全 文 ：·综述与专论· 2015, 31(5):27-31
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
1 NF-κB 及其作用机制
早在 1986 年，Sen 和他的同事们通过试验在 B
淋巴细胞的核提取物中发现了一种能与免疫球蛋白
κ 轻链基因特异结合的蛋白因子，并将其命名为核
因子 κB（Nuclear factor Kappa B，NF-κB）［1］。NF-κB
广泛存在于多种细胞中，当细胞受到外部刺激（药物、
辐射、缺氧等）或者细胞因子、病毒感染、脂多糖
等刺激时，NF-κB 被激活并与相应的病毒、细胞因子、
受体蛋白等所调节的基因增强子区结合，启动基因
转录［2-5］。随着时间的推移，研究逐渐证明 NF-κB
是一种细胞核内极为重要的转录调节因子，对于细
胞的增殖和分化、衰老和死亡、黏附和迁移都具有
重要的调节作用［3，6］。
NF-κB 是 由 NF-κB/Rel 蛋 白 家 族 成 员 NF-κB1
（p50/ 前 体 为 P105）、NF-κB2（p52/ 前 体 为 P100）、
Rel（p65）、RelB 和 C-Rel 以同源或异源二聚体的形
式组成。虽然有多个不同的二聚体组合，但 p50 和
p65 组成的二聚体最早被发现，并且其分布和作用也
最为广泛，是通常所说的 NF-κB。在细胞静息状态
下，NF-κB 以无活性状态存在于细胞浆中，并与抑
制因子 IκBs（包括 IκBα、IκBβ，IκBγ、IκBε、IκBζ、
IκBS 和 Bcl-3 等）一起组成了异源多聚体 P50/P60/
IκBs。在这个多聚体中，IκBs 能阻碍 P50 和 P65 的二
聚体化，使 NF-κB 以无活性的形式存在。当细胞受
到肿瘤坏死因子 α（Tumor necrosis factor α，TNFα）、
白介素或者其他药物的刺激时，IκBs 的激酶 IκK 会
收稿日期 ：2014-08-01
基金项目 ：国家自然科学基金项目（31470117，31302055），重庆市农发资金项目（13412），重庆市自然科学基金重点项目（2011BA1033）
作者简介 ：齐仁立，男，博士，助理研究员，研究方向 ：脂肪细胞凋亡的分子机制 ；E-mail ：qirenli1982@163.com
通讯作者 ：黄萍，女，高级畜牧师，研究方向 ：猪肉品质的营养调控 ；E-mail ：505254858@qq.com
MicroRNA 与 NF-κB 调控的细胞凋亡
齐仁立  黄金秀  龙定彪  黄萍
（重庆市畜牧科学院 农业部养猪科学重点实验室 养猪科学重庆市市级重点实验室，荣昌 402460）
摘 要 ： NF-κB 是一种非常重要的核转录调控因子，激活后的 NF-κB 通过调节靶基因的转录表达参与细胞的各项生命活
动，特别是炎症、免疫和凋亡。NF-κB 在不同类型的细胞凋亡中可能发挥不同的调控作用。而 microRNA 这类非编码的 RNA 对于
NF-κB 的表达和功能又能够产生系统性或者特异性的调节。综述分析 NF-κB 对细胞凋亡的调控作用，并探讨 microRNA 在此过程
中的作用。
关键词 ： NF-κB ；microRNA ；细胞凋亡
DOI ：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.05.005
The Role of MicroRNA in the Cell Apoptosis Mediated by NF-κB
Qi Renli Huang Jinxiu Long Dingbiao Huang Ping
（Key Laboratory of Pig Industry Sciences，Ministry of Agriculture，Chongqing Key Laboratory of Pig Industry Sciences，Chongqing Academy of
Animal Sciences，Rongchang 402460）
Abstract: As a key regulatory factor in cell, activated NF-κB induces the transcription of target genes involved in many cell activities,
especially the inflammation, immunity and apoptosis. Previous studies proved that NF-κB plays various roles in different type of apoptosis.
Moreover, expression and function of NF-κB could be systematically or specifically regulated by microRNA of non-encoding RNAS. The
mediating effects of NF-κB on apoptosis were summarized, and the role of microRNA in the mediating process were further discussed .
Key words: NF-κB ；microRNA ；Apoptosis
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.528
被磷酸化激活，并作用于 P50/P60/IκBs 三聚体中的
IκBs，使其从三聚体中脱离并被泛素化降解，暴露
出 P50 亚基上的移位信号和 P65 亚基上的 DNA 结
合位点，从而使 P50/P65 二聚体表现出 NF-κB 活性，
并从细胞浆移位到细胞核中，然后与靶基因的 κB
基序结合，发挥转录调控作用。除了上述的典型激
活方式，NF-κB 的激活还存在其他非典型的方式［2］
（图 1）。在非经典激活途径中，P100 和 RelB 的二聚
体被激活，这种激活主要存在于 B 细胞和 T 细胞发
育过程中。接收到特定的受体信号后（例如淋巴毒
素 B 和 B 细胞活化因子）在 NF-κB 诱导激酶（NIK）
的作用下，IκKa 复合体被磷酸化进而引起 p100 的
磷酸化，经蛋白激酶作用诱导产生 p52-RelB 异源二
聚体，并使其进入细胞核参与核转录活动。
活 化 的 NF-κB 与 细 胞 凋 亡 紧 密 相 关， 但 是
NF-κB 对于细胞凋亡产生和发展的影响还存在很多
谜团。在不同的细胞中，不同的诱导刺激下，NF-κB
似乎扮演了不同的角色。多数研究认为 NF-κB 具有
凋亡抑制作用［3，8-11］，因为 NF-κB 对于许多抗凋亡
基因都有特异性调控作用，包括 TRAF1、TRAF2、
c-IAP1、c-IAP2、IEX-1L、Bcl-xL 和 Bfl-1/A1 等［12-17］。
典型的功能缺失试验可以清楚地说明 NF-κB 抗凋亡
作用。体外培养的胚胎成纤维细胞在剔除 RelA 时
对于 TNFα 引起的凋亡更为敏感，而在个体试验上，
TNFα 能够促使 RelA-/- 小鼠出现肝细胞大量的凋亡，
并最终导致小鼠的死亡［18，19］。
但是，另一方面，NF-κB 的促凋亡作用也同样
明显，Stefan 等［20］报道了撤去培养基中的血清会
造成 293 细胞的大量凋亡并伴随着 NF-κB 的显著激
活。肿瘤抑制因子 P53 能够改变细胞周期，诱发多
种细胞凋亡，而 NF-κB 在其中起到了明显的促凋亡
作用。Ryan 等［21］研究表明 P53 能够以与 TNFa 不
同的方式激活 NF-κB，并且诱导细胞走向凋亡，而
抑制或者减少 NF-κB 的活性，则会阻断 P53 引起
的凋亡。为了检测 NF-κB 的促凋亡和抗凋亡作用，
Kaltschmidt［22］和他的同事们通过遗传学和药理学方
法阻止 HeLa 细胞中的 NF-κB 被激活，结果发现虽
然细胞对于 TNFα 诱导的凋亡更为敏感，但是却能
够完全阻止 H2O2 和 pervanadate 诱导的凋亡。他们
认为不同的凋亡诱导物引发的分子信号不同，决定
了 NF-κB 在细胞凋亡产生和发展中的作用也不相同。
此外，似乎不同的 NF-κB 激活方式在细胞凋
亡中也有不同的调控作用。与 TNFα 类似，FAS 能
够激活死亡受体 FASL 诱发细胞凋亡。典型激活的
NF-κB 能直接与 FAS 基因启动子结合，抑制 NF-κB
的典型激活能够降低 FAS 表达，而抑制非典型形式
激活 NF-κB 则能够增加 FAS 的表达［23］。
这些试验结果提示，NF-κB 在细胞凋亡中的调
控作用十分复杂，受到激活方式、存在形式、细胞
种类等多种因素的影响，在不同的细胞中可能分别
或者同时具有抑制细胞凋亡和促进细胞凋亡的作用。
3 MicroRNA 参与 NF-KB 对细胞凋亡的调控
MicroRNA 是一种广泛存在于动物、植物、细菌
Canonical Pathway
NEM NEMO
P
P
IKK
Proteasomal
degradation
RelA
1κB
κB κB
RelAp50
p50
Nucleus
P P
α α
α β
P
P
NIK
RelB p100
processing
RelBp
52
p100
Nucleus
Non-canonical Pathway
图 1 NF-κB 典型和非典型激活方式［2］
2 NF-κB 对细胞凋亡的调控作用
细胞凋亡是多细胞生物一种正常的生命现象，
在受到外部或者内部的刺激以后，细胞为了维护内
环境的稳态，出现由多种基因控制的细胞程序性的
主动死亡。细胞凋亡对于维持细胞正常生长和代谢
稳定具有十分重要的意义，而细胞凋亡的异常与各
种肿瘤的产生密切相关［7］。
2015,31(5) 29齐仁立等：MicroRNA 与 NF-κB 调控的细胞凋亡
和病毒体内的非编码 RNA（non-coding RNA），通过
序列互补的方式引导沉默复合体降解靶 mRNA 或者
抑制翻译［24-26］。一个 microRNA 可以调控多个甚至
影响数百个靶基因，而一个基因也可能同时受到多
个 microRNA 的调节［27］。通过对靶基因的特异性 / 系
统性调控，microRNA 广泛参与并调控了细胞增殖、
分化、代谢、衰老和凋亡的各种转录激活和信号传
导［28］。反之，一些转录因子（如 NF-κB）的激活
和表达的改变又影响了 microRNA 的转录、加工和
功能［29］。
目前已有一些研究探寻 microRNA 和 NF-κB 之
间的相互作用关系，并且发现 NF-κB 的活化和功能
的施展需要一些特定 microRNA 的参与［30，31］（图 2）。
此外，激活的 NF-κB 对于特定 microRNA 的调控机
能也是必不可少的。最早被确认参与调节 NF-κB 信
号的是 miR-146，它被认为是 Toll-like 受体介导的
NF-κB 激活的抑制者。Taganov 等［32］研究发现 miR-
146 是一个 NF-κB 依赖型基因，并能够通过负反馈
调节 IL-1 受体相关激酶 1 和 TNFα 受体相关蛋白 6
的表达参与到机体的免疫应答反应。Paik 等［33］的
试验结果显示，miR-146a 在 NKTL 细胞系中的过表
达能够明显抑制 NF-κB 的活性，阻滞细胞分化，诱
导细胞凋亡。还有试验发现 miR-125 家族能够靶向
NF-κB 的抑制因子 TNFα 诱导蛋白 3（TNFAIP3）从
而促进 NF-κB 激活［34］。miR-21 能够通过 PTEN/AKT
通路促进 MCF-10A 细胞中 NF-κB 信号，但是却抑制
了 HEK293 细胞中脂多糖 LPS 介导的 NF-κB 激活［35］。
George 等［30］分别于 TNFα 存在和不存在的情况下
使用高通量 library 扫描 NF-κB 稳转报告细胞系中
miRNA 表达变化，并最终确认 miR-517a/c 可以诱导
细胞内源性 NF-κB 的表达，并促进 P65 的核移位和
IκB 的降解。
在 已 经 确 认 的 参 与 NF-κB 网 络 的 microRNA
中，有许多都能够直接参与细胞凋亡调控，如 miR-
21［36，37］、miR-29［38，39］和 let-7［40］等。以 miR-21 为例，
在许多实质癌细胞中 miR-21 都有异常高表达，它能
够靶向抑制细胞死亡因子 PDCD4 基因，并且影响细
胞凋亡抑制基因 BCL2，阻断凋亡进程，促进癌细胞
的生成［36］。miR-21 还能够通过降低靶基因 PTEN 的
表达，进而影响 AKT 的磷酸化并导致 NF-κB 的激
活［36］。反之，miR-21 的转录也受到 NF-κB 的调控，
P65 亚基的缺失会抑制 LPS 诱导的 miR-21 表达［37］，
所以 NF-κB 的活性对于 miR-21 的调控功能是必不
可少的。
基于上述研究可以确认一些 microRNA 能够直
接或者间接地参与 NF-κB 的表达和激活，或者是受
到 NF-κB 的调控而影响下游靶基因，对细胞凋亡的
启动和发展起到重要的调节作用。但是这些不同的
miR-199amiR-520h
miR-155
miR-9
PP2A/C
IKKε
p50 NF-κB
p65
1κB
IKKβ IKKα
IKKζ
miR-218
miR-301a
NKRF
Lin28
let-7
miR-29
miR-181b-1 miR-21
PTEN
CYLD
AKT
?
PDCD4
HDAC
miR-21
miR-29b
miR-146
miR-143
miR-124a
TRAF6
IRAK1
STAT3
miR-223
miR-15
miR-16
lnduction
lnhibition
图 2 参与 NF-κB 调控分子网络的 microRNA［31］
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.530
分子之间如何“交流”在很大程度上还充满了悬念。
此外，随着高通量和新一代测序技术的迅速普及，
将会有更多参与 NF-κB 分子网络的 microRNA 被发
现和确认。
4 展望
细胞凋亡有助于清除受损细胞，减少应激损伤，
维持机体稳态。凭借其重要的调控作用和在分子网
络中的核心地位，NF-κB 在细胞凋亡的产生和发展
过程中扮演了重要的角色，它可能成为包括癌症、
心血管疾病、肥胖及代谢症在内的多种疾病诊疗的
靶位点。未来的工作中，我们将更加清楚 NF-κB 在
不同类型的细胞凋亡中的差异调控机制。生物体
内大量存在的 microRNA 对各种生命活动发挥着复
杂而精巧的调控作用。迄今为止，只有极少数的
microRNA 被研究和确认参与了 NF-κB 的激活和调
控。但随着新一代高通量测序和基因芯片技术的快
速普及，将会有更多 microRNA 被发掘，有望在较
短的时间内了解更多影响和参与 NF-κB 分子调节
的 microRNA，并逐渐掌握它们之间的“对话机制”，
一个完整系统的调控网络图谱将会逐渐清晰。
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（责任编辑 狄艳红）