NF-κB通路

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NF-κB通路(Nuclear Factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells Pathway)是细胞内一条古老且高度保守的信号转导通路,被誉为免疫系统和炎症反应的“中央调节枢纽”。NF-κB 是一类转录因子家族,在静息状态下被抑制蛋白 IκB 锚定在细胞质中。一旦受到外界刺激(如细菌 脂多糖、病毒、肿瘤坏死因子),IκB 会被快速降解,释放 NF-κB 进入细胞核,启动数百种涉及免疫防御、炎症反应细胞增殖细胞凋亡 抑制相关基因的转录。该通路的持续性异常激活与癌症、自身免疫病(如类风湿性关节炎)密切相关。

NF-κB通路
免疫反应的快速反应部队 (点击展开)
转录调控的核心
通路属性
发现者 David Baltimore (1986)
核心家族 Rel家族 (p65, c-Rel等)
关键抑制物 IκB (α, β, ε)
关键激酶 IKK复合体
主要功能
固有免疫 细胞因子生成 (IL-1, IL-6)
细胞存活 抑制 细胞凋亡
发育 淋巴器官形成
病理关联 炎症风暴, 肿瘤耐药

经典通路:速度即生命

经典通路(Canonical Pathway)是机体应对感染的快速反应机制。其核心事件是解除 IκB 对 NF-κB 二聚体的抑制。


  • 1. 信号接收: Toll样受体 (TLRs) 或 TNFR 识别病原体 (PAMPs) 或炎症因子。
  • 2. IKK 激活: 信号传至下游的 IKK复合体 (IκB Kinase),导致其催化亚基 IKKβ 磷酸化。
  • 3. 解除封印: 活化的 IKKβ 磷酸化抑制蛋白 IκBα。被磷酸化的 IκBα 随即被 泛素-蛋白酶体系统 识别并降解。
  • 4. 核转位: 失去 IκB 束缚的 NF-κB 二聚体(通常为 p65/p50)暴露出 核定位信号 (NLS),迅速穿过核孔进入细胞核,启动转录。

家族成员:Rel 蛋白家族

哺乳动物 NF-κB 家族包含 5 种蛋白,它们都能形成同源或异源二聚体:

亚基名称 特征 功能描述
RelA (p65) 含转录激活域 (TAD) 最常见的激活亚基。与 p50 形成经典异二聚体。
RelB 含转录激活域 (TAD) 非经典通路的主角。与 p52 形成二聚体,调控淋巴器官发育。
c-Rel 含转录激活域 (TAD) 主要在淋巴细胞及造血细胞中表达。
NF-κB1 (p50) 无 TAD,由 p105 剪切 需与 p65 结合才有转录活性。p50 同源二聚体通常起抑制作用。
NF-κB2 (p52) 无 TAD,由 p100 剪切 非经典通路的产物。

临床意义:双刃剑

NF-κB 的适度激活是生存所必需的,但失控则会导致疾病。

  • 炎症与自身免疫: 持续的 NF-κB 激活是 类风湿性关节炎、炎症性肠病 (IBD) 和哮喘的病理基础。它导致促炎因子(TNF-α, IL-1β)的过量产生。
  • 癌症 许多肿瘤(如淋巴瘤、乳腺癌)表现出 NF-κB 的组成性激活。这不仅促进癌细胞增殖,还通过上调 Bcl-2 等抗凋亡蛋白,使肿瘤对化疗药物产生耐药性
  • 治疗靶点: 蛋白酶体抑制剂(如 硼替佐米)通过阻止 IκB 的降解来抑制 NF-κB,已成功用于治疗 多发性骨髓瘤
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Sen R, Baltimore D. (1986). Multiple nuclear factors interact with the immunoglobulin enhancer sequences. Cell.
[点评]:历史性文献。诺贝尔奖得主 David Baltimore 首次发现 NF-κB,当时仅被认为是 B 细胞特有的核因子。

[2] Karin M, Ben-Neriah Y. (2000). Phosphorylation meets ubiquitination: the control of NF-κB activity. Annual Review of Immunology.
[点评]:详细阐述了 IKK-IκB-NFκB 轴的磷酸化和泛素化调控机制,确立了经典通路的分子模型。

[3] Hayden MS, Ghosh S. (2008). Shared principles in NF-kappaB signaling. Cell.
[点评]:权威综述,系统比较了经典通路与非经典通路,并讨论了该通路在进化上的保守性和复杂性。

           NF-κB 信号网络 · 知识图谱
上级系统 细胞信号转导转录调控固有免疫
上游刺激 TNF-αIL-1βLPS (通过TLR4) • 病毒双链RNA
下游靶点 细胞因子 (IL-6, IL-8) • 抗凋亡蛋白 (Bcl-xL) • 环氧合酶-2 (COX-2)