核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB與青光眼關(guān)系的研究進展

1、核轉(zhuǎn)錄因子NF-B與青光眼關(guān)系的研究進展         08-03-24 15:14:00     作者：張琪，李平華    編輯：studa20【摘要】  核轉(zhuǎn)錄因子NF-B是一種多功能轉(zhuǎn)錄因子家族，它廣泛存在于人體組織和細胞中，參與到機體炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)、氧化反應(yīng)、細胞凋亡等細胞的生理、病理過程中。本文從小梁網(wǎng)、視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞和視乳頭損害3方面著手，對近年來核轉(zhuǎn)錄因子NF-B與青光眼關(guān)系的研究進展作一綜述。 【關(guān)鍵詞

2、】  核轉(zhuǎn)錄因子NF-B 青光眼    0引言     青光眼是一組以病理性高眼壓，視神經(jīng)萎縮，視盤凹陷擴大及進行性視野缺損為特征性的眼部疾患。作為人類不可逆致盲疾病的第2位原因，人類對其各方面的研究從未停止。核轉(zhuǎn)錄因子NF-B近年來已引起國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，現(xiàn)對其在青光眼方面的研究進展作一綜述。    1 NF-B的結(jié)構(gòu)和功能     核轉(zhuǎn)錄因子NF-B在1986年由Sen 和Baltimore提出。他們將B淋巴細胞核提取物中一種能與免疫蛋白輕鏈

3、基因增強子的B序列（5'GGGACTTTCC3'）特異結(jié)合的蛋白因子命名為核轉(zhuǎn)錄因子NF-B。后來，NF-B被發(fā)現(xiàn)幾乎存在于所有的組織和細胞中，成為一種多功能轉(zhuǎn)錄因子家族，參與到機體炎癥反應(yīng)、免疫反應(yīng)、氧化反應(yīng)、細胞凋亡等細胞的生理、病理過程中1。NF-B主要由NF-B/Rel蛋白家族成員組成，包括NF-B-1(P50及其前體分子P105)，NF-B-2(P52及其前體分子P100)，P65（relA）, relB , C-rel等。另在果蠅細胞中發(fā)現(xiàn)兩個新成員：Dorsal, Dif2.3。Rel家族的許多成員都可與其他Rel蛋白聚合成同源或者異源二聚體，以形成具有序列特異性

4、的DNA誘導(dǎo)活化因子，如RelB/P50, RelB/P52,P65/P50,P65/P65和P65/C-Rel等。所有NF-B/ Rel蛋白的氨基末端均有一段由大約300個氨基酸組成的Rel同源結(jié)構(gòu)域（RHD），包括二聚體化結(jié)構(gòu)域、IB結(jié)合位點、核定位信號（NLS）和DNA結(jié)合部位等。通常情況下，大多數(shù)細胞中的NF-B與其抑制因子IB蛋白家族成員（包括IB,IB,IB,IB和BCL-3等，其中IB是最重要的NF-B活性調(diào)控成員）相結(jié)合，或與其前體P100或者P105相結(jié)合而滯留于胞質(zhì)中，不具有轉(zhuǎn)錄活性4。IB通過其錨蛋白重復(fù)序列與RHD相結(jié)合而掩蓋了NF-B的核定位信號(NLS)，阻止NF-

5、B轉(zhuǎn)位進入細胞核內(nèi)調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄與表達。當(dāng)細胞受到各種因素的刺激，包括各種應(yīng)激性刺激、細菌粘多糖、病毒、氧自由基和多種細胞因子等時，IB氨基末端的絲氨酸殘基被IB蛋白激酶（I）磷酸化，磷酸化的IB被泛素化，進一步被蛋白酶降解,使NF-B從NF-B-IBS復(fù)合物中解離，暴露出NLS并轉(zhuǎn)位于細胞核，與NF-B反應(yīng)基因上啟動子區(qū)域的NF-B結(jié)合位點相結(jié)合，從而啟動這些基因的轉(zhuǎn)錄，實現(xiàn)其對基因轉(zhuǎn)錄與表達的調(diào)控5。    2 NF-B在青光眼發(fā)病機制中的作用    2.1 NF-B與青光眼小梁網(wǎng)損害的關(guān)系    2

6、.2 NF-B與青光眼視網(wǎng)膜損害的關(guān)系  青光眼早期，視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層便可出現(xiàn)局限性萎縮。青光眼導(dǎo)致視功能損害的病理基礎(chǔ)主要是視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的凋亡和神經(jīng)纖維的喪失。多項研究表明，細胞抗凋亡作用的啟動信號仍然是各種生存因子通過受體激酶的介導(dǎo)，激發(fā)以NF-B為中心的正向級聯(lián)放大的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,促使NF-B調(diào)控的抗凋亡基因包括IAP、 bcl-2家族成員等的激活及JN、Bax 、Caspase-9等凋亡相關(guān)基因的下調(diào)。Choi等17為了探索NF-B在視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞死亡過程中的作用，他們將成年小鼠視神經(jīng)從距眼球5 mm處截斷，分別用光學(xué)和電子顯微鏡觀察視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞形態(tài)改變，并用免疫組

7、化法測定NF-B活化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)活化的NF-B（p50和p65）隨時間推移而顯著增加，視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞也相應(yīng)出現(xiàn)核固縮等凋亡表現(xiàn)，因此推斷出NF-B與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞凋亡可能有密切關(guān)系，但NF-B對神經(jīng)節(jié)細胞的凋亡是起介導(dǎo)作用還是代償作用仍不清楚。他們在繼續(xù)研究中用溴化乙錠和NF-B抗體對小鼠視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞行雙著色實驗，以確立NF-B的活化與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞死亡的相關(guān)性18。結(jié)果顯示NF-B只出現(xiàn)在存活的神經(jīng)節(jié)細胞中，且在視神經(jīng)截斷3d后其活化轉(zhuǎn)移入細胞核中。同時他們應(yīng)用NF-B抑制劑柳氮磺胺吡啶阻斷NF-B的活化以觀察神經(jīng)節(jié)細胞數(shù)量的相應(yīng)變化，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用后存活的神經(jīng)節(jié)細胞數(shù)量明顯減少。國內(nèi)

8、也有學(xué)者19-22通過免疫組化技術(shù)對大鼠視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷中NF-B的表達及bFGF（堿性成纖維細胞因子）對NF-B表達的影響進行研究，發(fā)現(xiàn)大鼠視網(wǎng)膜缺血再灌注后的損傷可導(dǎo)致神經(jīng)元的凋亡，凋亡細胞隨時間變化的規(guī)律和NF-B表達隨時間變化的規(guī)律相同，且bFGF應(yīng)用后NF-B的活化明顯增加。Fuchs等23在有氧和缺血的環(huán)境中分別培養(yǎng)純凈的和混雜有其他視網(wǎng)膜細胞的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞以觀察TNF-對其生長的影響，發(fā)現(xiàn)混合培養(yǎng)基中神經(jīng)節(jié)細胞對TNF-不敏感，它們生長良好。而純凈的神經(jīng)節(jié)細胞在TNF-的作用下出現(xiàn)凋亡。究其原因發(fā)現(xiàn)混合培養(yǎng)基中其他視網(wǎng)膜細胞能夠釋放某些分子以促進神經(jīng)節(jié)細胞中NF-B的激活

9、，因而阻止了TNF-誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的凋亡。取出生后10d的SD大鼠眼球分別行視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞和神經(jīng)膠質(zhì)細胞的原代培養(yǎng)，以觀察TNF-對二者的作用及其分子機制。同F(xiàn)uchs的實驗結(jié)果相符，神經(jīng)節(jié)細胞在TNF-誘導(dǎo)下發(fā)生凋亡，而神經(jīng)膠質(zhì)細胞存活。通過作cDNA序列分析、RT-PCR和免疫組化分析，他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)節(jié)細胞和神經(jīng)膠質(zhì)細胞內(nèi)均有NF-B激活的跡象，但神經(jīng)節(jié)細胞中沒有足量的 NF-B P65的磷酸化，因而由其介導(dǎo)的核轉(zhuǎn)錄活動處于靜止?fàn)顟B(tài)，NF-B為中心的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在神經(jīng)節(jié)細胞中未被激活，TNF-誘導(dǎo)神經(jīng)節(jié)細胞出現(xiàn)凋亡。Ando等25在血清豐富的RPNV640培養(yǎng)基中培養(yǎng)出PC12細胞

10、（神經(jīng)元分化細胞株），然后去除血清誘發(fā)PC12細胞凋亡，通過分別往其中加入不同劑量Nipradilol(尼普地洛)進行觀察。此藥能在去除血清2h后使NF-B激活，細胞生存能力明顯增強，12h后下調(diào)與凋亡相關(guān)的Bax基因表達，24h后下調(diào)Caspase-9和Smac/DIABLO基因表達，從而能抗細胞凋亡，對細胞有保護作用?？梢娂せ畹腘F-B可能具有保護視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的功能，它在抗神經(jīng)節(jié)細胞凋亡方面可能起到了積極的作用。    2.3 NF-B與青光眼視乳頭損害的關(guān)系  青光眼患者的視乳頭病變最早發(fā)生于視乳頭篩板區(qū)，隨之細胞外間質(zhì)、結(jié)締組織及星狀膠質(zhì)細胞

11、病變明顯，視神經(jīng)節(jié)軸突周圍局部細胞病理反應(yīng)可能對其神經(jīng)病變起重要作用26。隨著對一氧化氮（NO）生理及病理作用機制的研究發(fā)現(xiàn)，過量的NO具有細胞毒性作用，能導(dǎo)致神經(jīng)細胞變性27。誘導(dǎo)型一氧化氮又稱二型一氧化氮（NOS-2），在生理狀態(tài)下不表達，但被多種因素如細胞因子或內(nèi)毒素等誘導(dǎo)后可導(dǎo)致大量NO產(chǎn)生，對鄰近細胞產(chǎn)生毒性作用。Neufeld等28通過實驗對NOS-2進行研究，發(fā)現(xiàn)其大量存在于青光眼患者的視乳頭中，且NOS-2抑制類藥可顯著抑制青光眼患者神經(jīng)節(jié)細胞死亡 29。后來他們30用免疫組化雙熒光標(biāo)記法對15只中、重度開角型青光眼患者視乳頭標(biāo)本的NOS-2進行標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)NOS-2主要位于視乳頭的星狀膠質(zhì)細胞內(nèi)且NOS-2陽性的星狀膠質(zhì)細胞多位于神經(jīng)組織結(jié)構(gòu)紊亂區(qū)，特別是神經(jīng)纖維損害區(qū)，提示青光眼視乳頭病變中，表達NOS-2的星狀膠質(zhì)細胞可能對神經(jīng)節(jié)細胞的軸突損害起重要作用。但視乳頭內(nèi)星狀膠質(zhì)細胞表達NOS-2的調(diào)控機制并未被證實。他們繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)在細胞激酶（干擾素/IL-1）或高靜水壓刺激下，人類視神經(jīng)星狀膠質(zhì)細胞能在體外產(chǎn)生NOS-231。為了弄清是否有不同的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制參與到視神經(jīng)星狀膠質(zhì)細胞的這種反應(yīng)，他們分別用NF-B抑制劑SN50和CAGE，P38絲裂原活化蛋白激酶抑制劑SB202190和SB203580來阻斷相應(yīng)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。分析數(shù)據(jù)后他們發(fā)現(xiàn)無論