NF-κB 与免疫耐受
2025-09-08

以下文章来源于ImmunoEra,作者ImmunoX


免疫耐受是免疫系统区分 “自我” 与 “非我”、避免自身组织损伤的关键机制,分为中枢耐受(初级淋巴器官中清除未成熟自身反应性淋巴细胞)和外周耐受(次级淋巴器官中控制逃逸的成熟淋巴细胞)。NF-κB(核因子 -κB)作为调控先天与适应性免疫的核心转录因子,在两种耐受中均发挥不可替代的作用,其功能异常会直接导致免疫耐受失衡,引发自身免疫疾病。

NF-κB 在中枢耐受中的作用

中枢耐受发生于胸腺(T 细胞) 和骨髓(B 细胞),核心是通过 “选择机制” 清除对自身抗原反应的未成熟淋巴细胞,NF-κB 通过调控细胞发育、迁移及抗原呈递实现这一过程。

1. T 细胞中枢耐受(胸腺)

胸腺是 T 细胞发育和中枢耐受建立的核心器官,NF-κB 主要通过调控胸腺髓质上皮细胞(mTEC)功能胸腺细胞迁移Treg 细胞发育发挥作用。

(1)调控 mTEC 的发育、稳态与功能

mTEC 是胸腺中呈现 “组织限制性抗原(TRA)” 的关键细胞,可模拟全身组织抗原,介导自身反应性 T 细胞的 “阴性选择”(清除),而 NF-κB 是 mTEC 发育的核心调控因子:

  • 非经典 NF-κB 通路主导

    :RelB、NFkB2(p100/p52)、NIK(NF-κB 诱导激酶)、IKKα 等非经典通路组件,直接调控 mTEC 的分化与成熟。例如:
    • RelB 缺陷小鼠缺乏成熟 mTEC,无法有效呈递 TRA,导致自身反应性 T 细胞逃逸,引发自发性自身免疫;
    • NFkB2 或 NIK 缺陷会阻断 mTEC 增殖,导致胸腺髓质结构异常,阴性选择效率显著下降。
  • 经典通路协同作用

    :经典 NF-κB 通路(RelA、c-Rel)通过直接结合 RelB 基因启动子,调控 RelB 转录,协同维持 mTEC 的分化稳态;此外,去泛素酶 CYLD(NF-κB 负调控因子)缺陷会导致 mTEC 成熟障碍,进一步证明 NF-κB 活性平衡对 mTEC 功能的重要性。

(2)调控 DP 胸腺细胞的皮质 - 髓质迁移

T 细胞在胸腺皮质完成 “阳性选择” 后,需迁移至髓质进行阴性选择,这一过程依赖 NF-κB 调控的趋化因子 - 受体轴

  • NF-κB 直接调控髓质区 mTEC 表达趋化因子 CCL19 和 CCL21;
  • 阳性选择后的双阳性(DP)胸腺细胞通过 NF-κB 诱导表达趋化因子受体 CCR7,通过 CCR7-CCL19/21 相互作用迁移至髓质,确保自身反应性 T 细胞与 mTEC 接触并被清除。
  • 若 NF-κB 活性异常(如 RelB 缺陷),CCL19/21 表达减少,DP 细胞迁移受阻,未经过阴性选择的 T 细胞会进入外周,引发自身免疫。

(3)调控胸腺调节性 T 细胞(nTreg)的发育

nTreg 是中枢耐受的重要 “免疫抑制细胞”,可主动抑制自身反应性 T 细胞,其发育依赖 NF-κB 的精准调控:

  • c-Rel 亚基的核心作用

    :c-Rel 是 NF-κB 家族中唯一直接调控 FOXP3(nTreg 的 “主转录因子”)表达的亚基,c-Rel 缺陷小鼠 nTreg 数量显著减少,且剩余 nTreg 的抑制功能受损;
  • 经典通路组件的必要性

    :TCR 介导的经典 NF-κB 通路(如 CARMA1、BCL10、TAK1、IKK)激活后,通过 c-Rel 促进 FOXP3 转录,若这些组件缺陷(如 CARMA1 敲除),nTreg 发育会被阻断;
  • 非经典通路的间接支持

    :非经典 NF-κB 通过维持 mTEC 功能,确保自身抗原有效呈递,为 nTreg 的 “阳性选择”(识别自身抗原并分化为 nTreg)提供微环境。

2. B 细胞中枢耐受(骨髓)

骨髓中未成熟 B 细胞通过 “受体编辑” 或 “凋亡” 清除自身反应性克隆,NF-κB 主要调控未成熟 B 细胞存活阴性选择效率

(1)维持未成熟 B 细胞的存活与发育

  • NF-κB1(p50)和 NFkB2(p52)共同维持骨髓未成熟 B 细胞的存活:双敲除(NFkB1⁻/⁻NFkB2⁻/⁻)小鼠未成熟 B 细胞数量减少 50% 以上,且存活期显著缩短;
  • BAFF-R(B 细胞激活因子受体)介导的非经典 NF-κB 通路是关键:BAFF 结合 BAFF-R 后激活 NIK-IKKα,促进 p100 加工为 p52,形成 RelB/p52 二聚体,调控未成熟 B 细胞向 “过渡型 B 细胞” 分化;若 BAFF-R 或 NFkB2 缺陷,未成熟 B 细胞无法存活,导致外周 B 细胞减少。

(2)调控自身反应性 B 细胞的阴性选择

未成熟 B 细胞的 BCR(B 细胞受体)若识别自身抗原,会通过 NF-κB 调控两种 “自我保护机制”:

  • 受体编辑

    :NF-κB 激活后诱导 RAG1/2(重组激活基因)重新表达,启动免疫球蛋白轻链基因重排,生成新的无自身反应性的 BCR;
  • 凋亡清除

    :若受体编辑失败,NF-κB 会调控促凋亡基因(如 Bax)表达,诱导自身反应性 B 细胞凋亡;若 NF-κB 活性不足(如 IKKβ 缺陷),凋亡机制失效,自身反应性 B 细胞会逃逸至外周。

NF-κB 在外周耐受中的作用

部分自身反应性淋巴细胞会逃逸中枢耐受进入外周,外周耐受通过 “失能、克隆删除、免疫抑制” 等机制控制其活性,NF-κB 在这些机制中均起核心调控作用。

1. T 细胞外周耐受

外周 T 细胞耐受的核心是 “抑制自身反应性效应 T 细胞” 并 “维持 Treg 功能”,NF-κB 通过以下机制实现:

(1)介导自身反应性 T 细胞的克隆删除

外周成熟 T 细胞若持续识别自身抗原,会通过Fas-FasL 通路启动凋亡(克隆删除),NF-κB 是这一过程的关键调控因子:

  • NF-κB 通过直接结合 FasL 基因启动子,调控 FasL 表达;自身反应性 T 细胞激活后,NF-κB 激活导致 FasL 表达增加,通过 “自分泌 / 旁分泌” 方式结合自身或邻近 T 细胞的 Fas,诱导凋亡;
  • 若 NF-κB 活性异常(如 RelA 缺陷),FasL 表达减少,自身反应性 T 细胞无法被清除,会增殖并攻击自身组织(如引发实验性自身免疫性脑炎 EAE)。

(2)维持外周 Treg 的功能稳态

外周 Treg(包括 nTreg 和诱导型 iTreg)的抑制功能依赖 NF-κB 的活性平衡,主要体现在:

  • 经典通路维持 FOXP3 稳定性

    :RelA 和 c-Rel 通过磷酸化 FOXP3,增强其转录活性;若经典通路被抑制(如 IkBα 过度表达),FOXP3 会被泛素化降解,Treg 失去抑制功能;
  • 非经典通路调控 Treg 存活

    :RelB/p52 二聚体通过调控抗凋亡基因(如 Bcl-2)表达,维持外周 Treg 的存活;NIK 缺陷小鼠外周 Treg 数量减少,且对自身抗原的抑制能力下降;
  • 泛素化调控的必要性

    :K63 泛素链共轭酶 Ubc13(NF-κB 通路组件)缺陷会导致 Treg 无法激活 IKK,进而失去抑制功能,引发小鼠自身免疫性肠炎

(3)诱导自身反应性 T 细胞的失能(Anergy)

T 细胞若仅接受 “抗原刺激” 而缺乏 “共刺激信号”(如 B7-CD28),会进入 “失能状态”(无法产生细胞因子、增殖受阻),NF-κB 失活是失能的核心分子特征:

  • 失能 T 细胞中,IKK 活性被抑制,IκBα 无法降解,NF-κB 被滞留于细胞质,无法激活 IL-2、IFN-γ 等效应基因;
  • 若通过药物激活 NF-κB(如 IKK 激动剂),失能 T 细胞可恢复活性,证明 NF-κB 失活是 T 细胞失能的关键机制。

2. B 细胞外周耐受

外周 B 细胞耐受主要通过 “失能” 和 “限制自身反应性 B 细胞存活” 实现,NF-κB 的调控作用如下:

(1)诱导自身反应性 B 细胞的失能

外周 B 细胞若低亲和力识别自身抗原,会进入 “失能状态”(BCR 信号减弱、无法产生抗体),核心机制是BCR 与 NF-κB 信号解偶联

  • 失能 B 细胞中,BCR 激活后无法有效招募 IKK 复合体,导致 NF-κB 激活受阻;即使加入 BAFF(B 细胞存活因子),NF-κB 也无法调控抗凋亡基因表达,失能 B 细胞的存活期显著缩短;
  • 转录因子 IKAROS(NF-κB 负调控因子)在失能 B 细胞中高表达,通过诱导 IRAK3、A20 等 NF-κB 抑制因子,进一步阻断 NF-κB 活性;若 IKAROS 缺陷,失能 B 细胞会恢复活性,产生自身抗体(如引发系统性红斑狼疮 SLE)。

(2)调控 BAFF 介导的 B 细胞存活平衡

BAFF 是外周 B 细胞存活的关键因子,其功能依赖 NF-κB 的精准调控:

  • 正常情况下,BAFF 通过激活非经典 NF-κB(RelB/p52),维持成熟 B 细胞存活;但 BAFF 过度表达(如转基因小鼠)会导致 NF-κB 过度激活,自身反应性 B 细胞无法被清除,产生抗 dsDNA、类风湿因子等自身抗体,引发 SLE 或干燥综合征
  • 失能 B 细胞对 BAFF 的敏感性显著下降:由于 NF-κB 信号受阻,BAFF 无法诱导抗凋亡基因表达,失能 B 细胞在 BAFF 浓度升高时仍会凋亡,避免自身免疫激活。

NF-κB 在免疫耐受中的 “双重性” 与疾病关联

NF-κB 在免疫耐受中的作用具有 “双重性”:适度激活是耐受建立的必要条件,过度激活或激活不足均会导致耐受失衡,引发自身免疫疾病:

  • NF-κB 激活不足

    :如 NFKB1 单倍不足(LOF)导致 B 细胞抗体生成缺陷、Treg 功能减弱,引发常见变异型免疫缺陷(CVID),同时伴随自身免疫(如自身免疫性溶血性贫血);
  • NF-κB 过度激活

    :如 A20(TNFAIP3)单倍不足(LOF)导致 NF-κB 抑制减弱,引发 HA20 综合征(表现为反复口腔溃疡、皮疹,类似 Behcet 病);OTULIN 缺陷(无法切割 M1 链)导致 LUBAC 活性失控,引发 ORAS 综合征(多器官炎症、自身抗体阳性)。

NF-κB 通过调控中枢耐受中的细胞发育 / 迁移 / 抗原呈递,以及外周耐受中的细胞凋亡 / 失能 / Treg 功能,成为免疫耐受的 “核心调控因子”。其功能平衡依赖经典与非经典通路的协同、泛素化 - 去泛素化的精准调控,一旦失衡即会打破免疫耐受,引发自身免疫疾病。深入理解 NF-κB 在耐受中的机制,可为自身免疫疾病的靶向治疗(如调控 NF-κB 活性、修复耐受通路)提供关键理论依据。


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