กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 31 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ปัจจัยนิวเคลียร์แคปปาไลท์เชนเอนแฮนเซอร์ของเซลล์บีที่ถูกกระตุ้น ( NF-κB ) เป็นกลุ่มของ โปรตีน เชิงซ้อนของ ปัจจัยการถอดรหัส ที่ควบคุม การถอดรหัส ของ DNA การ ผลิต ไซโตไคน์...

เอ็นเอฟ-κบี

กลไกการทำงานของ NF-κBคอมเพล็กซ์ NF-κB แบบคลาสสิก "ตามแบบแผน" คือเฮเทอโรไดเมอร์ของ p50 และ RelA [ 1 ]ดังที่แสดง NF-κB รอการกระตุ้นในไซโตโซล โดยรวมตัวกับโปรตีนยับยั้งIκBαสัญญาณภายนอกเซลล์ต่างๆ สามารถเข้าสู่เซลล์ผ่านทางตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์และกระตุ้นเอนไซม์IκB kinase (IKK) จากนั้น IKK จะฟอสโฟรีเลตโปรตีน IκBα ซึ่งส่งผลให้เกิดการยู บิควิตินเนชัน การแยกตัวของ IκBα ออกจาก NF-κB และการย่อยสลาย IκBα ในที่สุดโดยโปรตีเอโซม NF-κB ที่ถูกกระตุ้นแล้วจะถูกส่งผ่านไปยังนิวเคลียส ซึ่งจะจับกับลำดับ DNA เฉพาะที่เรียกว่าองค์ประกอบตอบสนอง (RE) จากนั้นคอมเพล็กซ์ DNA/NF-κB จะดึงดูดโปรตีนอื่นๆ เช่นโคแอคติเวเตอร์และRNA โพลีเมอเรสซึ่งจะถอดรหัส DNA ปลายน้ำเป็น mRNA ในทางกลับกัน mRNA จะถูกแปลเป็นโปรตีน ส่งผลให้การทำงานของเซลล์เปลี่ยนแปลงไป[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

ปัจจัยนิวเคลียร์แคปปาไลท์เชนเอนแฮนเซอร์ของเซลล์บีที่ถูกกระตุ้น ( NF-κB ) เป็นกลุ่มของโปรตีน เชิงซ้อนของ ปัจจัยการถอดรหัส ที่ควบคุมการถอดรหัสของDNAการ ผลิต ไซโตไคน์และการอยู่รอดของเซลล์ NF-κB พบได้ในเซลล์สัตว์เกือบทุกชนิดและเกี่ยวข้องกับการตอบสนองของเซลล์ต่อสิ่งเร้าที่ก่อให้เกิดความเครียด เช่นไซโตไคน์อนุมูลอิสระโลหะหนักรังสีอัลตราไวโอเลตLDLที่ถูกออกซิไดซ์และแอนติเจน ของแบคทีเรียหรือ ไวรัส[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 6 ] [ 7 ] NF-κB มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน ต่อการติดเชื้อ การควบคุม NF-κB ที่ไม่ถูกต้องมีความเชื่อมโยงกับ โรคมะเร็ง โรคอักเสบและโรคภูมิต้านตนเองภาวะช็อกจากการติดเชื้อ การติดเชื้อไวรัสและการพัฒนาภูมิคุ้มกันที่ไม่เหมาะสม นอกจากนี้ NF-κB ยังเกี่ยวข้องกับกระบวนการความยืดหยุ่นของไซแนปส์และความทรงจำ[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]

การค้นพบ

NF-κB ถูกค้นพบโดย Ranjan Sen ในห้องปฏิบัติการของDavid Baltimore ผู้ ได้ รับรางวัลโนเบล ผ่านการโต้ตอบกับลำดับเบส 11 คู่ในตัวเร่งปฏิกิริยาโซ่เบาของอิมมูโนโกล บูลิน ในเซลล์ B [ 14 ]ต่อมางานวิจัยของ Alexander Poltorak และBruno Lemaitreในหนูและแมลงวันผลไม้Drosophila ได้พิสูจน์ว่า ตัวรับ Toll-like receptorsเป็นตัวกระตุ้นการส่งสัญญาณ NF-κB ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างสากล งานวิจัยเหล่านี้มีส่วนสำคัญในการทำให้ Bruce Beutler และ Jules A. Hoffmann ซึ่งเป็นหัวหน้าผู้ตรวจสอบงานวิจัยเหล่านั้น ได้รับรางวัลโนเบสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำ ปี 2011 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

โครงสร้าง

โปรตีนในกลุ่ม NF-κB ทั้งหมดมีโดเมนที่มีความคล้ายคลึงกับ Relอยู่ที่ปลายด้าน Nโปรตีนในกลุ่มย่อยของ NF-κB ได้แก่ RelA, RelB และ c-Rel มี โดเมน การกระตุ้นการถอดรหัส อยู่ที่ ปลายด้าน Cในทางตรงกันข้าม โปรตีน NF-κB1 และ NF-κB2 ถูกสังเคราะห์ขึ้นเป็นสารตั้งต้นขนาดใหญ่ คือ p105 และ p100 ซึ่งจะผ่านกระบวนการเพื่อสร้างหน่วยย่อย p50 และ p52 ที่สมบูรณ์ตามลำดับ กระบวนการของ p105 และ p100 เกิดขึ้นโดยผ่านทาง วิถี ของยูบิควิติน / โปรตีเอโซมและเกี่ยวข้องกับการย่อยสลายแบบเลือกเฉพาะของบริเวณปลายด้าน C ที่มีแอนคิรินรีพีทในขณะที่การสร้าง p52 จาก p100 เป็นกระบวนการที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด p50 นั้นถูกสร้างขึ้นจากกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติของ p105 [ 18 ] [ 19 ]โปรตีน p50 และ p52 ไม่มีคุณสมบัติในการกระตุ้นการถอดรหัสโดยธรรมชาติ ดังนั้นจึงมีการเสนอให้ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งการถอดรหัสเมื่อจับกับองค์ประกอบ κB ในรูปแบบโฮโมไดเมอร์[ 20 ] [ 21 ]อันที่จริง สิ่งนี้ทำให้การตีความการศึกษา p105-knockout สับสน ซึ่งการจัดการทางพันธุกรรมเป็นการกำจัด IκB (p105 แบบเต็มความยาว) และตัวยับยั้งที่เป็นไปได้ (โฮโมไดเมอร์ p50) นอกเหนือจากตัวกระตุ้นการถอดรหัส (เฮเทอโรไดเมอร์ RelA-p50)

สมาชิก

สมาชิกในกลุ่ม NF-κB มีความคล้ายคลึง ทางโครงสร้าง กับโปรตีนออนโคเจน v-Rel ของไวรัสเรโทร ส่งผลให้ถูกจัดประเภทเป็นโปรตีน NF-κB/Rel [ 2 ]

มีโปรตีน 5 ชนิดในตระกูล NF-κB ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม: [ 22 ]

ระดับโปรตีนชื่อเรียกอื่นยีน
ฉันเอ็นเอฟ-κB1หน้า 105 → หน้า 50เอ็นเอฟเคบี1
เอ็นเอฟ-κB2หน้า 100 → หน้า 52เอ็นเอฟเคบี2
2.รีลเอหน้า 65รีลา
เรลบรีแอลบี
ซี-เรลรีล

โปรตีน NF-κB/Rel สามารถแบ่งออกเป็นสองคลาส ซึ่งมีลักษณะโครงสร้างทั่วไปร่วมกัน: [ 1 ]

แผนภาพโครงร่างโครงสร้างโปรตีน NF-κB [ 1 ] โปรตีน NF-κB มีสองคลาสโครงสร้าง ได้แก่ คลาส I (ด้านบน) และคลาส II (ด้านล่าง) โปรตีนทั้งสองคลาสมีโดเมนจับกับ DNA ที่ปลาย N (DBD) ซึ่ง ทำหน้าที่เป็นส่วนเชื่อมต่อไดเมอร์กับปัจจัยการถอดรหัส NF-κB อื่นๆ และยังจับกับโปรตีนIκBα ที่ยับยั้งอีกด้วย ปลาย C ของโปรตีนคลาส I มี แอนคิรินซ้ำจำนวนมากและมี กิจกรรม การยับยั้งการถอดรหัสในทางตรงกันข้าม ปลาย C ของโปรตีนคลาส II มีฟังก์ชันการกระตุ้นการถอดรหัส[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

ต่อไปนี้คือสมาชิก 5 ตัวของตระกูล NF-κB ในมนุษย์:

การกระจายพันธุ์และวิวัฒนาการของสายพันธุ์

นอกจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแล้ว NF-κB ยังพบในสัตว์ที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อนอีกหลายชนิดด้วย[ 23 ] ซึ่งรวมถึงสัตว์กลุ่มไนดาเรียน (เช่นดอกไม้ทะเลปะการังและไฮดรา ) ฟองน้ำสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวในกลุ่มยูคาริโอต เช่นCapsaspora owczarzakiและโคอาโนแฟลเจลเลต และแมลง (เช่นผีเสื้อกลางคืนยุงและแมลงวันผลไม้ ) การจัดลำดับจีโนมของยุงA. aegyptiและA. gambiaeและแมลงวันผลไม้D. melanogasterทำให้สามารถศึกษาพันธุกรรมและวิวัฒนาการเชิงเปรียบเทียบเกี่ยวกับ NF-κB ได้ ในแมลงชนิดเหล่านั้น การกระตุ้น NF-κB เกิดขึ้นจากวิถี Toll (ซึ่งวิวัฒนาการอย่างอิสระในแมลงและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) และจากวิถี Imd (ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง) [ 24 ]

การส่งสัญญาณ

ผลของการกระตุ้น

NF-κB (สีเขียว) จับคู่กับ RelB (สีฟ้า) เพื่อสร้างสารประกอบเชิงซ้อนสามส่วนกับ DNA (สีส้ม) ซึ่งส่งเสริมการถอดรหัสยีน[ 25 ]

NF-κB มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการตอบสนองของเซลล์ เนื่องจากจัดอยู่ในกลุ่มปัจจัยการถอดรหัสหลักที่ "ออกฤทธิ์เร็ว" กล่าวคือ ปัจจัยการถอดรหัสที่มีอยู่ในเซลล์ในสถานะที่ไม่ทำงาน และไม่จำเป็นต้องมีการสังเคราะห์โปรตีนใหม่เพื่อให้ทำงานได้ (สมาชิกอื่นๆ ในกลุ่มนี้ ได้แก่ ปัจจัยการถอดรหัส เช่นc-Jun , STATsและตัวรับฮอร์โมนนิวเคลียร์ ) ซึ่งทำให้ NF-κB เป็นผู้ตอบสนองแรกต่อสิ่งกระตุ้นที่เป็นอันตรายต่อเซลล์ สารกระตุ้นการทำงานของ NF-κB ที่ทราบกันดีนั้นมีความหลากหลายมาก ได้แก่ สารออกซิเจนที่ว่องไว ( ROS ), ปัจจัยเนื้องอกเนโครซิสอัลฟา ( TNFα ), อินเตอร์ลิวคิน 1-เบตา ( IL-1β ), ไลโปโพลีแซคคาไรด์จากแบคทีเรีย ( LPS ), ไอโซ โปรเทอเรนอล , โคเคน , เอนโดเทลิน-1และรังสีไอออนไนซ์[ 26 ]

การยับยั้ง NF-κB ของ ความเป็นพิษต่อเซลล์ ของปัจจัยเนื้องอกเนโครซิส (อะพอพโทซิส) เกิดจากการเหนี่ยวนำเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระและการยับยั้งc-Jun N-terminal kinases (JNKs) อย่างต่อเนื่อง [ 27 ]

ตัวกระตุ้นตัวรับของ NF-κB ( RANK ) ซึ่งเป็น TNFRชนิดหนึ่งเป็นตัวกระตุ้นหลักของ NF-κB ออสทีโอโปรเทเจอริน (OPG) ซึ่งเป็นโฮโมล็อกตัวรับลวง สำหรับลิแกนด์ RANK ( RANKL ) ยับยั้ง RANK โดยการจับกับ RANKL ดังนั้น ออสทีโอโปรเทเจอรินจึงมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดในการควบคุมการกระตุ้น NF-κB [ 28 ]

ผลิตภัณฑ์จากแบคทีเรียหลายชนิดและการกระตุ้น ตัวรับบนพื้นผิวเซลล์ที่หลากหลายนำไปสู่การกระตุ้น NF-κB และการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนอย่างรวดเร็ว[ 2 ]การระบุตัวรับ Toll-like (TLRs) ว่าเป็นโมเลกุลการจดจำรูปแบบเฉพาะและการค้นพบว่าการกระตุ้น TLRs นำไปสู่การกระตุ้น NF-κB ช่วยให้เราเข้าใจมากขึ้นว่าเชื้อโรคต่าง ๆ กระตุ้น NF-κB ได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น การศึกษาได้ระบุ TLR4 ว่าเป็นตัวรับสำหรับส่วนประกอบ LPS ของแบคทีเรียแกรมลบ [ 29 ] TLRsเป็นตัวควบคุมหลักของการตอบสนองภูมิคุ้มกันทั้งแบบดั้งเดิมและแบบปรับตัว[ 30 ]

แตกต่างจาก RelA, RelB และ c-Rel หน่วยย่อย NF-κB p50 และ p52 ไม่มี โดเมน การกระตุ้นการถอดรหัสในครึ่งปลาย C ของพวกมัน อย่างไรก็ตาม สมาชิก NF-κB p50 และ p52 มีบทบาทสำคัญในการปรับความจำเพาะของฟังก์ชัน NF-κB แม้ว่าโฮโมไดเมอร์ของ p50 และ p52 โดยทั่วไปจะเป็นตัวยับยั้งการถอดรหัสของไซต์ κB แต่ทั้ง p50 และ p52 ก็มีส่วนร่วมในการกระตุ้นการถอดรหัสของยีนเป้าหมายโดยการสร้างเฮเทโรไดเมอร์กับ RelA, RelB หรือ c-Rel [ 31 ] นอกจากนี้ โฮโมไดเมอร์ของ p50 และ p52 ยังจับกับโปรตีนนิวเคลียร์Bcl-3และคอมเพล็กซ์ดังกล่าวสามารถทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้นการถอดรหัสได้[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]

การยับยั้ง

ในเซลล์ที่ไม่ได้รับการกระตุ้น ไดเมอร์ NF-κB จะถูกกักเก็บไว้ในไซโตพลาสซึมโดยกลุ่มของสารยับยั้งที่เรียกว่า IκB (Inhibitor of κB) ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีลำดับที่เรียกว่าankyrin repeat หลายชุด ด้วยคุณสมบัติของโดเมน ankyrin repeat โปรตีน IκB จะปิดบังสัญญาณระบุตำแหน่งนิวเคลียส (NLS) ของโปรตีน NF-κB และทำให้โปรตีนเหล่านั้นถูกกักเก็บไว้ในสถานะที่ไม่ทำงานในไซโตพลาสซึม[ 35 ]

IκBเป็นกลุ่มโปรตีนที่เกี่ยวข้องซึ่งมีโดเมนควบคุมที่ปลาย N ตามด้วยแอนคิรินซ้ำหกครั้งขึ้นไป และโดเมน PESTใกล้กับปลาย C แม้ว่าตระกูล IκB จะประกอบด้วยIκBα , IκBβ , IκBεและBcl-3แต่โปรตีน IκB ที่ได้รับการศึกษามากที่สุดและสำคัญที่สุดคือ IκBα เนื่องจากมีแอนคิรินซ้ำในครึ่งปลาย C ของ p105 และ p100 จึงทำหน้าที่เป็นโปรตีน IκB ด้วยเช่นกัน ครึ่งปลาย C ของ p100 ซึ่งมักเรียกว่า IκBδ ยังทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งอีกด้วย[ 36 ] [ 37 ] การสลายตัวของ IκBδ ในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าในการพัฒนา เช่น สิ่งที่ส่งผ่านทางLTβRจะเพิ่มศักยภาพการกระตุ้นไดเมอร์ NF-κB ในเส้นทางที่ไม่เป็นไปตามแบบแผนที่ขึ้นอยู่กับ NIK [ 36 ] [ 38 ]

กระบวนการกระตุ้น (แบบดั้งเดิม/คลาสสิก)

การกระตุ้น NF-κB เริ่มต้นจากการสลายตัวของโปรตีน IκB ที่เกิดจากสัญญาณ โดยส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านการกระตุ้นของเอนไซม์ไคเนสที่เรียกว่าIκB kinase (IKK) IKK ประกอบด้วยเฮเทอโรไดเมอร์ของหน่วยย่อยเร่งปฏิกิริยา IKKα และ IKKβ และโปรตีนควบคุม "หลัก" ที่เรียกว่าNEMO (NF-κB essential modulator) หรือ IKKγ เมื่อถูกกระตุ้นด้วยสัญญาณ ซึ่งโดยปกติมาจากภายนอกเซลล์ IκB kinase จะฟอสฟอริเลตกรดอะมิโนซีรีนสองตำแหน่งที่อยู่ในโดเมนควบคุมของ IκB เมื่อถูกฟอสฟอริเลตที่ซีรีนเหล่านี้ (เช่น ซีรีน 32 และ 36 ใน IκBα ของมนุษย์) โปรตีน IκB จะถูกดัดแปลงโดยกระบวนการที่เรียกว่ายูบิควิตินเนชันซึ่งจะนำไปสู่การสลายตัวโดยโครงสร้างของเซลล์ที่เรียกว่า โปร ตีเอโซม

เมื่อ IκB สลายตัว คอมเพล็กซ์ NF-κB จะถูกปลดปล่อยให้เข้าไปในนิวเคลียส ซึ่งสามารถ 'เปิด' การแสดงออกของยีนเฉพาะที่มีไซต์การจับกับ DNA สำหรับ NF-κB อยู่ใกล้เคียง การกระตุ้นยีนเหล่านี้โดย NF-κB จะนำไปสู่การตอบสนองทางสรีรวิทยาที่กำหนด เช่น การอักเสบหรือการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน การตอบสนองต่อการอยู่รอดของเซลล์ หรือการเพิ่มจำนวนของเซลล์ การเคลื่อนย้ายของ NF-κB ไปยังนิวเคลียสสามารถตรวจจับได้ด้วยวิธีอิมมูโนไซโตเคมีและวัดได้ด้วยการตรวจวัดด้วยเลเซอร์สแกนนิงไซโตเมตรี[ 39 ] NF-κB เปิดการแสดงออกของตัวยับยั้งของตัวเองคือ IκBα จากนั้น IκBα ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่จะยับยั้ง NF-κB อีกครั้ง และทำให้เกิดวงจรป้อนกลับอัตโนมัติ ซึ่งส่งผลให้ระดับกิจกรรมของ NF-κB แกว่งไปมา[ 40 ]นอกจากนี้ ไวรัสหลายชนิด รวมถึงไวรัสเอดส์ HIV มีตำแหน่งการจับกับ NF-κB ที่ควบคุมการแสดงออกของยีนไวรัส ซึ่งส่งผลต่อการจำลองแบบของไวรัสหรือความสามารถในการก่อโรคของไวรัส ในกรณีของ HIV-1 การกระตุ้น NF-κB อาจมีส่วนเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นไวรัสจากสถานะแฝงที่ไม่ทำงานอย่างน้อยบางส่วน[ 41 ] YopP เป็นปัจจัยที่หลั่งออกมาจากYersinia pestisซึ่งเป็นสาเหตุของโรคระบาด ที่ป้องกันการยูบิควิตินของ IκB ทำให้เชื้อก่อโรคนี้สามารถยับยั้งเส้นทาง NF-κB ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปิดกั้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของมนุษย์ที่ติดเชื้อ Yersinia [ 42 ]

สารยับยั้งการทำงานของ NF-κB

ในส่วนของสารยับยั้งโปรตีนที่ทราบกันดีของกิจกรรม NF-κB หนึ่งในนั้นคือIFRD1ซึ่งยับยั้งกิจกรรมของ NF-κB p65 โดยการเพิ่ม การดีอะเซทิเลชันของซับยูนิต p65 ที่ไลซีน 310 โดยอาศัย HDACเป็นตัวกลาง โดยส่งเสริมการดึงดูด HDAC3 เข้าสู่ p65 ในความเป็นจริง IFRD1 สร้างคอมเพล็กซ์ไตรโมเลกุลกับ p65 และ HDAC3 [ 43 ] [ 44 ]

โปรตีนดีอะซิติเลสที่ขึ้นอยู่กับ NAD +และปัจจัยอายุยืนSIRT1ยับยั้งการแสดงออกของยีน NF-κB โดยการดีอะซิติเลตซับยูนิต RelA/p65 ของ NF-κB ที่ไลซีน 310 [ 45 ]

เส้นทางนอกแบบแผน/ทางเลือก

ตัวกระตุ้นการแบ่งเซลล์หรือการพัฒนาบางชนิด เช่นตัวรับลิมโฟท็อกซินเบตา (LTβR), BAFFหรือRANKLจะกระตุ้นวิถี NF-κB แบบไม่ปกติ เพื่อเหนี่ยวนำให้เกิดไดเมอร์ NF-κB/RelB:p52 ในนิวเคลียส ในวิถีนี้ การกระตุ้นไคเนสที่เหนี่ยวนำ NF-κB (NIK) เมื่อมีการจับกับตัวรับ จะนำไปสู่การฟอสฟอริเลชันและการประมวลผลโดยโปรตีเอโซมของโปรตีนต้นแบบ NF-κB2 p100 ให้กลายเป็นหน่วยย่อย p52 ที่สมบูรณ์ในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับ IKK1/IKKa จากนั้น p52 จะรวมตัวเป็นไดเมอร์กับ RelB และปรากฏเป็นกิจกรรมการจับกับ DNA ของ RelB:p52 ในนิวเคลียส RelB:p52 ควบคุมการแสดงออกของลิมโฟไคน์ที่รักษาสมดุล ซึ่งจะสั่งการสร้างอวัยวะน้ำเหลืองและการเคลื่อนย้ายของลิมโฟไซต์ในอวัยวะน้ำเหลืองทุติยภูมิ[ 46 ] ตรงกันข้ามกับการส่งสัญญาณแบบแคนอนิกที่อาศัยการย่อยสลาย IκBα, -β, -ε ที่เกิดจาก NEMO-IKK2 การส่งสัญญาณแบบไม่แคนอนิกจะขึ้นอยู่กับการประมวลผล p100 เป็น p52 ที่เกิดจาก NIK เนื่องจากมีการควบคุมที่แตกต่างกัน เส้นทางทั้งสองนี้จึงคิดว่าเป็นอิสระต่อกัน อย่างไรก็ตาม พบว่าการสังเคราะห์ส่วนประกอบของเส้นทางแบบไม่แคนอนิก ได้แก่ RelB และ p52 ถูกควบคุมโดยการส่งสัญญาณแบบแคนอนิก IKK2-IκB-RelA:p50 [ 47 ]ยิ่งไปกว่านั้น การสร้างไดเมอร์แบบแคนอนิกและไม่แคนอนิก ได้แก่ RelA:p50 และ RelB:p52 ภายในสภาพแวดล้อมของเซลล์นั้นเชื่อมโยงกันในเชิงกลไก[ 47 ]การวิเคราะห์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าเครือข่ายระบบ NF-κB ที่บูรณาการเป็นพื้นฐานของการกระตุ้นทั้ง RelA และ RelB ที่มีไดเมอร์ และวิถีทางแคนอนิกที่ทำงานผิดปกติจะนำไปสู่การตอบสนองของเซลล์ที่ผิดปกติผ่านวิถีทางที่ไม่ใช่แคนอนิกด้วย ที่น่าสนใจที่สุดคือ การศึกษาล่าสุดพบว่าการส่งสัญญาณแคนอนิกที่เกิดจาก TNF ขัดขวางกิจกรรม RelB:p52 ที่ไม่ใช่แคนอนิกในเนื้อเยื่อน้ำเหลืองที่อักเสบ ซึ่งจำกัดการเข้าสู่ของลิมโฟไซต์[ 48 ]ในเชิงกลไก TNF ทำให้ NIK ในเซลล์ที่ถูกกระตุ้นด้วย LTβR ไม่ทำงาน และกระตุ้นการสังเคราะห์ mRNA ของNfkb2ที่เข้ารหัส p100 ซึ่งรวมกันแล้วสะสม p100 ที่ไม่ผ่านกระบวนการอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งลดทอนกิจกรรมของ RelB บทบาทของ p100/ Nfkb2ในการกำหนดการเข้าสู่ของลิมโฟไซต์ในเนื้อเยื่อน้ำเหลืองที่อักเสบอาจมีนัยสำคัญทางสรีรวิทยาในวงกว้าง

นอกจากบทบาทดั้งเดิมในการสร้างอวัยวะน้ำเหลืองแล้ว เส้นทาง NF-κB ที่ไม่เป็นไปตามแบบแผนยังช่วยเสริมการตอบสนองภูมิคุ้มกันที่ก่อให้เกิดการอักเสบต่อเชื้อก่อโรคจุลินทรีย์โดยตรงด้วยการปรับการส่งสัญญาณ NF-κB ที่เป็นไปตามแบบแผน มีการแสดงให้เห็นว่า p100/ Nfkb2เป็นตัวกลางในการสื่อสารข้ามระหว่างเส้นทาง NF-κB ทั้งสองแบบที่ขึ้นอยู่กับสิ่งกระตุ้นและชนิดของเซลล์ และ การสื่อสารข้ามที่เกิดจาก Nfkb2ช่วยปกป้องหนูจากเชื้อก่อโรคในลำไส้[ 49 ] [ 50 ]ในทางกลับกัน การขาดการควบคุมที่เกิดจาก p100 ทำให้ RelB อยู่ภายใต้การควบคุมของการส่งสัญญาณที่เป็นไปตามแบบแผนที่เกิดจาก TNF ในความเป็นจริง การกลายพันธุ์ที่ทำให้ p100/ Nfkb2ไม่ทำงานในผู้ป่วยมะเร็งไขกระดูกหลายชนิดทำให้ TNF สามารถกระตุ้นการทำงานของ RelB ที่ยาวนาน ซึ่งทำให้เซลล์มะเร็งไขกระดูกดื้อต่อยาเคมีบำบัด[ 51 ]

ในระบบภูมิคุ้มกัน

NF-κB เป็นปัจจัยการถอดรหัสหลักที่ควบคุมยีนที่รับผิดชอบทั้งการตอบสนองภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและภูมิคุ้มกัน แบบปรับตัว [ 52 ]เมื่อ ตัวรับเซลล์ Tหรือเซลล์ B ถูกกระตุ้น NF-κB จะถูกกระตุ้นผ่านส่วนประกอบการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน เมื่อมีการจับกับตัวรับเซลล์ T โปรตีนไคเนสLckจะถูกดึงดูดและฟอสโฟรีเลตITAMของหางไซโตพลาสมิก ของ CD3 จากนั้น ZAP70จะถูกดึงดูดไปยัง ITAM ที่ถูกฟอสโฟรีเลตและช่วยดึงดูดLATและPLC-γซึ่งทำให้เกิดการกระตุ้นPKCผ่านลำดับเหตุการณ์การฟอสโฟรีเลต คอมเพล็กซ์ไคเนสจะถูกกระตุ้นและ NF-κB สามารถเข้าสู่นิวเคลียสเพื่อเพิ่มการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนา การเจริญเติบโต และการแพร่กระจายของเซลล์ T [ 53 ]

ในระบบประสาท

นอกเหนือจากบทบาทในการช่วยให้เซลล์อยู่รอดแล้ว การศึกษาของMark Mattsonและคนอื่นๆ ยังแสดงให้เห็นว่า NF-κB มีหน้าที่หลากหลายในระบบประสาทรวมถึงบทบาทในด้านความยืดหยุ่นการเรียนรู้ และความจำ[ 54 ]นอกจากสิ่งเร้าที่กระตุ้น NF-κB ในเนื้อเยื่ออื่นๆ แล้ว NF-κB ในระบบประสาทสามารถถูกกระตุ้นได้ด้วยปัจจัยการเจริญเติบโต ( BDNF , NGF ) และการส่งสัญญาณประสาท เช่นกลูตาเมต [ 9 ] ตัว กระตุ้น NF-κB ในระบบประสาทเหล่านี้ทั้งหมดจะมาบรรจบกันที่คอมเพล็กซ์ IKK และวิถีทางแคนอนิก

เมื่อเร็วๆ นี้ มีความสนใจอย่างมากในบทบาทของ NF-κB ในระบบประสาท การศึกษาในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่า NF-κB มีความสำคัญต่อการเรียนรู้และความจำในสิ่งมีชีวิตหลายชนิด รวมถึงปู[ 11 ] [ 12 ]แมลงวันผลไม้[ 55 ]และหนู[ 9 ] [ 10 ] NF-κB อาจควบคุมการเรียนรู้และความจำบางส่วนโดยการปรับเปลี่ยนความยืดหยุ่นของไซแนปส์[ 8 ] [ 56 ]การทำงานของไซแนปส์[ 55 ] [ 57 ] [ 58 ]รวมถึงการควบคุมการเจริญเติบโตของเดนไดรต์[ 59 ]และหนามเดนไดรต์[ 58 ]

ยีนที่มีไซต์การจับ NF-κB แสดงให้เห็นว่ามีการแสดงออกเพิ่มขึ้นหลังจากการเรียนรู้[ 10 ]ซึ่งบ่งชี้ว่าเป้าหมายการถอดรหัสของ NF-κB ในระบบประสาทมีความสำคัญต่อความยืดหยุ่น ยีนเป้าหมายของ NF-κB หลายตัวที่อาจมีความสำคัญต่อความยืดหยุ่นและการเรียนรู้ ได้แก่ ปัจจัยการเจริญเติบโต (BDNF, NGF) [ 60 ]ไซโตไคน์ ( TNF-alpha , TNFR ) [ 61 ]และไคเนส ( PKAc ) [ 56 ]

แม้จะมีหลักฐานเชิงฟังก์ชันที่บ่งชี้ถึงบทบาทของปัจจัยการถอดรหัสในกลุ่ม Rel ในระบบประสาท แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าผลกระทบทางระบบประสาทของ NF-κB สะท้อนถึงการกระตุ้นการถอดรหัสในเซลล์ประสาทหรือไม่ การจัดการและการทดสอบส่วนใหญ่ดำเนินการในสภาพแวดล้อมของเซลล์ผสมที่พบในร่างกาย ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ "ประสาท" ที่มีเซลล์เกลียจำนวนมาก หรือในสายเซลล์ "ประสาท" ที่ได้จากเนื้องอก เมื่อการถ่ายทอดหรือการจัดการอื่นๆ มุ่งเป้าไปที่เซลล์ประสาทโดยเฉพาะ จุดสิ้นสุดที่วัดได้มักจะเป็นสรีรวิทยาไฟฟ้าหรือพารามิเตอร์อื่นๆ ที่อยู่ห่างไกลจากการถอดรหัสยีน การทดสอบอย่างระมัดระวังเกี่ยวกับการถอดรหัสที่ขึ้นอยู่กับ NF-κB ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ประสาทที่บริสุทธิ์สูงโดยทั่วไปแสดงให้เห็นกิจกรรม NF-κB เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย[ 62 ] [ 63 ]

รายงานบางส่วนเกี่ยวกับ NF-κB ในเซลล์ประสาทดูเหมือนจะเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่เกิดจากความไม่จำเพาะของแอนติบอดี[ 64 ]แน่นอนว่า สิ่งประดิษฐ์ของการเพาะเลี้ยงเซลล์ เช่น การแยกเซลล์ประสาทออกจากอิทธิพลของเซลล์เกลีย อาจทำให้เกิดผลลัพธ์ที่ผิดพลาดได้เช่นกัน แต่ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขแล้วในวิธีการเพาะเลี้ยงร่วมอย่างน้อยสองวิธี Moerman et al. [ 65 ]ใช้รูปแบบการเพาะเลี้ยงร่วมที่สามารถแยกเซลล์ประสาทและเซลล์เกลียออกจากกันได้หลังจากการบำบัดเพื่อ การวิเคราะห์ EMSAและพวกเขาพบว่า NF-κB ที่ถูกกระตุ้นโดยสิ่งเร้ากลูตาเมตนั้นจำกัดอยู่เฉพาะในเซลล์เกลีย (และที่น่าสนใจคือ เฉพาะเซลล์เกลียที่อยู่ในที่ที่มีเซลล์ประสาทเป็นเวลา 48  ชั่วโมงเท่านั้น) นักวิจัยกลุ่มเดียวกันนี้ได้สำรวจประเด็นนี้ในอีกแนวทางหนึ่ง โดยใช้เซลล์ประสาทจากหนูทรานส์เจนิกที่มีตัวรายงาน NF-κB ที่เพาะเลี้ยงร่วมกับเซลล์เกลียชนิดป่า สิ่งเร้ากลูตาเมตก็ไม่สามารถกระตุ้นเซลล์ประสาทได้อีกครั้ง[ 66 ]กิจกรรมการจับกับ DNA บางส่วนที่สังเกตได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่รายงานว่าเป็นแบบคงที่) ดูเหมือนจะเกิดจากการจับของ Sp3 และ Sp4 กับลำดับตัวเร่ง κB บางส่วนในเซลล์ประสาท[ 67 ]กิจกรรมนี้ถูกยับยั้งโดยกลูตาเมตและเงื่อนไขอื่นๆ ที่เพิ่มระดับแคลเซียมภายในเซลล์ประสาท ในการวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย บทบาทของ NF-κB ในเซลล์ประสาทยังคงไม่ชัดเจนเนื่องจากความยากลำบากในการวัดการถอดรหัสในเซลล์ที่ระบุประเภทพร้อมกัน แน่นอนว่าการเรียนรู้และความจำอาจได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงการถอดรหัสในแอสโทรไซต์และองค์ประกอบเกลียอื่นๆ และควรพิจารณาว่าอาจมีผลกระทบเชิงกลไกของ NF-κB นอกเหนือจากการกระตุ้นการถอดรหัสยีนโดยตรง

ความสำคัญทางคลินิก

ภาพรวมของกระบวนการส่งสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับการเกิดอะพอพโทซิ

มะเร็ง

NF-κB ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในเซลล์ยูคาริโอตในฐานะตัวควบคุมยีนที่ควบคุมการเพิ่มจำนวนเซลล์และการอยู่รอดของเซลล์ ดังนั้น เนื้องอกของมนุษย์หลายชนิดจึงมีการควบคุม NF-κB ที่ผิดปกติ กล่าวคือ NF-κB ทำงานอย่างต่อเนื่อง NF-κB ที่ทำงานอยู่จะกระตุ้นการแสดงออกของยีนที่ทำให้เซลล์เพิ่มจำนวนและปกป้องเซลล์จากสภาวะที่อาจทำให้เซลล์ตายด้วยกระบวนการอะพอพโทซิสในมะเร็ง โปรตีนที่ควบคุมการส่งสัญญาณของ NF-κB จะกลายพันธุ์หรือแสดงออกอย่างผิดปกติ ส่งผลให้การประสานงานระหว่างเซลล์มะเร็งและส่วนที่เหลือของร่างกายบกพร่อง ซึ่งเห็นได้ชัดทั้งในการแพร่กระจายและการกำจัดเนื้องอกโดยระบบภูมิคุ้มกันที่ไม่มีประสิทธิภาพ[ 68 ]

เซลล์ปกติสามารถตายได้เมื่อถูกนำออกจากเนื้อเยื่อที่เป็นของมัน หรือเมื่อจีโนมของพวกมันไม่สามารถทำงานให้สอดคล้องกับการทำงานของเนื้อเยื่อได้ เหตุการณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการควบคุมแบบป้อนกลับของ NF-κB และล้มเหลวในมะเร็ง[ 69 ]

ความบกพร่องใน NF-κB ส่งผลให้ความไวต่ออะพอพโทซิสเพิ่มขึ้น นำไปสู่การตายของเซลล์ที่เพิ่มขึ้น เนื่องจาก NF-κB ควบคุมยีนต้านอะพอพโทซิส โดยเฉพาะTRAF1และTRAF2และด้วยเหตุนี้จึงยับยั้งการทำงานของ เอนไซม์ในกลุ่ม แคสเปสซึ่งเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการอะพอพโทซิสส่วนใหญ่[ 70 ]

ในเซลล์มะเร็ง กิจกรรม ของ NF-κB จะเพิ่มขึ้น เช่น ในมะเร็งโพรงจมูก ร้อยละ 41 [ 71 ]มะเร็งลำไส้ใหญ่มะเร็งต่อมลูกหมากและมะเร็งตับอ่อนซึ่งอาจเกิดจากการกลายพันธุ์ในยีนที่เข้ารหัสปัจจัยการถอดรหัส NF-κB เอง หรือในยีนที่ควบคุมกิจกรรมของ NF-κB (เช่น ยีน IκB) นอกจากนี้ เซลล์มะเร็งบางชนิดยังหลั่งสารที่ทำให้ NF-κB ทำงาน[ 72 ] [ 73 ] การปิดกั้น NF-κB สามารถทำให้เซลล์มะเร็งหยุดการเจริญเติบโต ตาย หรือมีความไวต่อการทำงานของสารต้านมะเร็งมากขึ้น[ 74 ] [ 75 ] ดังนั้น NF-κB จึงเป็นหัวข้อของการวิจัยอย่างแข็งขันในหมู่บริษัทเภสัชกรรมในฐานะเป้าหมายสำหรับการบำบัดโรคมะเร็ง[ 76 ]

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าข้อมูลการทดลองที่น่าเชื่อถือจะระบุว่า NF-κB เป็นตัวกระตุ้นที่สำคัญของการเกิดเนื้องอก ซึ่งสร้างเหตุผลที่แข็งแกร่งสำหรับการพัฒนาการบำบัดต้านมะเร็งโดยอาศัยการยับยั้งกิจกรรมของ NF-κB แต่ควรใช้ความระมัดระวังเมื่อพิจารณากิจกรรมต้าน NF-κB เป็นกลยุทธ์การรักษาในวงกว้างในการรักษามะเร็ง เนื่องจากข้อมูลยังแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมของ NF-κB เพิ่มความไวของเซลล์มะเร็งต่ออะพอพโทซิสและภาวะชราภาพ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่า NF-κB แบบดั้งเดิมเป็นตัวกระตุ้นการถอดรหัส Fas และ NF-κB ทางเลือกเป็นตัวยับยั้งการถอดรหัส Fas [ 77 ]ดังนั้น NF-κB จึงส่งเสริมอะพอพโทซิสที่เกิดจาก Fas ในเซลล์มะเร็ง และดังนั้นการยับยั้ง NF-κB อาจยับยั้งอะพอพโทซิสที่เกิดจาก Fas เพื่อลดประสิทธิภาพการยับยั้งเนื้องอกโดยเซลล์ภูมิคุ้มกันของโฮสต์

การอักเสบ

เนื่องจาก NF-κB ควบคุมยีนหลายตัวที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ จึงไม่น่าแปลกใจที่พบว่า NF-κB มีการทำงานเรื้อรังในโรคอักเสบหลายชนิด เช่น โรคลำไส้อักเสบ โรคข้ออักเสบ ภาวะติดเชื้อในกระแสเลือด โรคกระเพาะอักเสบ โรคหอบหืด โรคหลอดเลือดแดงแข็ง[ 78 ]และอื่นๆ การเพิ่มขึ้นของสารยับยั้ง NF-κB บางชนิด เช่นออสทีโอโปรเทเจอริน (OPG) เกี่ยวข้องกับอัตราการเสียชีวิตที่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากโรคหัวใจและหลอดเลือด [ 79 ] [ 80 ] NF -κB ที่สูงขึ้นยังเกี่ยวข้องกับโรคจิตเภท อีก ด้วย[ 81 ]เมื่อเร็วๆ นี้ มีการเสนอว่าการกระตุ้น NF-κB อาจเป็นกลไกโมเลกุลสำหรับผลกระทบจากการสลายตัวของควันบุหรี่ในกล้ามเนื้อโครงร่างและภาวะกล้ามเนื้อลีบ [ 82 ] งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าในระหว่างการอักเสบ การทำงานของเซลล์ขึ้นอยู่กับสัญญาณที่เซลล์กระตุ้นเพื่อตอบสนองต่อการสัมผัสกับเซลล์ข้างเคียงและการรวมกันของฮอร์โมน โดยเฉพาะอย่างยิ่งไซโตไคน์ที่ออกฤทธิ์ต่อเซลล์ผ่านตัวรับเฉพาะ[ 83 ]ฟีโนไทป์ของเซลล์ภายในเนื้อเยื่อพัฒนาขึ้นผ่านการกระตุ้นซึ่งกันและกันของสัญญาณป้อนกลับที่ประสานการทำงานกับเซลล์อื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงการปรับโปรแกรมการทำงานของเซลล์เมื่อเนื้อเยื่อสัมผัสกับการอักเสบ เนื่องจากเซลล์จะเปลี่ยนฟีโนไทป์และค่อยๆ แสดงการรวมกันของยีนที่เตรียมเนื้อเยื่อสำหรับการสร้างใหม่หลังจากสาเหตุของการอักเสบถูกกำจัดออกไป[ 83 ] [ 84 ]การตอบสนองแบบป้อนกลับที่พัฒนาขึ้นระหว่างเซลล์ที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อและเซลล์หมุนเวียนของระบบภูมิคุ้มกันมีความสำคัญเป็นพิเศษ[ 84 ]

ความแม่นยำของการตอบสนองแบบป้อนกลับระหว่างเซลล์ประเภทต่างๆ และระบบภูมิคุ้มกันขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของกลไกที่จำกัดขอบเขตของยีนที่ถูกกระตุ้นโดย NF-κB ทำให้มีการแสดงออกของยีนที่เอื้อต่อการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่มีประสิทธิภาพเท่านั้น และส่งผลให้การทำงานของเนื้อเยื่อกลับคืนมาอย่างสมบูรณ์หลังจากการอักเสบหายไป[ 84 ] ในมะเร็ง กลไกที่ควบคุมการแสดงออกของยีนเพื่อตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นการอักเสบจะเปลี่ยนแปลงไปจนถึงจุดที่เซลล์ไม่สามารถเชื่อมโยงการอยู่รอดกับกลไกที่ประสานลักษณะเฉพาะและหน้าที่ของมันกับเนื้อเยื่อส่วนที่เหลือได้[ 69 ]สิ่งนี้มักปรากฏให้เห็นในการควบคุมกิจกรรมของ NF-κB ที่บกพร่องอย่างรุนแรง ซึ่งทำให้เซลล์มะเร็งสามารถแสดงออกกลุ่มยีนเป้าหมายของ NF-κB ที่ผิดปกติได้[ 85 ]ส่งผลให้ไม่เพียงแต่เซลล์มะเร็งทำงานผิดปกติเท่านั้น แต่เซลล์ของเนื้อเยื่อรอบข้างก็เปลี่ยนแปลงการทำงานและหยุดให้การสนับสนุนสิ่งมีชีวิตแต่เพียงอย่างเดียว นอกจากนี้ เซลล์หลายประเภทในสภาพแวดล้อมจุลภาคของมะเร็งอาจเปลี่ยนลักษณะเฉพาะเพื่อสนับสนุนการเจริญเติบโตของมะเร็ง[ 86 ] [ 87 ] [ 88 ]ดังนั้น การอักเสบจึงเป็นกระบวนการที่ทดสอบความถูกต้องของส่วนประกอบของเนื้อเยื่อ เนื่องจากกระบวนการที่นำไปสู่การสร้างเนื้อเยื่อใหม่ต้องอาศัยการประสานงานของการแสดงออกของยีนระหว่างเซลล์ประเภทต่างๆ[ 83 ] [ 89 ]

เนโม

กลุ่มอาการขาด NEMOเป็นภาวะทางพันธุกรรมที่หายากซึ่งเกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องในIKBKGทำให้โปรตีนโครงสร้าง NEMO ไม่สามารถมีส่วนร่วมในการกระตุ้น NF-κB ได้อีกต่อไป โรคนี้ส่วนใหญ่ส่งผลกระทบต่อเพศชาย (เนื่องจาก ยีน IKBKGอยู่บนโครโมโซม X) และมีอาการและการพยากรณ์โรคที่หลากหลายมาก[ 90 ]

ความชราและโรคอ้วน

NF-κB มีการแสดงออกเพิ่มมากขึ้นในผู้ที่เป็นโรคอ้วนและผู้สูงอายุ[ 91 ]ส่งผลให้ระดับของโปรตีนsirtuin 1 ซึ่งเป็นโปรตีนต้านการอักเสบ ส่งเสริมการเกิด ออโตฟาจีและต้านภาวะดื้อต่ออินซูลิน ลดลง NF-κB เพิ่มระดับของไมโครอาร์เอ็นเอmiR-34aซึ่งยับยั้ง การสังเคราะห์ นิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ (NAD) โดยการจับกับบริเวณโปรโมเตอร์[ 92 ]ส่งผลให้ระดับของ sirtuin 1 ลดลง

NF-κB และอินเตอร์ลิวคิน 1 อัลฟากระตุ้นซึ่งกันและกันในเซลล์ชราภาพใน วงจรป้อน กลับเชิงบวกทำให้เกิดการผลิต ปัจจัย ฟีโนไทป์การหลั่งที่เกี่ยวข้องกับความชราภาพ (SASP) [ 93 ] NF-κB และเอนไซม์ย่อยสลาย NAD CD38ยังกระตุ้นซึ่งกันและกันอีกด้วย[ 94 ]

NF-κB เป็นส่วนประกอบสำคัญของการตอบสนองของเซลล์ต่อความเสียหาย[ 95 ] NF-κB จะถูกกระตุ้นในเซลล์หลายประเภทที่ผ่านกระบวนการชรา ตามปกติหรือ เร่ง ให้เร็วขึ้น [ 95 ]การยับยั้งการทำงานของ NF-κB ทางพันธุกรรมหรือทางเภสัชวิทยา สามารถชะลอการเกิดอาการและพยาธิสภาพที่เกี่ยวข้องกับความชราได้หลายอย่าง[ 95 ] ผลกระทบนี้อาจอธิบายได้บางส่วนจากการค้นพบว่าการลด NF-κB จะช่วยลดการผลิต อนุมูลอิสระที่มาจากไมโท คอนเดรีย ซึ่งสามารถทำลาย DNAได้[ 95 ]

การเสพติด

NF-κB เป็นหนึ่งในเป้าหมายการถอดรหัสที่ถูกเหนี่ยวนำหลายอย่างของΔFosBซึ่งอำนวยความสะดวกในการพัฒนาและรักษาการเสพติดต่อสิ่งเร้า[ 96 ] [ 97 ] [ 98 ]ในคอเดตพิวทาเมนการเหนี่ยวนำ NF-κB เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของการเคลื่อนไหว ในขณะที่ในนิวเคลียสแอคคัมเบนส์การเหนี่ยวนำ NF-κB ช่วยเพิ่ม ผล การเสริมแรงเชิงบวกของยาผ่านการกระตุ้นรางวัล [ 97 ]

ผลกระทบทางระบบประสาทและพฤติกรรมของเป้าหมายการถอดรหัส ΔFosB ที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว[ 97 ] [ 99 ]
ยีนเป้าหมายการแสดงออกเป้าหมายผลกระทบต่อระบบประสาทผลกระทบทางพฤติกรรม
ซี-ฟอสสวิตช์ระดับโมเลกุลที่ช่วยให้เกิดการเหนี่ยวนำ ΔFosB อย่างต่อเนื่อง [หมายเหตุ 1 ]
ไดนอร์ฟิน[หมายเหตุ 2 ] การลดระดับการทำงานของวงจรป้อนกลับκ-opioid ลดความรู้สึกไม่ชอบยาลง
เอ็นเอฟ-κบี การขยายตัวของกระบวนการเดนไดรต์ใน NAcc การตอบสนองการอักเสบของ NF-κB ในNAcc การตอบสนองการอักเสบของ NF-κB ในCP   การเพิ่มขึ้นของรางวัลจากการใช้ยาการเพิ่มขึ้นของรางวัลจากการใช้ยาการกระตุ้นการเคลื่อนไหว  
กลูอาร์2 ความไวต่อกลูตาเมตลดลง การเพิ่มขึ้นของผลตอบแทนจากยาเสพติด
ซีดีเค5 การฟอสโฟรีเลชันของโปรตีนไซแนปส์GluR1 การขยายตัวของกระบวนการเดนไดรต์ของ NAcc ผลดีจากการใช้ยาเสพติดลดลง(ผลสุทธิ)

สารยับยั้งที่ไม่ใช่ยา

ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติหลายชนิด (รวมถึงสารต้านอนุมูลอิสระ) ที่ได้รับการส่งเสริมว่ามีฤทธิ์ต้านมะเร็งและต้านการอักเสบ ยังแสดงให้เห็นว่าสามารถยับยั้ง NF-κB ได้ด้วย มีสิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาที่เป็นที่ถกเถียง (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 6,410,516) [ 100 ]ที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบและการใช้สารที่สามารถปิดกั้น NF-κB เพื่อวัตถุประสงค์ในการรักษา สิทธิบัตรนี้เกี่ยวข้องกับคดีความหลายคดี รวมถึงคดีAriad v. Lillyงานวิจัยล่าสุดโดย Karin [ 101 ] Ben-Neriah [ 102 ]และคนอื่นๆ ได้เน้นย้ำถึงความสำคัญของความเชื่อมโยงระหว่าง NF-κB การอักเสบ และมะเร็ง และเน้นย้ำถึงคุณค่าของการบำบัดที่ควบคุมการทำงานของ NF-κB [ 103 ]

สารสกัดจากสมุนไพรและพืชอาหารหลายชนิดเป็นสารยับยั้งการทำงานของ NF-κB ในหลอดทดลองได้อย่างมีประสิทธิภาพ[ 104 ]โนบิเลทินซึ่งเป็นฟลาโวนอยด์ที่แยกได้จากเปลือกส้ม ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถยับยั้งวิถีการส่งสัญญาณ NF-κB ในหนูได้[ 105 ] ในทำนองเดียวกัน พบว่าวิทาโนไลด์ต่างๆของWithania somnifera (Ashwagandha) มีผลยับยั้ง NF-κB ผ่านการยับยั้งการย่อยสลาย ยูบิควิตินของ IκBα ที่เกิดจากโปรตีเอโซม [ 106 ] [ 107 ]

ในฐานะเป้าหมายของยา

การทำงานที่ผิดปกติของ NF-κB มักพบในมะเร็งหลายชนิด นอกจากนี้ การยับยั้ง NF-κB ยังจำกัดการแพร่กระจายของเซลล์มะเร็ง ยิ่งไปกว่านั้น NF-κB ยังเป็นตัวสำคัญในการตอบสนองต่อการอักเสบ ดังนั้น วิธีการยับยั้งการส่งสัญญาณของ NF-κB จึงมีศักยภาพในการนำไปใช้ในการรักษาโรคมะเร็งและโรคอักเสบ[ 108 ] [ 109 ]

ทั้งเส้นทาง NF-κB แบบดั้งเดิมและแบบไม่ดั้งเดิมต้องอาศัยการย่อยสลายโปรตีโอโซมของส่วนประกอบเส้นทางควบคุมเพื่อให้เกิดการส่งสัญญาณ NF-κB สารยับยั้งโปรตีโอโซมBortezomibจะปิดกั้นกิจกรรมนี้อย่างกว้างขวางและได้รับการอนุมัติให้ใช้ในการรักษาโรคมะเร็งต่อมน้ำเหลืองชนิด Mantle Cell LymphomaและMultiple Myelomaที่ เกิดจาก NF-κB [ 110 ] [ 111 ]

การค้นพบว่าการกระตุ้นการเคลื่อนย้ายนิวเคลียร์ของ NF-κB สามารถแยกออกจากการเพิ่มขึ้นของความเครียดจากสารออกซิแดนต์ได้[ 112 ]ทำให้เกิดแนวทางการพัฒนาที่น่าสนใจสำหรับกลยุทธ์ที่มุ่งเป้าไปที่การยับยั้ง NF-κB

ยาเดโนซูแมบออกฤทธิ์เพิ่มความหนาแน่นของแร่ธาตุในกระดูกและลดอัตราการแตกหักในกลุ่มผู้ป่วยย่อยหลายกลุ่มโดยการยับยั้งRANKL RANKL ทำงานผ่านตัวรับRANKซึ่งจะส่งเสริม NF-κB ต่อไป[ 113 ] โดย ปกติ RANKL ทำงานโดยการทำให้เกิดการแยกตัวของเซลล์สร้างกระดูกจากโมโนไซต์[ 114 ]

ดิซัลฟิแรม , โอลเมซาร์แทนและไดไทโอคาร์บาเมตสามารถยับยั้งการส่งสัญญาณของ NF-κB ได้[ 115 ]ความพยายามในการพัฒนาสารยับยั้ง NF-κB โดยตรงได้เกิดขึ้นด้วยสารประกอบต่างๆ เช่น (-)-DHMEQ, PBS-1086, IT-603 และ IT-901 [ 116 ] [ 117 ] [ 118 ] (-)-DHMEQ และ PBS-1086 เป็นสารที่จับกับ NF-κB อย่างถาวร ในขณะที่ IT-603 และ IT-901 เป็นสารที่จับได้ชั่วคราว DHMEQ จับกับ Cys 38 ของ p65 แบบพันธะโควาเลนต์[ 119 ]

มีการอ้างว่าฤทธิ์ต้านการอักเสบของ อนาตาบีนเกิดจากการปรับเปลี่ยนกิจกรรมของ NF-κB [ 120 ] อย่างไรก็ตาม การศึกษาที่อ้างถึงประโยชน์ของมันใช้ปริมาณที่สูงผิดปกติในช่วงมิลลิโมลาร์ (คล้ายกับความเข้มข้นของโพแทสเซียมภายนอกเซลล์) ซึ่งไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ในมนุษย์

BAY 11-7082 ยังได้รับการระบุว่าเป็นยาที่สามารถยับยั้งการส่งสัญญาณของ NF-κB ได้ โดยสามารถป้องกันการฟอสโฟรีเลชันของ IKK-α ในลักษณะที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ส่งผลให้การทำงานของ NF-κB ลดลง[ 121 ]

มีการแสดงให้เห็นว่าการให้ BAY 11-7082 ช่วยฟื้นฟูการทำงานของไตในหนู Sprague-Dawley ที่เป็นเบาหวานโดยการยับยั้งความเครียดออกซิเดชัน ที่ ควบคุม โดย NF-κB [ 122 ]

งานวิจัยแสดงให้เห็นว่า N-acylethanolamine, palmitoylethanolamideสามารถยับยั้ง NF-κB ที่เกิดจาก PPAR ได้[ 123 ]

เป้าหมายทางชีวภาพของอิกูราติโมดซึ่งเป็นยาที่วางจำหน่ายเพื่อรักษาโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ในญี่ปุ่นและจีน ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดในปี 2015 แต่กลไกการออกฤทธิ์หลักดูเหมือนจะเป็นการป้องกันการกระตุ้น NF-κB [ 124 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. กล่าวอีกนัยหนึ่ง การยับยั้ง c-Fos ช่วยให้ ΔFosB สะสมภายในนิวเคลียสแอคคัมเบนส์ของเซลล์ประสาทหนามขนาดกลางได้เร็วขึ้น เนื่องจากมีการเหนี่ยวนำอย่างเลือกสรรในสภาวะนี้ [ 98 ]
  2. ΔFosB มีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำให้การแสดงออกของไดนอร์ฟินเพิ่มขึ้นและลดลงในงานวิจัยต่างๆ [ 97 ] [ 99 ]รายการในตารางนี้สะท้อนถึงการลดลงเท่านั้น

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ปัจจัยนิวเคลียร์แคปปาไลท์เชนเอนแฮนเซอร์ของเซลล์บีที่ถูกกระตุ้น ( NF-κB ) เป็นกลุ่มของ โปรตีน เชิงซ้อนของ ปัจจัยการถอดรหัส ที่ควบคุม การถอดรหัส ของ DNA การ ผลิต ไซโตไคน์...

การค้นพบ

NF-κB ถูกค้นพบโดย Ranjan Sen ในห้องปฏิบัติการของ David Baltimore ผู้ ได้ รับรางวัลโนเบล ผ่านการโต้ตอบกับลำดับเบส 11 คู่ในตัวเร่ง ปฏิกิริยา โซ่เบา ของอิมมูโนโกล บูลิน ใน เซลล์ B [ 14 ] ต่อมางานวิจัยของ Alexander Poltorak และ Bruno Lemaitre ในหนูและแมลงวันผลไม้...

โครงสร้าง

โปรตีนในกลุ่ม NF-κB ทั้งหมดมี โดเมนที่มีความคล้ายคลึงกับ Rel อยู่ที่ ปลายด้าน N โปรตีนในกลุ่มย่อยของ NF-κB ได้แก่ RelA, RelB และ c-Rel มี โดเมน การกระตุ้นการถอดรหัส อยู่ที่ ปลายด้าน C ในทางตรงกันข้าม โปรตีน NF-κB1 และ NF-κB2...

สมาชิก

สมาชิกในกลุ่ม NF-κB มี ความคล้ายคลึง ทางโครงสร้าง กับ โปรตีนออนโคเจน v-Rel ของไวรัสเรโทร ส่งผลให้ถูกจัดประเภทเป็นโปรตีน NF-κB/Rel [ 2 ]