N家干货 | 聊聊NF-κB及其活性细胞株

1.NF-κB信号通路简介

图1. NF-κB Signaling

核因子κB（NF-κB）是一种重要的核转录因子，广泛存在于多种细胞类型中。NF-κB/Rel蛋白包括NF-κB2 p52/p100、NF-κB1 p50/p105、c-Rel、RelA/p65和RelB。这些蛋白质作为二聚体转录因子发挥作用，控制调节广泛生物过程的基因，包括先天性和适应性免疫、炎症、应激反应、B细胞发育和淋巴器官发生。在经典（或规范）途径中，NF-κB/Rel蛋白被IκB蛋白结合和抑制。促炎细胞因子、生长因子和抗原受体激活IKK复合物（IKKβ、IKKα和NEMO），使IκB蛋白磷酸化。IκB的磷酸化导致其泛素化和蛋白酶体降解，释放NF-κB/Rel复合物。

游离的NF-κB/Rel复合物被磷酸化进一步激活并转移到细胞核，在那里它们诱导靶基因的表达。在另一种（非正则）NF-κB途径中，NF-κB2 p100/RelB复合物在细胞质中没有活性。通过包括LTβR、CD40和BR3在内的受体亚群发出信号，激活激酶NIK（NF-κB诱导激酶），进而激活IKKα复合物，磷酸化NF-κB2 p100中的C末端残基。NF-κB2 p100的磷酸化导致其泛素化和蛋白酶体加工为NF-κB2p52，产生转录能力强的NF-κB p52/RelB复合物，这些复合物转移到细胞核并诱导靶基因表达。

2.相关靶点和疾病模型

该通路涉及诸多关键靶点，像TNF-α、IL-1β等炎症因子就是其重要的调控下游。在疾病模型方面，它与类风湿关节炎、炎症性肠病、肿瘤等多种疾病密切相关。例如在肿瘤中，NF-κB的异常激活可促进肿瘤细胞的存活、增殖以及转移，成为癌症发生发展的重要推动因素。

3.NF-κB报告基因活性细胞系的应用

NF-κB (Luc) Jurkat 报告基因活性细胞系有着重要应用价值。在药物筛选时，可直观地检测药物对NF-κB活性的影响，高效筛选出潜在有效的药物。在基础研究中，能帮助科研人员深入探究NF-κB信号通路的激活机制以及其与其他信号通路的相互作用，为进一步揭示相关疾病的发病机制及寻找更优治疗策略提供有力支撑。具体如下：

（1）基础医学研究

✦信号通路机制研究：可以实时、动态地监测NF-κB信号通路的激活状态，帮助科研人员深入探究NF-κB信号通路在不同生理和病理条件下的激活机制、调控网络以及与其他信号通路之间的相互作用，为全面理解细胞内复杂的信号传导过程提供有力工具。

✦疾病发病机制研究：通过构建与特定疾病相关的细胞模型，利用该细胞系研究NF-κB在疾病发生发展过程中的作用，如在肿瘤、炎症性疾病、自身免疫性疾病等中的异常激活机制，为疾病的诊断和治疗提供新的靶点和思路。

（2）抗肿瘤药物研发：

✦PAC类抗肿瘤活性分子的筛选与优化：在 “靶向NF-κB /p53交叉通路网络的新型PAC类抗肿瘤活性分子的设计发现与机制研究” 中，科研人员利用细胞水平的NF-κB抑制活性筛选，构建了含189个新结构分子的化合物库，通过NF-κB报告基因活性细胞系筛选出系列高活性分子，如T63，发现其可有效抑制NF-κB活性，并上调p53功能与稳定性，为新型抗肿瘤药物研发提供了重要基础。

✦人参皂苷Rg5的抗癌作用研究：上海中医药大学杨莉、张继伟团队的研究发现，人参皂苷 Rg5 可通过靶向结合NF-κB2蛋白，抑制转录因子复合物NF-κB 2-STAT2的活性，进而有效降低结直肠癌细胞内PD-L1基因的表达水平，增敏结直肠癌细胞对PD-1抗体治疗的响应，为人参皂苷类成分在结直肠癌免疫治疗作用研究提供了新进展。

（3）抗炎药物研发：

✦STT3A抑制剂的发现：丹娜-法伯癌症研究所和哈佛医学院的研究人员在寻找NF-κB信号通路中的潜在药物靶点时，使用CRISPR筛选技术和冷冻电镜技术，发现STT3A是一种在细胞表面受体TLR4的糖基化和转运中起着关键作用的蛋白。通过基因或药物抑制STT3A，可以抑制LPS引起的NF-κB信号通路的激活。他们还发现了一种NGI-1的类似物NGI-235，可优先抑制STT3A，从而减弱NF-κB信号传导，为开发新的抗炎症药物提供了潜在的靶点和策略。

（4）自身免疫性疾病药物研发：

✦TL1A药物的开发：在自身免疫性疾病药物研发中，如针对溃疡性结肠炎、克罗恩病等炎症性肠病以及类风湿性关节炎等疾病，TL1A成为重要靶点。ACro开发的DR3（TL1A受体）报告基因细胞株，在Jurkat细胞上过表达全长人TL1A受体DR3，并转入受NF-κB信号调控转录的luciferase报告基因。通过监测发光信号值的变化评价相关药物的生物活性，可应用于靶向TL1A激动剂药物信号传导功能研究、细胞水平药物活性测定及筛选、药物CMC质控放行等应用，加速了相关药物的研发进程。

4.NovoBio相关活性检测细胞株

✦案例展示

图2. 报告基因法检测IL-23作用机制图

HEK293-NF-κB-Luc的细胞表面表达TNFR，下游具有报告基因Luciferase。当TNFα蛋白与细胞表面的TNFα受体结合后，通过细胞内的信号转导，诱导下游NF-κB启动子原件激活从而促进Luciferase信号的表达，该信号值高低和TNFα蛋白活性或浓度成正比，形成剂量依赖型曲线。

✦数据展示

（1）单克隆活性验证

TNFα蛋白刺激HEK293-NF-κB-Luc-2E8细胞释放Luminescence信号。HEK293-NF-κB-Luc-2E8对TNFα有很好的响应，呈现剂量依赖曲线关系。

图3. HEK293-NF-κB-Luc-2E8活性验证

（2）流式数据

HEK293-NF-κB-Luc单克隆细胞株用Anti-Luciferase抗体对细胞进行FACS流式细胞检测，与宿主空细胞HEK293比较，细胞株NFKB-Luc阳性率达98.427%，其检测结果图如下：

图4. HEK293-NF-κB-Luc-2E8流式阳性率检测

（3）优势特点

✅方法稳定，变动小；

✅实验窗口大，响应值高；

✅利用转基因构建的效应细胞可稳定传代；

✅该细胞株可以作为所有NF-κB靶点蛋白活性检测的效应细胞；

✅适合放行、长期稳定检测，弥补增殖细胞实验变动大和不稳定性的影响，方便方法验证。

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