Small molecule approaches targeting the nuclear factor kappa B (NF-kB) pathway, a regulator of inflammation, have thus far proven unsuccessful in the clinic in part due to the complex pleiotropic nature of this network. Downstream effects depend on multiple factors including stimulus-specific temporal patterns of NF-kB activity. Despite considerable advances, genome-level impact of changes in temporal NF-kB activity caused by inhibitors and their stimulus dependency remains unexplored. This study evaluates the effects of pathway inhibitors on early NF-κB activity and downstream gene transcription. 3T3 fibroblasts were treated with SC-514, an inhibitor targeted to the NF-kB pathway, prior to stimulation with interleukin 1 beta (IL-1β) or tumor necrosis factor alpha (TNF-α). Stimulus induced NF-κB activation was quantified using immunofluorescence imaging over 90-minutes and gene expression tracked over 6-hours using mRNA TagSeq. When stimulated with IL-1β or TNF-α, significant differences (P < 0.05, two-way ANOVA), were observed in the temporal profiles of NF-κB activation between treated and untreated cells. Increasing numbers of differentially expressed genes (P < 0.01) were observed at higher inhibitor concentrations. Individual gene expression profiles varied in an inhibitor concentration and stimulus-dependent manner. The results in this study demonstrate small molecule inhibitors acting on pleiotropic pathway components can alter signal dynamics in a stimulus-dependent manner and affect gene response in complex ways.

中文翻译：

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IKK-β抑制对早期NF-κB激活和下游基因转录的影响。

迄今为止，针对核因子κB（NF-kB）途径（一种炎症调节剂）的小分子方法在临床上已被证明是不成功的，部分原因是该网络具有复杂的多效性。下游效应取决于多种因素，包括特定于刺激的NF-kB活性的时间模式。尽管取得了相当大的进步，但抑制剂引起的时间性NF-kB活性变化及其刺激依赖性对基因组水平的影响尚待探索。这项研究评估了通路抑制剂对早期NF-κB活性和下游基因转录的影响。在用白介素1β（IL-1β）或肿瘤坏死因子α（TNF-α）刺激之前，用靶向NF-kB途径的抑制剂SC-514处理3T3成纤维细胞。使用免疫荧光成像在90分钟内对刺激物诱导的NF-κB活化进行定量，并使用mRNA TagSeq在6小时内追踪基因表达。当用IL-1β或TNF-α刺激时，在处理过的和未处理过的细胞之间，NF-κB激活的时间分布存在显着差异（P <0.05，双向ANOVA）。在较高的抑制剂浓度下观察到差异表达基因的数量增加（P <0.01）。个体基因表达谱以抑制剂浓度和刺激依赖性方式变化。这项研究的结果表明，作用于多效途径成分的小分子抑制剂可以刺激依赖的方式改变信号动力学，并以复杂的方式影响基因应答。当用IL-1β或TNF-α刺激时，在处理过的和未处理过的细胞之间，NF-κB激活的时间分布存在显着差异（P <0.05，双向ANOVA）。在较高的抑制剂浓度下观察到差异表达基因的数量增加（P <0.01）。个体基因表达谱以抑制剂浓度和刺激依赖性方式变化。这项研究的结果表明，作用于多效途径成分的小分子抑制剂可以刺激依赖的方式改变信号动力学，并以复杂的方式影响基因应答。当用IL-1β或TNF-α刺激时，在处理过的和未处理过的细胞之间，NF-κB激活的时间分布存在显着差异（P <0.05，双向ANOVA）。在较高的抑制剂浓度下观察到差异表达基因的数量增加（P <0.01）。个体基因表达谱以抑制剂浓度和刺激依赖性方式变化。这项研究的结果表明，作用于多效途径成分的小分子抑制剂可以刺激依赖的方式改变信号动力学，并以复杂的方式影响基因应答。01）在较高的抑制剂浓度下观察到。个体基因表达谱以抑制剂浓度和刺激依赖性方式变化。这项研究的结果表明，作用于多效途径成分的小分子抑制剂可以刺激依赖的方式改变信号动力学，并以复杂的方式影响基因应答。01）在较高的抑制剂浓度下观察到。个体基因表达谱以抑制剂浓度和刺激依赖性方式变化。这项研究的结果表明，作用于多效途径成分的小分子抑制剂可以刺激依赖的方式改变信号动力学，并以复杂的方式影响基因应答。