氧化还原内稳态关键因子Nrf2对新陈代谢的调节作用

核转录因子红细胞系2-p45相关因子2(nuclear factor-erythroid 2-p45 related factor 2,Nrf2)是调控细胞氧化还原稳态的重要转录因子。除了调节氧化应激反应外,近年来,Nrf2在代谢调节中的重要作用也备受关注。文章重点综述了Nrf2调控细胞的糖代谢、脂代谢、核酸代谢和氨基酸代谢的方式,并论述了Nrf2失调导致的多种代谢相关疾病,包括糖尿病、脂肪肝、帕金森氏症和肿瘤。最后,讨论了代谢压力介导的Nrf2活性改变与长寿、肿瘤防治及压力应激的关系。     

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。     

核转录因子相关因子2的活化在肿瘤代谢中的作用

核转录因子(NF-E2)相关因子2（nuclear factor erythroid 2 related factor 2, Nrf2）是细胞应对外界应激的主要调控因子,通过调控多种靶基因的表达,在生理条件下减轻氧化应激,维持细胞稳态。其上游受多种因素调控,包括氧化与亲电应激、外界营养状态、细胞内代谢中间产物和能量状态等。在肿瘤细胞中,异常活跃的Nrf2使其抗氧化能力增强,并且通过介导代谢重编程（metabolic reprogramming）,促进肿瘤细胞增殖和生长。Keap1 (Kelch-like ECH-associated protein 1)是氧化和亲电应激感受器,通过募集泛素降解系统,对Nrf2的活性起主要调控作用。本文介绍Keap1依赖与非依赖条件下Nrf2的活化途径,着重介绍在肿瘤中Nrf2的异常活化,以及如何调控代谢重编程进而调节肿瘤细胞的合成代谢,最终促进肿瘤的进展。     

人源LDHA基因启动子质粒的构建及在肺癌细胞中Nrf2对其转录表达调控和功能分析

为探索核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)调节肿瘤代谢进而影响肿瘤细胞迁移的分子机制,着重研究了Nrf2对乳酸脱氢酶A(lactate dehydrogenase A,LDHA)表达的调控。首先成功构建了人源LDHA基因启动子萤火虫荧光素酶报告基因质粒LDHA-luc。将质粒LDHA-luc与Nrf2表达载体共同转染A549细胞,转染后经双荧光素酶报告基因系统检测,显示共转Nrf2质粒时LDHA-luc活性明显要比对照组高;同时,转染Nrf2质粒时LDHA的蛋白质表达水平明显高于对照组,表明在A549细胞中Nrf2促进LDHA的转录和表达。而LDHA的上调会促进酸性肿瘤微环境的形成,促进细胞迁移。因此,成功构建的人源LDHA基因启动子萤火虫荧光素酶报告基因质粒LDHA-luc及探索出的Nrf2对LDHA基因表达的调控,为进一步研究Nrf2通过LDHA影响细胞代谢进而促进细胞迁移奠定了基础。     

Nrf2 信号通路及其在肝组织中的作用

肝脏是一个多方面高度调节的防御性器官,能够抵御多种化学/ 氧化应激,而在这个防御系统的最前线是一群被称作转录因子的特殊蛋白,这些蛋白能识别并结合于特异性基因启动子区域中特异的DNA 元件,从而调节多种细胞保护性基因的基础型和诱导型表达,发挥细胞保护作用。而转录因子NF-E2 相关因子2（Nrf2）是细胞防御化学/ 氧化应激的重要调节因子之一。综述Nrf2 信号通路中主要调控因子的相互作用、Nrf2 的激活与失活机制以及Nrf2 信号通路在肝组织中的作用。     

Nrf2抗氧化的分子调控机制

Nrf2是调控细胞氧化应激反应的重要转录因子,同时也是维持细胞内氧化还原稳态的中枢调节者。Nrf2通过诱导调控一系列抗氧化蛋白的组成型和诱导型表达,可以减轻活性氧和亲电体引起的细胞损伤,使细胞处于稳定状态,维持机体氧化还原动态平衡。本研究为了从分子层面深入探讨剖析Nrf2发挥抗氧化功能的作用机制,通过查找阅读大量相关文献并进行整理归纳,最终从Nrf2的结构与激活、Nrf2抗氧化功能以及Nrf2抗氧化的分子调控机制三个方面进行了概述分析。其中在对Nrf2抗氧化的分子调控机制的探讨部分,既探析了对Nrf2起激活作用的相关调节因子的作用机制,又分析了Nrf2被激活后对其下游多种抗氧化因子及谷胱甘肽氧化还原系统的诱导调控机制,以期较深入了解Nrf2抵抗机体氧化应激损伤作用及其抗氧化分子调控机制。     

AhR与Nrf2基因相互作用的分子机制研究进展

芳香烃受体(Aryl hydrocarbon receptor,AhR)作为一种配体依赖性激活的转录因子,调控肿瘤细胞的生长、增殖和凋亡,对环境中毒物和异物质代谢、机体免疫调节具有重要作用.核因子E2-相关因子2(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)是氧化还...     

Nrf2在动脉粥样硬化中的作用

氧化应激是动脉粥样硬化的重要发病机制之一,降低体内氧化应激水平对预防和治疗动脉粥样硬化具有重要意义。核因子-红细胞相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)属于CNC亮氨酸拉链转录激活因子家族,是内源性抗氧化途径的中枢转录因子,能调节抗氧化因子的表达,对动脉粥样硬化的预防和治疗具有重要作用。近年来,关于Nrf2在动脉粥样硬化中的研究表明,Nrf2可能是动脉粥样硬化的潜在治疗靶点。本文总结了Nrf2在动脉粥样硬化中作用的最新研究进展。     

自噬与Nrf2信号通路之间联系的研究进展

自噬是人体内常见且重要的生理现象之一,对于维持细胞的稳定及代谢需要具有关键意义。核因子E2相关因子(nuclear factor erythroid-derived factor 2-related factor,Nrf2)是调控细胞对抗外来异物和氧化损伤的关键转录因子,Nrf2信号通路在抗肿瘤、抗应激等方面发挥着广泛的细胞保护功能。随着研究进展,发现自噬与Nrf2信号通路间存在着广泛的相互作用机制。抑制自噬会导致p62积累,进而结合Keap1(Kelch-like ECH-associated protein 1)而激活Nrf2信号通路;同时也有研究发现,磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidyl inositol 3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)等自噬和Nrf2的共同调节通路、活性氧(reactive oxidative species,ROS)等因素也参与自噬与Nrf2之间的相互调控。该文将以近期关于Nrf2信号通路与自噬之间关系研究进展作一综述,希望为临床疾病治疗提供新的视角。     

Nrf2在心血管疾病中的作用及机制

作为一种重要的转录调节因子,自1994年被发现以来,Nrf2因其抗氧化和解毒作用引起了研究者的广泛兴趣。Nrf2主要通过结合靶基因启动子上的抗氧化应答元件(anti-oxidant response element,ARE),来转录激活下游靶基因的表达。心血管疾病致死者占全球死亡人数的31%,严重威胁人类健康。由于在抗氧化应激中的重要作用,Nrf2与心血管疾病发生发展关系密切,具有潜在治疗价值。该综述主要介绍了Nrf2作为转录因子的结构特点、上游调节机制和下游功能,并重点对近年来Nrf2在心血管疾病发生发展中的作用研究进展作一介绍。     

血管内皮Nrf2-ARE通路调控的研究进展与展望

核因子E2相关因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)是一种对细胞氧化应激十分敏感的基因转录因子,可诱导依赖抗氧化反应元件(ARE)的多种抗氧化蛋白的合成;Nrf2由Kelch样ECH相关蛋白1(Keap1)扣押于胞浆并被转运至26S蛋白酶体降解,从而维持在生理状态下Nrf2的低转录活性;创伤及氧化应激可诱导Nrf2从Keap1解离并转位至胞核,从而启动下游靶基因的转录激活.由蛋白激酶C(PKC)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、肌酸激酶2(CK2)等蛋白激酶介导的Nrf2磷酸化、亲电子物质对Keap1巯基的修饰,以及泛素-蛋白酶体系统均与Nrf2-ARE通路的转录调控有关.     

Mondo蛋白在肿瘤相关代谢中的研究进展

转录因子Mondo蛋白家族包括MondoA和ChREBP(MondoB)两个家族成员,是葡萄糖介导的基因转录调控的关键调控因子,可直接调控糖酵解和脂肪酸生成相关基因的表达,在细胞代谢与能量平衡中发挥重要作用。细胞代谢改变是肿瘤的重要特征之一,为肿瘤细胞生长及恶性进展创造了有利条件。近年来,研究发现,Mondo蛋白在肿瘤细胞糖酵解、脂肪酸合成和谷氨酰胺利用等代谢通路中发挥着重要作用,而且Mondo蛋白调控肿瘤细胞的代谢,其在肿瘤细胞生长、增殖和侵袭等过程中的作用值得肿瘤研究者关注。因此,更好地认识Mondo蛋白调控肿瘤细胞代谢的机制,将为癌症的治疗提供新的方向。本文对Mondo蛋白家族成员的分子特征、表达调控、组织特异性功能及其在肿瘤代谢重编程和细胞增殖中的最新研究进行综述,为肿瘤的防治提供新思路。     

植物Myb转录因子的研究进展

通过转录因子在转录水平上调控目的基因表达是植物对其生长发育及生理代谢调控的一种重要方式.Myb(v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)转录因子是最大的植物转录因子家族成员之一,参与了细胞分化、细胞周期的调节,激素和环境因子应答,并对植物次生代谢以及叶片等器官形态建成具有重要的调节作用.最近的研究表明,Myb类转录因子参与了植物花色素形成过程的调控,对果皮、果肉,甚至叶片的着色都起到了重要作用.本文对Myb类转录因子的发现及其结构特征进行了详细综述,重点介绍了Myb转录因子在植物花色素苷合成代谢调节研究中的新发现,以期为Myb转录因子的研究和利用提供参考.     

NF-κB家族成员RelA的翻译后修饰及其生理病理作用的研究进展

真核细胞转录因子NF-κB通过调节多种靶基因表达,参与炎症、免疫反应、程序性细胞死亡、细胞增殖和分化的调控。RelA是NF-κB家族一个重要的成员,其翻译后修饰可精准调控NF-κB的转录活性,在调节炎症、肿瘤、代谢以及免疫应答等重要的生命活动及相关疾病的发生发展过程中起重要作用。现总结相关领域最新研究进展,综述RelA翻译后修饰的种类、调控机制,对NF-κB通路功能的影响,及其在NF-κB介导的炎症、癌症等多种疾病中的功能。     

FoxO调控细胞增殖、分化与凋亡

与细胞发育和代谢相关的转录因子中,2000年才正式发布并统一命名的Fox家族受到了研究者的高度重视,其广泛存在于从酵母到哺乳类的真核生物中.FoxO转录因子作为Fox家族主要成员,是INS/IGF-1信号通路中的关键因子,通过转录调控和信号转导途径在动物的生理调节、代谢和细胞周期等方面起重要作用.     

人参皂苷Rd通过下调Nrf2表达调控H460细胞的增殖和凋亡

核转录因子红细胞系-2p45相关因子-2(nuclear factor erythroid-2p45-related factor 2,Nrf2)是细胞应对外界应激的主要调控因子,通过调控一系列细胞保护酶,维持细胞稳态。然而,在许多肿瘤细胞中Nrf2过度激活,导致肿瘤细胞获得增殖优势并产生化疗耐药,因此,靶向抑制Nrf2是肿瘤增敏治疗的一种新思路。人参皂苷Rd是人参皂苷中的重要活性成分,具有显著的抗肿瘤作用。本研究以不同浓度的人参皂苷Rd处理人非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)H460细胞,利用CCK-8法检测细胞活力;倒置显微镜观察H460细胞的形态变化;流式细胞术检测细胞周期及凋亡率;RT-qPCR和Western印迹检测的Nrf2及其下游调控基因的表达情况;此外通过转染Nrf2-siRNA下调H460细胞中Nrf2的表达,观察其对人参皂苷Rd增敏的影响。结果显示,与对照组相比,人参皂苷Rd能够抑制H460细胞增殖活力,诱导细胞G_0/G_(1 )期阻滞,促进细胞凋亡,具有剂量依赖性(P0.05);此外,人参皂苷Rd能够下调Nrf2,醌氧化还原酶1 [NAD(P)H:quinoneoxidoreductase,NQO1],谷氨酰半胱氨酸连接酶催化亚基(glutamate--cysteine ligase catalytic subunit,GCLC)和调节亚基(glutamate--cysteine ligase regulatory subunit,GCLM)的mRNA和蛋白质水平,同时增强H460细胞对化疗药的敏感性(P0.05),而转染Nrf2-siRNA后,人参皂苷Rd的增敏作用减弱。表明人参皂苷Rd可以抑制非小细胞肺癌H460细胞活性并增敏化疗,其机制可能是通过抑制Nrf2信号通路来实现。     

转录因子Nrf2在肝脏疾病中的作用

NF-E2相关因子2(nuclear erythroid 2-related factor 2,Nrf2)是一种能调节肝脏中大量解毒和抗氧化防御基因表达的重要转录因子.氧化应激与各种形式的肝损伤有密切的关系.Nrf2由亲电体压力或氧化应激激活,并通过结合抗氧化反应元件(antioxidant response element,ARE)诱导其靶基因,从而对细胞产生保护作用.因此,Nrf2通路在肝脏疾病中的作用已被深入研究.多种动物模型研究结果表明,Nrf2通路通过靶基因表达,在对抗病毒性肝炎、药物性肝损伤、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝及肝癌方面表现出了不同的生物功能.根据Nrf2及其信号通路在对抗肝损伤中产生保护作用的相关文献,本文综述并讨论了其作为治疗肝损伤的药物作用靶点方面可能的应用前景.     

拟南芥MYB转录因子家族研究进展

在长期的进化过程中,植物形成了复杂的基因调控网络,调节其生长发育及生理代谢,以适应外界环境的变化,其中一种重要的方式是通过转录因子在转录水平上调控目的基因的表达。MYB转录因子作为拟南芥中最大的转录因子家族之一,广泛参与调节拟南芥的不同生理活动。现对拟南芥MYB转录因子的分类和生物学功能进行综述,其中重点阐述了其在细胞周期控制、次生代谢及不同逆境胁迫中的作用。     

转录因子C／EBPβ的研究进展

C／EBPs增强子结合蛋白是核转录因子,其作用范围广泛,既参与正常的生理代谢过程,又与多种疾病的发生和发展相关,其作用方式多样,对转录有正、负调控作用。C／EBPβ是其第二位成员主要通过对靶细胞基因转录的调节,参与细胞的增殖与分化、肿瘤的发生与凋亡等重要生命活动;其功能受到蛋白酶降解、磷酸化、蛋白质相互作用等多种途径的调控。本文就C／EBPs的调控机理及其与肿瘤的关系综述如下。     

《科学通报》：转录因子对肿瘤糖代谢具有基因调控功能

转录因子对糖代谢基因的调控是肿瘤能量代谢重编程的重要机制之一,近期来自中南大学湘雅医学院肿瘤研究所,教育部癌变与侵袭原理重点实验室的研究人员介绍了低氧诱导因子1,c-Myc,p53等转录因子与肿瘤糖代谢的相互调节作用。指出这种关联为靶向代谢的抗癌药物的研究提供了新思路。相关研究成果公布在《科学通报》上。