下列何種分子無法結合 IL-2啟動子（ promoter ）刺激IL-2基因的表現?

本題觀念：

本題考查的是 IL-2 基因轉錄調控 (Transcriptional Regulation) 與 T細胞活化/調節 (T Cell Activation/Regulation) 的核心機制。 IL-2 是T細胞活化後產生的關鍵細胞激素，其啟動子 (Promoter) 上有多個轉錄因子結合位點。為了有效啟動 IL-2 的基因表現，需要多種轉錄因子協同作用。

選項分析

• A. NFAT (Nuclear Factor of Activated T cells)：

  • 錯誤 (即為可刺激因子)。NFAT 是 IL-2 表現最關鍵的轉錄因子之一。
  • 機制：當 TCR 受到抗原刺激後，細胞內鈣離子濃度上升，活化 Calcineurin (鈣調磷酸酶)，使 NFAT 去磷酸化並進入細胞核。NFAT 會結合到 IL-2 啟動子上的特定位點 (如 ARRE-2)，通常與 AP-1 形成複合體，強烈刺激 IL-2 的轉錄。

• B. FoxP3 (Forkhead box P3)：

  • 正確 (為本題答案)。FoxP3 是調節性 T 細胞 (Tregs) 的標誌性轉錄因子。
  • 機制：雖然 FoxP3 可以結合 到 IL-2 的啟動子區域 (通常是競爭性結合在 NFAT 的結合位點上)，但其功能是 抑制 (Repress) 而非刺激基因表現。
  • 理由：FoxP3 會與 NFAT 交互作用，阻礙 "NFAT-AP-1 活化複合體" 的形成，導致 IL-2 基因轉錄被關閉。這就是為什麼 Tregs 本身不產生 IL-2 (呈現 Anergy 狀態) 的分子機制。因此，它無法「結合啟動子並刺激表現」。

• C. AP-1 (Activator Protein-1)：

  • 錯誤 (即為可刺激因子)。AP-1 (由 c-Fos 和 c-Jun 組成) 是由 MAPK 路徑 (如 ERK, JNK) 活化的轉錄因子。
  • 機制：在 IL-2 啟動子上，AP-1 必須與 NFAT 進行協同結合 (Cooperative binding)，穩定 DNA-蛋白複合體，對於 啟動 IL-2 的高效轉錄至關重要。

• D. NF-κB (Nuclear Factor-κB)：

  • 錯誤 (即為可刺激因子)。NF-κB 是 T 細胞共刺激訊號 (Co-stimulation, CD28 signaling) 下游的關鍵轉錄因子。
  • 機制：CD28 訊號傳遞會活化 NF-κB，使其結合到 IL-2 啟動子上的 CD28 反應元件 (CD28RE)。這是 IL-2 大量表現所必需的「第二訊號」效應，因此它也是 刺激 因子。

答案解析

題目問的是「何種分子無法結合 IL-2 promoter 刺激 IL-2 基因的表現」。

• NFAT、AP-1 和 NF-κB 都是 T 細胞活化過程中，結合 IL-2 啟動子並 正向調控 (Positive regulation/Stimulate) 轉錄的關鍵因子。
• FoxP3 雖然能結合於該區域，但其生物學功能是作為 轉錄抑制因子 (Transcriptional Repressor)，它會關閉 IL-2 的表現。因此，FoxP3 是唯一符合「無法刺激」描述的選項。

答案：B

核心知識點

考生應掌握 T 細胞活化與分化 的分子機制：

1. IL-2 轉錄的「三巨頭」：
   • NFAT (鈣離子訊號 -> Calcineurin 路徑)
   • AP-1 (MAPK/JNK 路徑)
   • NF-κB (PKC-θ/CD28 路徑)
   • 這三者協同結合 IL-2 Promoter，啟動基因轉錄。
2. Treg 的抑制機制：
   • FoxP3 是 Treg 的 Master Regulator。
   • FoxP3 進入細胞核後，會與 NFAT 結合 (FoxP3:NFAT complex)，導致 AP-1 無法結合，將原本的「活化訊號」轉為「抑制訊號」，使 Treg 無法自行生產 IL-2。

參考資料

1. FoxP3 mechanism of IL-2 repression: The Biology of FoxP3: A Key Player in Immune Suppression, NIH/PubMed. (FoxP3 binds to the IL-2 promoter to repress transcription).
2. IL-2 Promoter regulation: Janeway's Immunobiology, 9th Edition. (Signaling pathways leading to NFAT, AP-1, and NF-κB activation of IL-2).
3. FoxP3 inhibits NFAT: Wu, Y., et al. (2006). FOXP3 controls regulatory T cell function through cooperation with NFAT. Cell. (Explains the competitive binding mechanism).