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。     

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。     

翻译后修饰对转录因子NF-E2相关因子2功能的调控

抗氧化反应组件（AREs）普遍存在于编码抗氧化和/或解毒酶基因的启动子区域,为这些基因的转录启动所必需;而这些基因的表达对维持细胞内氧化还原稳态,抵抗活性氧类（ROS）引起的细胞损伤发挥重要作用。转录因子NF E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2 related factor 2, NRF2)作为抗氧化反应中的关键转录因子,可以与ARE结合,启动其下游靶基因,在氧化应激及亲电子剂应激中发挥重要的调控作用,广泛参与炎症、增殖、凋亡、细胞分化、组织再生和代谢等过程;因此,激活NRF2有望成为治疗肿瘤及其他与氧化、炎症相关疾病的新策略。蛋白质的翻译后修饰,对蛋白质空间构象、稳定性及其与其他蛋白质间相互作用具有重要作用。因此,探究NRF2的翻译后修饰如磷酸化、乙酰化和泛素化的修饰过程等,对深入了解NRF2的功能及调控机制至关重要,并与某些疾病的发生发展密切相关。本文对近年来翻译后修饰对NRF2的活性及功能的调控进行综述。     

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。     

Nrf2在阿尔茨海默病中的研究现状

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是最常见的神经系统变性疾病,主要病理特征为细胞外老年斑(senile plaques,SP)和细胞内神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFT)形成.但其发病机制不清,涉及多种病理学变化如炎症反应、氧化应激、线粒体功能障碍、细胞凋亡以及突触功能障碍等.核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)是经典的调控机体抗氧化应激反应的核转录因子.Nrf2激活后诱导抗氧化蛋白的表达,提高机体的抗氧化应激能力.随着Nrf2抗氧化应激作用研究的深入,发现Nrf2不仅能够通过抗氧化应激延缓AD的发生发展,且在AD的病理性沉积物的清除、抗炎、抗凋亡、神经营养等方面扮演着重要的角色.近年来,由于多种针对单一靶点的抗AD药物临床试验的失败,有学者提出Nrf2可能是实现AD多靶点疗法的重要因子.因此,本文对Nrf2在AD中的研究现状做一综述,为寻找治疗AD潜在的生物学靶点提供理论依据.     

Nrf2及天然产物导向的Nrf2激活剂研究进展

氧化应激能够破坏细胞内氧化还原平衡,造成系统和组织损伤,最终引起一系列疾病的产生.转录因子E2相关因子2(Nrf2),受Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)蛋白的调控,是细胞氧化应激反应中的关键因子,在氧化应激条件下,Nrf2从Keap1中分离,然后进入细胞核与抗氧化反应元件(ARE)结合,增加了Ⅱ相解毒酶的...     

Nrf2及其相关因子在非酒精性脂肪肝炎形成过程中的作用

目的：通过观察大鼠非酒精性脂肪肝炎（NASH）形成过程中脂质代谢、肝组织病理学改变、核因子E2相关因子2（Nrf2）及相关键因子的转录和蛋白水平的变化,探讨Nrf2及其相关因子在NASH形成过程中的作用。方法：sD大鼠分为正常组和模型组,以饲喂高脂饲料建立非酒精性脂肪肝炎模型,分别于4、12周末处死,检测血清和肝组织中谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）含量;油红O染色法检测肝组织内脂肪沉积变化,常规HE染色观察肝组织病理学改变,计算NAFLD活动度积分（NAS）,免疫组化检测肝组织Nrf2表达;Real-time PCR和Westernblot技术检测肝组织Nrf2及其相关因子mRNA和蛋白表达水平。结果：①4周模型组大鼠血清ALT、AST、TC和肝组织TC、TG、LDL-C等指标较同期正常组均显著增高（P〈0．01,P〈0．05）,12周模型组大鼠血清、肝组织脂质含量持续增高（P〈0．01,P〈0．05）,肝组织HDL-C较正常组显著降低（P〈0．05）,比4周变化明显。②4周和12周模型组大鼠肝细胞内沉积大量脂肪滴,肝细胞脂肪变严重,伴有肝细胞气球样变;且随着高脂饮食喂养时间的延长,肝组织内脂肪沉积以及肝细胞脂肪变程度明显加重,NAFLD评分、Nrf2表达强度均显著增高（P〈0．01）。③4周、12周模型组大鼠Nrf2、H01、NQOt、rGCS、GST的mRNA和蛋白表达均有不同程度的上调或抑制,且12周比4周变化明显（P〈0．01,P〈0．05）。结论：Nrf2及相关因子可能参与了非酒精性脂肪性肝病的发生发展过程,在NASH形成过程中起着重要的作用。     

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(nuclear factor-erythroid 2-related factor 2, 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-like ECH-associated protein-1,Keapl)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Keapl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。     

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.     

Rapamycin attenuates the paraquat-induced pulmonary fibrosis through activating Nrf2 pathway

Oxidative stress is a key regulator of idiopathic pulmonary fibrosis. Paraquat (PQ)-induced pulmonary fibrosis seriously endangers people's health. Rapamycin has been reported to alleviate PQ-induced pulmonary fibrosis, but its underlying mechanism is unclear. The nuclear factor E2-related factor 2 (Nrf2) plays an important regulatory role in the antioxidant therapy of PQ-induced pulmonary fibrosis. In this study, we tried to confirm that rapamycin attenuates PQ-induced pulmonary fibrosis by regulating Nrf2 pathway. In vivo, we proved that rapamycin could inhibit the degree of PQ-induced oxidant stress as well as enhanced the expression of Nrf2. In vitro, rapamycin decreased the upregulated effects of cell death and apoptosis, fibrosis-related factors expression and fibroblast-to-myofibroblast transformation by PQ treatment. In vivo, rapamycin treatment reduced fibrosis degree and the expression of fibrosis-related factors in lung tissues of rat treated PQ. Furthermore, we also found that Nrf2 knockdown reduced the inhibitory effect of rapamycin on PQ-induced pulmonary fibrosis, as well as decreased Nrf2 transfer from the cytoplasm into the nucleus. Our findings demonstrated that the protective effect of rapamycin is associated with the activation of the Nrf2 pathway in pulmonary fibrosis induced by PQ poisoning.     

敲除Nrf2促进高脂饮食诱导小鼠肝脏NF-kB的活化

目的：氧化应激和炎症反应是NASH进展的关键因素,同时二者之间存在着密切关系,而转录因子Nrf2和NF-kB分别是氧化应激和炎症信号通路的关键调控靶点,因此,研究Nrf2对高脂饮食诱导小鼠肝脏NF-kB信号通路的影响,对探讨NASH进展具有重要的意义。方法：雄性野生型（WT）和Nrf2基因敲除（Nrf2-/-）ICR小鼠各10只,随机分为WT对照组（Control）、Nrf2-/-对照组（KO）、WT高脂饮食组（HFD）和Nrf2-/-高脂饮食组（KOHFD）（n=5）。喂养8周后,观察肝脏光镜下改变,检测肝脏GSH、MDA、TNFα和IL-6水平。Western-Blot检测肝脏NF-kB蛋白表达水平,观察敲除Nrf2对肝脏NF-kB活性作用的影响。结果：1.光镜下观察,Control组与KO组小鼠肝脏结构无明显变化,HFD组小鼠肝脏呈现大片脂肪沉积和炎症细胞浸润,KOHFD组小鼠肝脏则呈现明显的大泡性变性,且炎症细胞浸润较HFD组明显加重;2.与Control组相比,KO组小鼠肝脏MDA轻度升高,GSH轻度降低,但无明显差异,而HFD组和KOHFD组小鼠肝脏MDA显著升高（P〈0.05）,GSH显著降低（P〈0.05）,且KOHFD组MDA明显高于HFD组（P〈0.05）,GSH明显低于HFD组（P〈0.05）。3.ELISA结果显示,与Control组相比,KO组小鼠肝脏TNFα和IL-6分泌轻度增加,而HFD组和KOHFD组小鼠肝脏TNFα与IL-6水平显著升高（P〈0.05）,且KOHFD组小鼠肝脏TNFα与IL-6显著高于HFD组（P〈0.05）;4.Western-Blot结果显示,Control组和KO组之间无明显差异,而KOHFD组和HFD组小鼠肝脏胞核NF-kB蛋白表达水平显著升高,且KOHFD组高于HFD组。结论：敲除Nrf2可以显著加重高脂饮食诱导的小鼠肝脏氧化应激水平,进而促进NF-kB的活化,从而为通过以Nrf2为靶点治疗NASH提供重要的实验依据。     

Nrf2调控的铁死亡途径在非酒精性脂肪性肝病防治中的作用机制

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是发病率很高的慢性肝病类型,与肥胖、糖尿病、高脂血症等代谢综合征密切相关,是当前重要的公共健康问题之一。其具体的发病机制尚不清楚。目前有研究认为铁死亡参与了NAFLD的发生与发展,铁死亡是一种新型程序性细胞死亡。核因子E2相关因子2 (Nrf2)是调控铁死亡过程中的重要核因子,对铁死亡过程中抗氧化、铁代谢以及脂质过氧化途径起到调控作用,并且已被报道可能通过抑制铁死亡改善NAFLD。本文通过对铁死亡与NAFLD的关系研究进行梳理,探究Nrf2调控铁死亡改善NAFLD的可能机制。最后,对存在的问题进行分析并提出未来研究展望。     

核因子E2相关因子2在运动改善非酒精性脂肪性肝病中的作用

核因子E2相关因子2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)信号通路在维持心血管疾病、神经系统退行性疾病以及慢性代谢性疾病中的细胞稳态方面起关键作用。研究表明,以氧化应激、炎症和线粒体功能失调为特征的慢性疾病可通过增加Nrf2表达来恢复机体氧化还原状态,治疗或预防疾病。非酒精性脂肪性肝病（nonalcoholic fatty liver disease,NAFLD）是一种由除酒精以外的其他多种因素导致的以肝脏脂肪变性为特征的慢性代谢性肝脏疾病,其患病率近年来在全球范围内逐渐增加。运动是防治NAFLD的有效手段,可通过运动方式、运动强度、运动环境和运动疲劳等因素影响Nrf2信号通路。本文通过阐述Nrf2信号通路的激活、其调控抗氧化的相关机制以及运动对Nrf2信号通路的影响,以NAFLD的发病机制为基础,探讨运动、Nrf2和NAFLD之间的关系,综述Nrf2在运动改善NAFLD中的作用及相关机制。为运动改善NAFLD的分子机制研究提供理论参考依据。     

萝卜硫素通过Nrf2信号通路对大鼠草酸钙肾结石形成的作用和机制研究

摘要 目的：探究萝卜硫素通过Nrf2信号通路对大鼠草酸钙肾结石形成的作用和机制。方法：选取7~8周龄Wistar健康雄性大鼠30只,随机分为空白对照组、模型组和药物干预组。空白对照组给予正常饮用水,标准饲料;模型组给予1%乙二醇饮用水+2%氯化铵2 mL/d灌胃,标准饲料;药物干预组给予1%乙二醇饮用水+2%氯化铵2 mL/d灌胃+0.2 mg萝卜硫素腹腔注射,标准饲料。灌胃给药均连续28天。于第29天收分别集各组大鼠24 h尿液及肾脏标本,使用全自动生化分析仪检测尿液中K⁺、Na⁺、Cl⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、P⁵⁺、Fe²⁺含量,使用ELISA法测定尿液中丙二醛( malondialdehyde,MDA)与草酸水平,使用HE染色分析大鼠肾脏标本病理损伤情况,Von Kossa染色比较各组大鼠钙盐沉积情况,免疫组化法测定谷胱甘肽(glutathione,GSH)、核因子E₂相关因子2(nuclear factor erythroid-2 related factor 2,Nrf2)、8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2 deoxyguanosine,8-OHDG)蛋白表达水平。结果：模型组大鼠尿液P⁵⁺、Ca²⁺、草酸、MDA含量显著高于空白对照组,HE染色示模型组肾小管较空白对照组变性严重,Von Kossa染色结果显示模型组钙盐沉积较空白对照组明显增多,模型组GSH、Nrf2免疫组化评分显著低于空白对照组,8-OHdG显著高于空白对照组,差异均有统计学意义（P＜0.05）;药物干预组大鼠尿液P⁵⁺、Ca²⁺、草酸、MDA含量显著低于模型组,HE染色、Von Kossa染色显示肾小管较模型组损伤减轻,钙盐沉积较模型组减轻,免疫组化显示GSH、Nrf2蛋白表达显著高于模型组,8-OHdG显著低于空白对照组,差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论：萝卜硫素对大鼠肾小管具有抗氧化损伤作用,可降低草酸钙晶体的释放,抑制草酸钙结石的形成,该作用可能是通过激活Nrf2蛋白及其下游信号通路实现的。