靶向调控Nrf2-ARE通路的miRNAs研究进展

活性氧类(reactive oxygen species,ROS)在体内产生与清除的失衡,往往是导致机体病变的重要因素。研究表明,多条信号通路参与调节机体内ROS的平衡,其中核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件(nuclear factor erythroid 2 related factor 2-antioxidant responsive element,Nrf2-ARE)通路活化,能诱导抗氧化酶表达,从而清除过量的活性氧,发挥细胞保护作用。Nrf2-ARE通路是当前研究的热点通路之一,阐明该通路活化或失活的分子机制亦是目前研究的重点。微RNA(microRNAs,miRNAs)是真核生物中广泛存在的能调节基因表达的一类非编码、极短小RNA分子,目前已发现多种miRNAs可作用于Nrf2-ARE信号通路上的重要分子,调控其表达,进而参与调控信号通路的活化与失活,在维持机体氧化还原稳态中扮演重要角色。现就近年来参与调控Nrf2-ARE通路的miRNAs的研究进展做一综述,以期为进一步阐明该通路在维持机体氧化反应稳态中的作用提供帮助。     

HIF-1α/BNIP3信号通路对BCG诱导巨噬细胞自噬的影响

【背景】缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor 1-alpha,HIF-1α)是响应细胞低氧反应的关键因子,在红细胞生成、血管形成、能量代谢及调节宿主免疫代谢中发挥着重要作用。【目的】探讨HIF-1α/Bcl-2-腺病毒E1B相互作用蛋白3(Bcl-2-adenovirus E1B 19-kDa interacting protein 3,BNIP3)信号通路对牛分枝杆菌卡介苗(Bacillus Calmette-Guérin,BCG)诱导小鼠巨噬细胞RAW 264.7自噬的影响。【方法】构建HIF-1α的小干扰RNA (siHIF-1α),转染RAW 264.7细胞后,结合BCG感染,采用流式细胞仪检测细胞自噬率,用Western blotting或免疫荧光技术检测HIF-1α、BNIP3、LC3、Beclin 1、Rheb和mTOR的表达水平。【结果】BCG感染显著上调巨噬细胞中LC3和HIF-1α的表达,用siHIF-1α结合BCG感染后显著下调巨噬细胞中HIF-1α、BNIP3、LC3、Beclin 1和细胞自噬率水平,并促进Rheb和p-mTOR的表达。【结论】在BCG感染RAW 264.7细胞过程中,干扰HIF-1α表达抑制了HIF-1α/BNIP3信号通路,进而激活了mTOR途径,抑制BCG感染诱导的细胞自噬。     

受体相互作用蛋白3（RIP3）调控细胞自噬的研究进展

受体相互作用蛋白3(receptor-interacting protein 3,RIP3)是一种丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶，因其参与细胞自噬的调控而受到广泛关注。本文就RIP3在细胞自噬的发展和调控机制中的作用进行了总结。RIP3可参与mTOR信号通路的调节，同时与多种自噬所必须的蛋白发生相互作用，包括GNAI3/RGSI9、P62和TFEB等，从而其在自噬启动、自噬体形成和自噬溶酶体成熟等多个阶段发挥正向或负向调控作用，为进一步探究RIP3对细胞程序性死亡的调控机制及相关疾病治疗的潜在分子靶标筛选提供参考。     

基于模式生物斑马鱼Nrf2的相关研究进展

Nrf2/ARE信号通路是大多数生物体内抗氧化应激反应、抵抗内外界刺激的关键通路,在抗炎症、免疫、抗肿瘤、抗凋亡、神经保护等方面起着重要的作用。斑马鱼作为一种常见的模式动物,广泛地应用于发育生物学、遗传学和毒理学等研究领域。研究表明转录因子NF_E2相关因子2(NF-E2-related factor 2,Nrf2)不仅在哺乳动物体内存在,也在斑马鱼体内存在并且高度保守,并在抗氧化应激反应中发挥着重要作用。本文通过对斑马鱼Nrf2的结构、生物学功能及其信号通路等方面的最新研究进行阐述,以期为Nrf2及其信号通路引发的相关疾病的预防和治疗提供新的思路。     

氧化和化学应激的防御性转导通路——Nrf2/ARE

Nrf2/ARE是近年新发现的机体抵抗内外界氧化和化学等刺激的防御性转导通路．生理条件下,NF-E2相关因子2(Nrf2,NF-E2-related factor 2)在细胞质中与Keap1结合处于非活性、易降解的状态.在内外界自由基和化学物质刺激时,Keap1的构象改变或者Nrf2直接被磷酸化,导致Nrf2与Keap1解离而活化．活化的Nrf2进入细胞核,与抗氧化反应元件(ARE)结合,启动ARE下游的Ⅱ相解毒酶、抗氧化蛋白、蛋白酶体/分子伴侣等基因转录和表达以抵抗内外界的有害刺激．MAPK、PI3K/AKT、PKC等信号通路分子广泛参与了Nrf2的活化和核转位过程,但是具体何种通路被激动、何种通路发挥主导作用,取决于刺激物种类、刺激方式和细胞类型．本文就Nrf2分子结构、Nrf2活化机制、Nrf2/ARE调控的下游基因、与Nrf2相关的信号通路分子以及其在肿瘤、炎症、衰老等应用领域的最新进展进行综述．     

冷诱导RNA结合蛋白的生物学功能与信号通路

冷诱导RNA结合蛋白（ cold-inducible RNA-binding protein, CIRBP）是哺乳动物体内发现的第一个冷诱导蛋白。这种蛋白质在机体内各个组织与器官中均广泛表达,并在正常生理状态或应激条件下,广泛参与多个生物学过程,例如细胞增殖、发展、凋亡、分化和生物节律调节等多个方面。随着研究的深入,发现CIRBP具有一些新的功能,例如在一些炎症的发生和肿瘤的发生过程中,起到促进作用与作为新一代的原癌基因等。CIRBP发挥作用的信号通路,主要有胞外信号调节激酶/丝裂原活化蛋白激酶(extracellular signal-regulated kinases/mitogen-activated protein kinases, ERK/MAPK)、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B, PI3K/PKB)、无翅和整合基因(wingless and integration 1,Wnt)、核因子κB(nuclear factor κB, NF-κB)等。本文针对CIRBP的生物学功能和相关信号通路的最新研究进展加以综述,希望能为细胞生物学基础研究与利用该蛋白质进行临床有关疾病的诊治提供新的思路。     

抑癌基因p53与细胞自噬

细胞自噬(autophagy)是一种在进化上高度保守的代谢通路,它发生的分子机制和信号调控途径相当复杂,其中mTOR信号通路和Beclin1复合物发挥了最重要的调控作用,p53也是细胞自噬重要的调节因子。研究发现,p53可通过多种途径调节细胞自噬水平,这主要决定于它的亚细胞定位。在细胞核中,p53可通过多种方式上调细胞自噬;而在细胞质中,p53对细胞自噬具有负性调节作用,可抑制细胞自噬的发生。探究清楚p53与细胞自噬之间的调控关系将有助于人类正确认识由于细胞自噬功能异常所诱导的肿瘤的发生发展过程,从而最终攻克各种肿瘤性疾病。     

AMPK/mTOR信号通路的研究进展

mTOR是细胞生长和增殖的中枢调控因子。mTOR形成2个不同的复合物mTORC1和mTORC2。mTORC1受多种信号调节,如生长因子、氨基酸和细胞能量,同时,mTORC1调节许多重要的细胞过程,包括翻译、转录和自噬。AMPK作为一种关键的生理能量传感器,是细胞和有机体能量平衡的主要调节因子,协调多种代谢途径,平衡能量的供应和需求,最终调节细胞和器官的生长。能量代谢平衡调控是由多个与之相关的信号通路所介导,其中AMPK/mTOR信号通路在细胞内共同构成一个合成代谢和分解代谢过程的开关。此外,AMPK/mTOR信号通路还是一个自噬的重要调控途径。本文着重于目前对AMPK和mTOR信号传导之间关系的了解,讨论了AMPK/mTOR在细胞和有机体能量稳态中的作用。     

NF-κB信号与mTOR信号通路之间的信息交谈——串流

丝/苏氨酸蛋白质激酶哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)是整合细胞内外各种信号、调节蛋白质翻译、细胞生长和增殖等重要生命活动的中心信号分子。核因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)是高度保守的、调节细胞生长、凋亡、血管生成的关键转录因子。mTOR信号与NF-κB信号通路可通过多种途径进行信息交谈——串流(cross-talk),在细胞生长调控及肿瘤发生与进展中有重要意义。本文就近年来有关两条通路之间串流的研究进展作一综述。     

死亡相关蛋白激酶（DAPK）是负调控还是正调控自噬?

自噬(autophagy)是1个严谨调控的代谢途径. 哺乳动物细胞通过自噬能够降解和循环利用大分子和某些细胞器.自噬作为一种适应的机制,保护有机体对抗各种病理病变,包括感染、癌症、退行性病变、衰老和心脏疾病等.在移除蛋白聚集体、以及受损或过剩细胞器时,自噬发挥着很关键的作用,从而能够维持细胞能量平衡并适应环境压力.当自噬不足或过剩时,自噬也可作为一种促死亡的机制.在不同的情况下,自噬活化的程度通过自噬信号通路网络而精确地调节.死亡相关蛋白激酶(DAPK)是1个刺激调节蛋白激酶,它由几个功能结构域组成.这些结构域能让它参与广泛的信号通路中,包括凋亡、自噬和膜泡.DAPK在调节自噬中发挥着关键的作用.本文综述了在不同的情况下DAPK负调控或是正调控自噬的路径.     

自噬通过BDNF/TrkB信号通路对脊髓损伤的保护作用

脊髓型颈椎病(cervical spondylotic myelopathy, CSM)是临床常见病、多发病,由该病引起的脊髓受损而产生的脊髓功能障碍是其最常见的临床特征。在脊髓损伤中,多种因素能通过自噬相关信号通路而激活自噬,适度的自噬可以对脊髓损伤起到神经保护作用,而增加细胞存活率、恢复和增加自噬通量可以改善损伤后的脊髓功能的恢复;在CSM脊髓损伤中,脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)与其受体原肌球蛋白受体激酶B(tropomyosin receptor kinase B, TrkB)及其相关通路是参与保护神经细胞的重要途径之一,细胞自噬在这一过程中起到了重要的调节作用。本文通过阐释自噬与BDNF/TrkB信号通路在CSM过程中的作用及其对脊髓损伤的保护机制,以期对基础研究及临床研究提供理论支持。     

花旗松素通过激活Nrf2/HO-1/HIF1α/Autophagy信号通路对H_2O_2所致H9C2细胞氧化应激保护作用的研究

氧化应激(oxidative stress,OS)是缺血性心肌病(ischemic cardiomyopathy,ICM)的主要发病机制之一,抗氧化应激损伤是防治缺血性心肌病的关键。为了探讨花旗松素(taxifolin,tax)对过氧化氢(hydrogen peroxide,H_2O_2)诱导的大鼠心肌细胞H9C2氧化应激的影响及其可能的分子机制,将培养的H9C2心肌细胞随机分为对照组(Control)、氧化应激组(H_2O_2)、tax预处理组(tax+H_2O_2)、tax单独处理组(tax)。通过观察细胞形态的改变,检测细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的生成、自噬体自噬泡的形成,以及自噬(autophagy)相关蛋白质LC3 I/II、p62的表达,验证tax对氧化应激及自噬的影响。同时,通过检测Nrf2、HO-1、HIF1α的表达,研究可能存在的分子机制。研究发现tax可缓解H_2O_2诱导的H9C2细胞氧化应激,表现为细胞肥大形态缓解、ROS生成降低、MDA产生减少,而且Nrf2/HO-1/HIF1α蛋白的表达升高,自噬水平升高。实验结果表明:tax可能通过激活Nrf2/HO-1/HIF1α/Autophagy信号通路促进自噬及抗氧化应激,从而发挥心肌保护作用。     

硫化氢与自噬:一把双刃剑

硫化氢(hydrogen sulfide, H_2S)被认为是第三种气体信号分子,在许多生理及病理生理情况下发挥重要的调节作用。然而,在硫化氢对自噬的作用这一方面仍有一些争论。许多信号通路参与硫化氢的促自噬作用,例如AMPK/mTOR、LKB1/STRAD/MO25以及MiR-30c信号通路。同时,也有许多信号通路在硫化氢的抗自噬作用中发挥重要作用,例如SR-A、PI3K/SGK1/GSK3β、PI3K/AKT/mTOR、Nrf2-ROS-AMPK、AMPK/mTOR以及JNK1信号通路。在治疗人类疾病时,可以设计研发新型硫化氢相关药物,通过调节自噬增加疗效。本文主要讨论硫化氢在其介导的自噬信号通路中的作用。     

PI3K/Akt与细胞线粒体途径凋亡因子相关性研究进展

线粒体途径细胞凋亡与多种疾病(如肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病等)密切相关,B淋巴细胞瘤-2(B-cell leukemia-2,Bcl-2)家族蛋白的调控在这些疾病的治疗中起着重要作用。磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol-3-kinase,PI3K)/丝/苏氨酸蛋白激酶(serine/threonine protein kinase Akt)信号通路作为机体细胞信号转导的重要通路,可通过影响下游效应分子(Bcl-x L、Bcl-w、Mcl-1、A1、Bax、Bak、Bim、Bad、Bid等)的活性调节细胞的凋亡。就PI3K/Akt与线粒体途径凋亡相关因子的关联性进行综述,以期发现此通路中某些关键的分子靶点,为凋亡相关性疾病的治疗及药物研发提供参考。     

PI3K/Akt信号通路调控胚胎干细胞的自我更新和多向分化潜能的研究进展

磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)及其下游靶点蛋白激酶B(protein kinase B,Akt/PKB)可被细胞内外一系列信号所激活,在增殖、分化、凋亡等多种细胞生物学功能的调节过程中,起着非常重要的关键信号分子的作用。近年来研究显示,I型PI3K和其下游分子Akt/PKB所组成的信号通路与胚胎干细胞(embryonic stem cells,ES细胞)自我更新和多向分化潜能的维持密切相关。深入研究ES细胞自我更新和多向分化潜能的维持及其分子机制,是其应用于细胞替代治疗、再生医学和组织工程的基础。本文着重对PI3K/Akt信号通路调控ES细胞自我更新和多向分化潜能的研究进展进行综述。     

Nrf2的代谢调节作用与肿瘤的生长和增殖

核转录因子Nrf2[nuclear factor erythroid 2(NFE2)related factor 2]是细胞内重要的调节因子。通过与Keap1(Kelch-like-ECH associated protein 1)蛋白质的相互作用,Nrf2可以调控下游基因转录,发挥抗氧化应激、维持细胞内稳态的功能,而Nrf2在肿瘤细胞中的表达与肿瘤的发生发展具有重要关系。Nrf2通过调节肿瘤细胞代谢模式调控细胞生长和增殖,近年来成为了细胞生物学和肿瘤生物学领域的研究热点之一。该文介绍了Nrf2对于活性氧分子产生与清除以及多种物质代谢途径的调控作用,着重阐明Nrf2的代谢调节作用对肿瘤细胞生长增殖的影响及其与肿瘤耐药的关系,旨在为今后的临床研究提供更多信息。     

线粒体自噬影响胰岛素抵抗的作用及机制

胰岛素抵抗（IR）是诱发许多代谢疾病的关键因素,包括代谢综合征、非酒精性脂肪性肝病、动脉粥样硬化和2型糖尿病（T2DM）。随着相关代谢疾病日益增多,寻找新的治疗靶点迫在眉睫。线粒体自噬是一种选择性自噬,其通过清除受损和功能失调的线粒体以维持正常线粒体功能和能量代谢。研究发现,线粒体自噬在代谢疾病中有积极作用,线粒体自噬受到各种信号通路与信号分子调控而改善代谢疾病,如AMPK/ULK1、PINK1/Parkin信号通路以及BNIP3/Nix和FUNDC1等信号分子。本文阐述了线粒体自噬在胰岛素抵抗中的作用及调控机制,综述了近年的相关研究进展。