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03|信号通路指标系列:NF-κB 通路篇——炎症与免疫的经典核心轴

发表时间:2026-01-04

1. NF-κB 通路在“指标库”里的定位:从框架到实战

核因子 κB(Nuclear Factor kappa B,NF-κB)是炎症、免疫、应激和肿瘤微环境研究里最常被提到的转录因子家族之一。无论是 TNF-α / IL-1β / LPS 炎症模型,还是 IKK 抑制剂、糖皮质激素、抗肿瘤免疫调控,核心问题通常是:NF-κB 是否被激活、是否进核、是否驱动靶基因表达?

本篇只关心:NF-κB 通路要测哪些指标?各自代表什么?在什么实验平台上最好用?

快速印象:NF-κB 通路的经典 readout,可以概括为四类:IκBα 磷酸化 / 降解、IKK 激活、p65 磷酸化 + 核转位、NF-κB 靶基因 / 报告基因表达

新闻图片1

图1. NF-κB 通路示意图(经典与非经典):受体激活 → IKK 复合体 → IκBα 磷酸化/降解 → p65/p50 核转位;并包含非经典通路 p100→p52 等关键步骤。(来源:Wikimedia Commons,文件页标注 CC BY 4.0)

 

2. 一眼看懂:NF-κB 通路核心 readout 列表

指标 常用位点 / 读出 代表意义 推荐样本 / 方法 使用提示
IκBα 磷酸化 p-IκBα (Ser32/36) IKK 介导的 IκBα 激活与标记降解的起始步骤 蛋白质免疫印迹(Western blot) 刺激后早期(5–15 分钟)短暂升高,随后总 IκBα 降解,适合做时间梯度
IκBα 降解 total IκBα 水平下降 反映 IκBα 被泛素化并经蛋白酶体途径降解,NF-κB 得以释放 蛋白质免疫印迹(Western blot) 常与 p-IκBα 配套检测:先磷酸化升高,随后总蛋白带明显变浅
IKK 激活状态 p-IKKα/β (Ser176/180 等) NF-κB 经典通路的核心激酶复合体是否被拉起 蛋白质免疫印迹(Western blot) 用于定位阻断点是否在 IKK 层(例如 IKK 抑制剂验证)
p65 亚基磷酸化 p-NF-κB p65 (Ser536 / Ser276 等) NF-κB 转录活性增强,影响其共激活因子招募和靶基因谱 蛋白质免疫印迹(Western blot)、流式磷酸化检测 适合作为「NF-κB 是否真正被激活」的直接 readout,与核转位配合最佳
p65 核转位 p65/p50 核内信号增强 NF-κB 异源二聚体从胞质进入细胞核,开始调控下游基因表达 免疫荧光、共聚焦显微镜;核 / 质分离蛋白质免疫印迹(Western blot) 可以做「未刺激:胞质为主;刺激后:核内富集」的对比图,直观易懂
DNA 结合 / 报告基因 NF-κB-luc 报告基因活性;EMSA DNA 结合 反映 NF-κB 是否真正结合 κB 元件并驱动转录 荧光素酶报告实验、EMSA 适合做药物抑制效果的功能 readout,配合 p65 磷酸化效果更完整
靶基因表达 IL-6、TNF、IL-8、ICAM-1、IκBα、A20 等 NF-κB 下游炎症因子与负反馈因子的转录 / 蛋白表达 实时定量聚合酶链式反应(quantitative PCR)、酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay)、蛋白质免疫印迹(Western blot) 适合「慢性刺激 / 体内模型」中作为终末功能 readout
非经典通路 readout p100 → p52 裂解;RelB/p52 核转位 反映由 NIK–IKKα 驱动的非经典 NF-κB 通路激活 蛋白质免疫印迹(Western blot)、免疫荧光 在淋巴器官发育、某些淋巴瘤与自身免疫模型中尤其重要

3. 组合搭配思路:按刺激类型与问题来选 panel

NF-κB 通路涉及的刺激和模型非常多,与其一次性堆满 IKK / IκB / p65,不如根据刺激类型和科学问题设计一组最有信息量的指标组合。

 

3.1 Panel A:TNF-α / IL-1β 急性刺激模型

推荐组合:p-IκBα + total IκBα + p-p65 (Ser536)

适用问题:细胞在 TNF-α 或 IL-1β 刺激下,NF-κB 经典通路是否正常激活?

读图习惯:刺激 5–15 分钟 p-IκBα 上升,总 IκBα 降低,p-p65 同步升高;30–60 分钟后 IκBα 水平逐渐恢复。

 

3.2 Panel B:LPS / TLR4 先天免疫模型

推荐组合:p-IKKα/β + p-IκBα + p-p65 + TNF/IL-6 mRNA 或分泌量

适用问题:巨噬细胞 / 树突状细胞对 LPS 是否产生预期的 NF-κB 驱动炎症应答?

读图习惯:早期看 p-IKK、p-IκBα、p-p65;4–24 小时看 TNF / IL-6 / IL-1β 分泌,构成「信号 → 功能」完整链条。

 

3.3 Panel C:NF-κB 抑制剂 / IKK 抑制剂药效验证

推荐组合:p-IKKα/β + p-IκBα + p-p65 ± NF-κB-luc 报告基因

适用问题:小分子 IKK 抑制剂、NF-κB 抑制剂是否在预期层级阻断信号?

读图习惯:有效抑制剂通常同时降低 p-IκBα、p-p65,并抑制报告基因活性,而总 IκBα / p65 表达量变化不大。

 

3.4 Panel D:肿瘤 / 慢性炎症微环境

推荐组合:p-p65(免疫组织化学) + NF-κB 靶基因(如 IL-6、COX-2、Bcl-xL)表达

适用问题:肿瘤或炎症组织中 NF-κB 是否处于持续激活状态,并与增殖 / 抗凋亡因子上调相关?

读图习惯:p-p65 在肿瘤细胞核内呈阳性,伴随靶基因在同一区域高表达。

 

4. 不同实验平台怎么选 NF-κB 指标?

TNF-α刺激下NF-κB相关Western blot示例:p65核转位/Ser536磷酸化与IκBα降解

图2. 蛋白质免疫印迹(Western blot)示例:展示 TNF-α 刺激下 p65 核转位/Ser536 磷酸化,以及 IκBα 降解变化(裁切显示同一张公开图的 Western blot 区域;来源:Gerhardt 等,J Inflamm (Lond) 2015,PMCID: PMC4525722,CC BY 4.0)。

 

NF-κB p65免疫荧光示例:刺激后核转位增强

图3. 免疫荧光示例:p65 在未刺激时以胞质信号为主,刺激后出现明显核内富集(裁切显示同一张公开图的免疫荧光区域;来源同图2:PMCID: PMC4525722,CC BY 4.0)。

 

肿瘤组织免疫组织化学示例:NF-κB相关亚基/磷酸化p65在组织中的表达

图4. 免疫组织化学(immunohistochemistry)示例:肝细胞癌组织中 NF-κB 相关亚基及磷酸化 p65 的组织染色展示(裁切突出免疫组织化学区域;来源:Zhou 等,Cell Death & Disease 2021,PMCID: PMC8359590)。

 

5. 小结:NF-κB 通路的「必备四件套」

如果只想用最少的指标覆盖 NF-κB 通路,建议优先考虑:

  • p-IκBα + total IκBα:作为经典通路早期激活与抑制剂药效验证的基础组合。
  • p-p65 (Ser536 等):判断 NF-κB 是否真正被激活,是多数炎症模型的核心磷酸化 readout。
  • p65 核转位:用免疫荧光或核 / 质分离蛋白质免疫印迹(Western blot)直观呈现 NF-κB 进核。
  • NF-κB 靶基因(如 IL-6、TNF、IκBα、A20):作为功能层面的终末 readout,将信号变化与实际炎症 / 免疫效应挂钩。

这样,你的信号通路指标库已经覆盖了 mTOR、MAPK/ERK、JAK/STAT、NF-κB 四条高频通路。后续可以视需求继续扩展 Wnt/β-catenin、Hippo/YAP、TGF-β/Smad 等通路,保持同一套「指标优先」结构,方便读者按需查表使用。

 

参考文献

  • Hayden MS, Ghosh S. Shared principles in NF-κB signaling. Cell. 2008;132(3):344-362.
  • Liu T, et al. NF-κB signaling in inflammation. Signal Transduction and Targeted Therapy. 2017;2:17023.
  • DiDonato JA, et al. A cytokine-responsive IκB kinase that activates the transcription factor NF-κB. Nature. 1997;388(6642):548-554.
  • Oeckinghaus A, Ghosh S. The NF-κB family of transcription factors and its regulation. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology. 2009;1(4):a000034.
  • Perkins ND. Integrating cell-signalling pathways with NF-κB and IKK function. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 2007;8(1):49-62.
  • Zhang Q, et al. NF-κB in inflammation and cancer. Frontiers in Immunology. 2023;14:1153214.
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