所述，幽门螺杆菌感染和由此产生的慢性炎症是胃癌发生和发展的主要原因之一。

3.3 幽门螺杆菌活化NF-κB通路促进胃部肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭

恶性肿瘤发生和发展的特征包括肿瘤细胞的增殖、迁移和侵袭。细胞的异常增殖发生在肿瘤发展的早期阶段，但原发性肿瘤最终只会引起部分患者死亡，多数患者的死亡原因归结于肿瘤细胞的转移[35]。SHEN[36]等研究发现H.pylori通过NF-κB/LIN28A/let-7a轴下调let-7a的表达，从而增强其靶点端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase, hTERT)的蛋白翻译，促进基因LIN28A的表达，对信号轴进行正反馈调节，促进胃癌细胞的增殖。CAO[37]等实验发现H.pylori释放促炎因子，激活经典NF-κB通路调控RASAL2的转录，RASAL2通过与蛋白磷酸酶2(protein phosphatase 2A,PP2A)的相互作用激活Akt/β-catenin信号传导轴，引起下游LGR5 和 AXIN2的上调，促进致瘤细胞扩增。ZHU[38]等发现H.pylori诱导NF-κB-p65与细胞周期蛋白依赖性激酶(Cyclin-dependent kinase 1,CDK1)启动子结合，CDK1结合并磷酸化GSK3-β来调节β-连环蛋白信号传导轴，促进癌细胞扩增。LIU[39]等实验研究发现H.pylori激活NF-κB途径，诱导TET1介导的GNB4启动子区去甲基化修饰从而上调GNB4表达，再通过Hippo-YAP1途径活化下游靶基因如CYR61和CTGF,促进胃癌细胞增殖、迁移和侵袭。总之，这些结果强调了H.pylori的感染及其伴随的NF-κB活化在胃上皮细胞增殖、侵袭和迁移中的作用。

3.4 幽门螺杆菌激活NF-κB通路介导细胞凋亡

细胞凋亡是指细胞在特定基因调控后的一种稳态和非裂解形式的主动性死亡过程，也是正常的细胞生理应答反应。正常情况下，细胞增殖、分化以及凋亡处于平衡状态，而癌症发生时，细胞凋亡受到抑制，会持续传导增殖信号、抵抗细胞死亡[40]。许多凋亡或抗凋亡的相关蛋白表达受到NF-κB转录调控，同时，NF-κB与介导凋亡信号通路中的多个分子相互作用，参与细胞凋亡的调控[41]。DANG[42]等实验发现在H.pylori处理的胃癌细胞株中，病原体通过TLR2激活经典NF-κB途径上调促凋亡Bcl-2蛋白(p53 up-regulated modulator of apoptosis, PUMA)的表达，随后PUMA通过与其他Bcl-2家族成员如Bax、Bcl-2等结合从而有效地诱导细胞凋亡。另一种与细胞凋亡密切相关的蛋白是A20,该蛋白是一个具有双重功能的泛素编辑酶，具有负调控NF-κB的功能[43]。H.pylori通过ADP-庚糖激活经典NF-κB通路上调A20的表达。A20与TIFA/NIK复合物中的TIFA结合，释放NIK从而抑制非经典通路介导的抗凋亡基因(BIRC2、BIRC3、BCL2A1)的表达[44]。LIU[45]等研究发现H.pylori还导致NF-κB依赖性Fas相关因子1(FAF1)的表达下调，FAF1过表达将导致胃癌细胞系HGC-27中细胞凋亡增加。以上结果表明，H.pylori诱导的NF-κB激活在调节细胞调亡和细胞存活时存在双向调节。

4、结语

幽门螺杆菌作为人体病原菌，主要定植在胃上皮细胞并触发各种信号传导，其中包括NF-κB途径。NF-κB通路的上调或失调促进异质性肿瘤细胞群(上皮细胞和免疫细胞)中慢性炎症和癌症发展。故在研究胃癌的治疗方案时，应充分考虑H.pylori感染后对NF-κB活性的调节和NF-κB依赖性基因表达的调节，以NF-κB通路作为关键靶点发掘相关药物。由于天然产物具有结构多样和来源广泛等特点，许多学者将目光聚焦于天然产物，在多项研究中评估了天然产物在胃肠道癌中的保护作用(图2)。LEE[46]等发现虾青素通过抑制胃上皮细胞中PI3K/Akt/mTOR通路和NF-κB通路的活化抑制幽门螺杆菌介导的MMP表达以及细胞侵袭和迁移。SHU[47]等研究发现蓝莓花色苷提取物靶向TLR/MAPK/NF-κB轴，抑制人胃上皮细胞(human gastric epithelial cells, HGECs)的增殖、诱导细胞凋亡、抑制炎症反应。YANG[48]等发现吴茱萸碱通过抑制MAPK-NF-κB通路减少炎症因子IL-8的产生，并且通过减少尿素酶的表达限制胃黏膜中幽门螺杆菌的定植和存活。SAHA[49]等实验发现辣椒碱通过靶向NF-κB通路减少炎症标志物IL-6、IL-1β、TNF-α和NLRP3,抑制NF-κB依赖性的miR-223表达，从而降低幽门螺杆菌感染过程中的胃损伤。

图2 对胃癌有治疗效果的天然产物   

尽管NF-κB通路被认为是幽门螺杆菌介导的胃癌进程中的重要因素，但其基本分子机制及其在疾病中的作用研究仍不完善，针对NF-κB依赖性的分子和生物学研究多集中在单一机制上，而NF-κB功能失调对胃细胞生理学的总体影响却鲜少有人关注。并且，由于NF-κB在体内的众多生理活动中都发挥着重要作用，抑制NF-κB的活性可能会阻止正常生理活动的进行，导致体内环境的紊乱，所以针对如何在不影响其他生理过程的情况下，靶向治疗NF-κB失调导致的特异性分子、蛋白和细胞变化这一问题，仍需更加深入的研究和探索。

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文章来源:李慧敏,高锦明.NF-κB在幽门螺杆菌诱导胃癌发展及治疗中的作用研究进展[J].现代肿瘤医学,2023,31(23):4476-4480.