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031 Keap1-Nrf2/ARE 通路在分子毒理学中的研究进展
转录因子NF-E2相关因子2(Nrf2)和它的胞质接头蛋白Keap1是细胞抗氧化反应的中枢调节者,Nrf2通过与抗氧化反应元件(ARE)相互作用,诱导编码抗氧化蛋白和Ⅱ相解毒酶的表达,在细胞的防御保护中发挥重要作用.Keap1-Nrf2/ARE 通路在抗肿瘤、抗应激、调节GSH合成、抗凋亡、抗炎症反应、神经保护等方面发挥着广泛的细胞保护功能.本文综述了Keap1-Nrf2/ARE 通路的新研究,重点介绍其在分子毒理学中的研究进展.
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抗氧化剂和低氧诱导醌氧化还原酶1基因的表达及其机制
目的探讨低氧和抗氧化剂诱导醌氧化还原酶1(NQO1)基因表达及其与细胞增殖的关系和诱导表达的调节机制.方法人肝癌细胞SMMC-7721经抗氧化剂[酪醇(p-Ty),丁基羟茴香醚(BHA),β-萘黄酮(β-NF)]、低氧或两者共同处理24 h,分别采用微孔板测定法、RT-PCR、结晶紫显色法、电泳迁移率变动试验(EMSA)测定MQO1活力,NQO1mRNA表达,细胞增殖和细胞核蛋白与抗氧化反应元件(ARE)的结合情况.结果常氧下BHA,β-NF和p-Ty均能诱导NQO1比活力增加,酪醇诱导NQO1mRNA表达呈剂量依赖性增加,且与酶比活力存在明显的相关性;酪醇在一定范围内,其抑制细胞增殖的能力呈剂量依赖性,且细胞增殖与酶比活力存在负相关.低氧与抗氧化剂共同处理比常氧下抗氧化剂诱导NQO1比活力有增加(r=-0.41,P＜0.01).EMSA试验表明,ARE能与低氧、抗氧化剂或低氧+抗氧化剂诱导的核蛋白特异结合.结论抗氧化剂在常氧下可诱导人肝癌细胞NQO1活力增加,低氧加强其诱导能力.其中酪醇诱导NQO1活力与NQO1mRNA表达量增加相关,同时酪醇能抑制细胞的增殖,这种增殖抑制与酶活力诱导增加有关.ARE参与介导抗氧化剂和低氧诱导NQO1基因表达的调节.
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镇肝熄风汤含药血清激活Nrf2/ARE信号通路对6-OHDA诱导PC12细胞氧化应激的保护作用
目的:研究镇肝熄风汤含药血清对6-羟基多巴胺(6-hydroxydopamine,6-OHDA)致PC12细胞氧化应激的保护作用及其相关机制.方法:应用镇肝熄风汤低剂量(8 g·kg-1)、中剂量(16 g·kg-1)和高剂量组(32 g·kg-1)大鼠的含药血清或空白血清预处理PC12细胞1h后,加100 μM 6-OHDA共孵育24 h后收集细胞.二氯荧光素双醋酸盐(DCFH-DA)荧光探针染色法结合荧光酶标仪检测活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平,采用实时定量PCR检测核转录因子E2相关因子2(Nuclear Factor-erythroid 2 Related Factor2,Nfe2l2))基因Nfe2l2、血红素加氧酶-1(Heme Oxygenase-1,HO-1)、谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基(Glutamate-CysteineLigase Catalyticsubunit,GCLc)和调节亚基(GCLm)mRNA表达.采用荧光素酶报告基因系统检测抗氧化反应元件(Antioxidant Response Element,ARE)活性.结果:镇肝熄风汤含药血清抑制了6-OHDA诱导的氧化应激,上调了6-OHDA处理细胞中Nfe2l2、HO-1和GCLc mRNA表达,但是对GCLm mRNA表达没有显著影响.结论:镇肝熄风汤含药血清对6-OHDA诱导PC12细胞氧化应激具有保护作用,其机制可能与上调Nfe2l2 mRNA表达,使ARE激活进一步诱导其下游II相解毒酶基因和抗氧化酶基因HO-1和GCLc mRNA表达有关.
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基于报告基因的化学预防剂细胞筛选模型的建立
目的:建立基于报告基因和抗氧化反应元件(anti-oxidative response element,ARE)的药物筛选细胞模型,为化学预防剂的筛选奠定基础.方法:构建重组报告基因表达载体p4ARE-TK-GFP/neo,并将其转入HepG_2细胞中,利用已知化学预防剂检测该细胞模型,并观察白藜芦醇、原儿茶醛、熊果酸和齐墩果酸4种中药单体不同浓度(0,12.5,25,50,100,200 μmol·L~(-1))对GFP报告基因表达活性的影响.结果:表达载体p4ARE-TK-GFP/neo中GFP的表达受ARE的调控,其表达水平高于对照载体且在一定范围内与化学预防剂的浓度呈剂量效应关系.4种中药单体中白藜芦醇有较好的诱导效果.结论:利用此模型通过测定GFP报告基因的诱导表达水平可筛选得到新结构的化学预防剂.
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苦菊提取物对HepG2细胞的抗氧化作用及其机制研究
目的:考察苦菊提取物(CEE)对H2O2致HepG2细胞氧化应激损伤的保护作用,并探讨苦菊提取物在HepG2细胞中抗氧化作用机制.方法:通过MTT法和DCFH-DA荧光染色,检测H2O2处理HepG2细胞的活性和胞内ROS水平;在抗氧化反应元件(ARE)报告基因转染稳定的HepG2细胞内检测ARE-Luciferase活性;并通过荧光定量RT-PCR测定HepG2细胞内含有ARE序列相关基因的mRNA表达水平.结果:H2 O2处理HepG2细胞后,细胞存活率下降,胞内ROS水平上升,而加入不同浓度的CEE则可明显改善上述结果.不同浓度的CEE处理转染ARE报告基因的HepG2细胞,可使细胞内的ARE活性呈浓度依赖性增强.此外,CEE可使HepG2细胞中含ARE序列的调控基因GCLC,GCLM和HMOX-1的mRNA表达水平上调,并呈浓度依赖性.结论:CEE通过降低ROS水平,抑制H2O2诱导的HepG2细胞损伤,而CEE对HepG2细胞的抗氧化保护作用机制可能与其激活HepG2细胞内Nrf2-ARE通路相关的抗氧化防御系统密切相关.
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NQO1酶及其被氧环境诱导表达的研究进展
NAD(P)H:醌氧化还原酶1(NQO1)是真核细胞内普遍存在的一类黄素蛋白酶,它专性催化胞内双电子还原反应,能够解除醌类物质对细胞的毒害,从而起到保护细胞的作用.同时,它又能活化一些醌类抗肿瘤药物.本文综述了NQO1的基因结构、多态性、功能和活性调节,以及它在胞内氧化还原环境和肿瘤治疗中的地位等方面的研究进展.
关键词： NAD(P)H:醌氧化还原酶1 抗氧化反应元件 生物还原剂 信号转导 -
DC-CIK免疫治疗联合化疗对晚期胃癌的效果及对Nrf2、ARE蛋白表达水平的影响
目的 探讨树突状细胞-细胞因子诱导的杀伤细胞(DC-CIK)免疫治疗联合化疗对晚期胃癌核因子相关因子-2(Nrf2)、抗氧化反应元件(ARE)蛋白表达水平的影响,评价其治疗效果.方法 回顾性选取晚期胃癌患者接受DC-CIK免疫治疗联合常规化疗120例作为联合组,常规化疗晚期胃癌患者60例作为对照组,选取时间2014年3月至2016年3月.统计两组治疗后的疗效和不良反应发生情况,检测治疗前后细胞免疫和体液免疫的变化,并检测血清中Nrf2、ARE蛋白的表达水平.结果 联合组骨髓抑制发生率明显低于对照组(P<0.05);联合组患者治疗后免疫细胞比率显著高于对照组患者(P<0.05);联合组治疗后IgG、IgM、IgA均明显高于治疗前及对照组(P<0.05);联合组Nrf2、ARE含量高于对照组(P<0.05).联合组患者客观有效率与对照组比较,差异无统计学意义(P>0.05).结论 DC-CIK免疫治疗联合化疗能改善晚期胃癌患者的免疫功能,提高患者Nrf2、ARE蛋白表达水平,不良反应较少.
关键词： 胃癌 DC-CIK免疫治疗 化疗 核因子相关因子-2 抗氧化反应元件 -
Keap1-Nrf2/ARE信号通路的抗氧化应激作用及其调控机制
Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1（Keap1）-核因子E2相关因子2（Nrf2）/抗氧化反应元件（ARE）信号通路是细胞氧化应激反应中的关键通路，其调控的下游Ⅱ相代谢酶和抗氧化蛋白/酶在细胞防御保护中发挥重要作用，也是近几年抗氧化研究领域的热点。本文从基本结构（包括Nrf2、Keap1及ARE三者的结构）、抗氧化应激作用（包括Keap1-Nrf2/ARE信号通路的基本功能及其信号通路调控的下游靶蛋白）、调控机制（包括Nrf2与Keap1的解偶联、Nrf2的降解减弱机制、门闩和枢纽学说及其他机制）等3方面就Keap1-Nrf2/ARE信号通路的抗氧化应激作用及其调控机制进行综述。
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核转录因子E2相关因子2和Keap1的分子结构和功能及其信号通路调控分子机制研究进展
核转录因子E2相关因子（Nrf2）和抗氧化反应元件（ARE）结合可启动多种抗氧化、抗炎蛋白和解毒酶的表达。Nrf2/ARE信号通路在机体抗氧化和抗外源有毒化学物损伤过程中发挥着重要的作用，不仅参与调节营养物质代谢等生理过程，也参与多种疾病的发病过程。本文综述了Nrf2/ARE的生物学结构和功能及其信号通路调控的分子机制。
关键词： 核转录因子E2相关因子 氧化应激 抗氧化反应元件 调控机制 -
激活核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件通路对尿毒症患者角膜内皮细胞功能的影响
目的 探讨激活核因子E2相关因子2(Nrf2)-抗氧化反应元件(ARE)通路对尿毒症患者角膜内皮细胞功能的影响.方法 2011年1月至2012年6月该院收治的尿毒症患者60例为尿毒症组,选取同期健康体检人员60名为对照组,对比两组角膜内皮细胞形态学指标,分析激活Nrf2-ARE通路前后患者角膜内皮细胞形态学指标变化.结果 激活前尿毒症组患者角膜内皮细胞密度(CD)、六角形细胞的百分数(6A％)及中央角膜厚度(CCF)均明显高于对照组,平均细胞面积(AVE)及细胞面积变异系数(CV)明显低于对照组;激活Nrf2-ARE通路后患者的CD、6A％及CCF明显低于激活前,AVE及CV明显高于激活前,均缩小了与对照组的差距.结论 尿毒症患者角膜内皮细胞形态学存在显著变化,激活Nrf2-ARE通路可改善患者角膜内皮细胞功能.
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Nrf2在ALI中的研究进展
机体抗氧化应激主要由核因子E2相关因子(Nrf 2)介导,Nrf 2可以促进细胞保护性基因的表达,在调节氧化应激、有毒物质代谢、炎症、凋亡和细胞的生理功能中均起到重要作用.大量研究证明,Nrf 2的活化可以减轻氧化应激和炎症反应,在急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(ALI/ARDS)中起到重要的保护作用,有望成为防治ALI/ARDS的潜在靶点.本文对近年来有关Nrf 2及其活化通路在预防和治疗ALI/ARDS中的重要作用进行综述,旨在了解其在ALI/ARDS中的作用机制,为明确ALI/ARDS的发病机制及制定相关治疗方案提供参考.
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Nrf2-ARE信号通路功能的研究进展
核因子E2相关因子2（nuclear factor E2 related factor 2，Nrf2）是机体抗氧化应激的中枢调节者。在正常情况下，其在胞质中被降解，不发挥生理作用。当其在体内被有毒有害物质激活后转位进入细胞核能与抗氧化反应元件（antioxidant response element，ARE）结合形成Nrf2-ARE信号通路，从而使下游一系列具有机体保护性的Ⅱ相解毒酶和抗氧化酶基因及蛋白得以表达，主要包括过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、醌氧化还原酶1（NQO1）以及血红素加氧酶1（HO-1）。这些被激活的保护性酶类能够参与体内的广泛调节作用，对人体进行多方面的保护，研究发现该通路与机体炎症、肿瘤、衰老、凋亡、神经损伤、生育、妇产科疾病等多方面均有密切联系。综述Nrf2-ARE信号通路功能的研究进展，旨在全面客观地认识其生理功能。
关键词： 转录因子 NF-E2相关因子2 抗氧化反应元件 信号通路 -
Keap1-Nrf2-ARE通路在肺部疾病中的研究进展
核因子E2相关因子2(Nrf2)是细胞调节抗氧化应激反应的重要转录因子,通过与其胞浆伴侣蛋白Keap1和抗氧化反应元件(ARE)相互作用,启动编码抗氧化蛋白和Ⅱ相解毒酶的基因表达,在细胞防御保护中发挥作用.Nrf2缺失或激活障碍,将加重氧化应激源的细胞毒性,导致细胞功能障碍、凋亡甚至死亡.Keap1-Nrf2-ARE通路在炎症、肿瘤、衰老、凋亡、神经损伤、呼吸系统疾病、心血管疾病和自身免疫病等疾病中发挥广泛的细胞保护功能.本文对Keap1-Nrf2-ARE通路在肺部疾病中的新研究进展进行了综述.
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Nrf2－ARE信号通路：糖尿病及其并发症防治的新靶点
有文献报道〔1～6〕，氧化应激在糖尿病及其并发症的发病中具有重要作用。机体内抗氧化防御系统Nrf2－ARE信号通路的激活，可以促使一系列第Ⅱ阶段解毒及抗氧化酶基因表达上调，从而对氧化应激损伤的器官起到保护作用〔7～9〕。
关键词： 氧化应激 糖尿病 糖尿病并发症 核因子E2相关因子2 抗氧化反应元件 -
Keap1/Nrfs-ARE信号通路与砷诱导氧化应激致肿瘤机制关系研究进展
流行病学资料表明,砷是一种明确的人类化学致癌物,长期砷暴露可引起慢性砷中毒,引发多种病症[1].由于砷与机体作用十分复杂,且没有建立致肿瘤动物研究模型,故到目前为止,砷毒性作用机制仍未明确.近年研究表明,砷毒性作用机制主要涉及氧化应激、表观遗传改变和细胞增殖凋亡异常等方面.在众多的砷毒作用机制假说中,砷诱发氧化应激日益成为研究重点,并被认为与砷致肿瘤密切相关[2].近年来,不少学者提出了一些砷化物致肿瘤效应的分子机制假说,如表观遗传修饰[3]、氧化应激、染色体异常、细胞增殖与凋亡异常、细胞周期阻滞、信号通路改变等[4-5],其中氧化应激和表观遗传学改变(尤其DNA甲基化异常)日益成为研究的重点.
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铅对SH-SY5Y细胞的Nrf2转录活性及HO-1和γ-GCSc蛋白表达的影响
[目的]研究铅对人神经母细胞瘤细胞株(SH-SYSY)的细胞核因子E2相关因子2(Nrf2)转录活性以及下游血红素加氧酶1(HO-1)和谷氨酸半胱氨酸合成酶(γ-GCSc)表达的影响. [方法]用不同剂量的醋酸铅溶液(0、5、25、125 μmol/L)对体外培养的人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)染毒12、24h后,用四甲基偶氮唑蓝法测细胞存活率；用凝胶迁移试验测细胞核内Nrf2-抗氧化反应元件(ARE)结合能力；用Western blot法检测染毒细胞内HO-1和γ-GCSc的蛋白水平.[结果]与对照组相比,醋酸铅染毒使SH-SY5Y的存活率降低,细胞核内Nrf2-ARE结合能力升高,Nrf2调控的下游基因HO-1和γ-GCSc的蛋白表达水平也明显升高,差异有统计学意义(P＜0.05). [结论]铅对SH-SY5Y细胞毒性作用具有剂量反应关系.铅可激活SH-SY5Y细胞Nrf2的转录活性,并导致Nrf2介导的抗氧化酶HO-1和γ-GCSc的表达水平升高.
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内皮细胞和平滑肌细胞氧化应激时Nrf2/ARE信号通路对抗氧化基因表达的调控:与动脉粥样硬化和先兆子痫的关系
动脉粥样硬化、糖尿病、慢性肾功能衰竭和先兆子痫等血管疾病时活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成增加,容易导致内皮依赖性血管舒张功能的损害和血管损伤,而细胞可以诱导多种编码Ⅱ相解毒酶和抗氧化蛋白的基因表达,从而减轻ROS和亲电子物质介导的细胞损伤.一个被称为抗氧化反应元件(antioxidant response element,ARE)或亲电子反应元件(electrophile response element,EpRE)的顺式转录调控元件,可以介导诸如亚铁血红素加氧酶1、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、硫氧还蛋白还原酶、谷胱甘肽-S转移酶和NAD(P)H:苯醌氧化还原酶等基因的转录.其他抗氧化酶,如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和非酶清除剂(如谷胱甘肽)等也参与ROS的清除.转录因子NF-E2相关因子2(nuclearfactor-erythroid2-relatedfactor2,Nrf2)是属于Cap'n'Collar家族的转录因子,具有碱性亮氨酸拉链(basic region-leucine zipper,bZIP),它在ARE介导的抗氧化基因表达中起重要的作用.在正常情况下,Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Kelch-likeECH-associatedprotein-1,Keap1)与Nrf2耦联,并与肌动蛋白细胞骨架结合被锚定于胞浆,但是在半胱氨酸残基发生氧化的情况下,Nrf2和Keap1解耦联,进入细胞核并与ARE结合,从而激活多种抗氧化基因和Ⅱ相解毒酶基因的转录.蛋白激酶C、丝裂原活化蛋白激酶和磷脂酰肌醇-3激酶参与Nrf2/ARE信号转导的调控.本文综述了有关Nrf2/ARE信号转导通路在血管稳态和动脉硬化、先兆子痫等疾病情况下内皮及平滑肌细胞对抗持续性氧化应激中起的作用.
关键词： 转录因子NF-E2相关因子2 抗氧化反应元件 氧化应激 内皮细胞 血管平滑肌细胞 -
转录因子NF-E2相关因子2-抗氧化反应元件信号路径及其肝脏保护作用进展
背景 随着肝脏外科手术尤其是肝脏移植手术的发展,以转录因子NF-E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)与抗氧化反应元件(antioxidant response element,ARE)抗氧化应激系统在肝脏损伤中的作用倍受关注. 目的 分析并总结Nrf2-ARE抗氧化系统在肝脏保护各方面的文献资料. 内容 简要介绍Nrf2,ARE的结构及其信号路径；综述了Nrf2基因缺失、Nrf2药物激活、Nrf2基因激活3类模型小鼠与野生小鼠肝脏对氧化应激的耐受性比较的结果. 趋向 Nrf2-ARE信号路径在肝脏中有一定的保护作用,为临床提供了新的思路.
关键词： NF-E2相关因子2 抗氧化反应元件 氧化应激 肝脏保护 -
Nrf2在炎症相关疾病中的保护作用
Nrf2(Nuclear factor-erythroid 2-rdated factor-2)在细胞受到氧化物或亲电子攻击时会及时诱导抗氧化,Ⅱ相解毒酶和相关应激反应蛋白的产生,起到重要的细胞保护作用,是一个关键又重要的转录因子.近来研究表明Nrf2/ARE信号通路也参与抑制炎症相关疾病,如自身免疫疾病、风湿类关节炎、哮喘、肺气肿、胃炎、结肠炎和动脉粥样硬化等.扰乱Nrf2信号不仅会增加机体对氧化物,电子攻击的敏感性,还会加重炎症组织的损伤.在炎症介导的组织损伤早期,Nrf2/ARE的激活可能会抑制促炎介质的产生及表达,包括细胞因子,炎症趋化因子,细胞粘附因子,基质金属蛋白酶,环氧化酶2(COX-2),诱导性一氧化氮合酶(iNOS).与此同时,Nrf2介导的具有细胞保护能力的下游基因会参与调节先天免疫应答,同时抑制促炎基因的表达.该综述强调Nrf2在炎症相关疾病中的保护作用,侧重此转录因子对炎症信号的调节.
关键词： 炎症 转录因子NF-E2相关因子2 抗氧化反应元件 -
基于Nrf2-ARE通路的抗辐射有效活性成分筛选研究
目的 建立基于Nrf2-ARE通路的报告基因筛选模型,筛选抗辐射复方四物汤加味方中的活性成分.方法 将抗氧化反应元件插入萤火虫荧光素酶载体pGL4.26,构建重组质粒pGL4-ARE,与海肾荧光素酶载体pRL-TK共同转染HEK-293细胞,检测四物汤加味方中刺五加皂苷E、金丝桃苷、五味子乙素等12个主要的化学成分对Nrf2-ARE通路的激活作用.结果 在四物汤加味方中,白藜芦醇(50 μmol·L-1以上)和金丝桃苷(100 μmol·L-1以上)的抗氧化活性强,与空白对照组比较差异有显著性(P<0.01);红景天苷也有较好的效果,500 μmol·L-1以上可提高诱导表达倍数(P<0.01 ).结论 白藜芦醇、金丝桃苷、红景天苷是四物汤加味方中的主要抗氧化活性成分.
