高糖通过Nox4型NADPH氧化酶影响施旺细胞凋亡的机制研究

目的:探讨高糖通过Nox4型NADPH氧化酶影响施旺细胞凋亡的机制。方法:提取Wistar大鼠新生鼠的施旺细胞体外培养。分为对照组、高糖组、NOX4 siRNA组及对照siRNA组(n=10)。采用WST-1法检测细胞活力,DCFH-DA法检测细胞内活性氧自由基(ROS)含量,荧光实时定量RT-PCR检测Nox4和Caspase3 mRNA表达,蛋白印迹法检测Nox4和Caspase3蛋白表达。结果:高糖培养上调施旺细胞Nox4 mRNA及蛋白表达,降低施旺细胞活性,增加细胞内ROS含量,通过增加Caspase3 mRNA及蛋白表达促进细胞凋亡。NOX4 siRNA通过抑制Nox4基因表达,阻止高糖培养的施旺细胞内ROS蓄积,降低高糖对施旺细胞的活性损害,通过下调Caspase3 mRNA及蛋白表达减少细胞凋亡。结论:Nox4参与高糖引起的施旺细胞凋亡,针对Nox4表达或功能的调控方式可能成为治疗糖尿病周围神经病变的新途径。     

中性粒细胞内的NADPH氧化酶

中性粒细胞内的ＮＡＤＰＨ氧化酶周剑涛（湖北省黄冈地区卫校,４３６１００）关键词ＮＡＤＰＨ氧化酶中性粒细胞受刺激,出现呼吸突发,产生０－２、·ＯＨ、Ｏ２、Ｈ２Ｏ２等活性氧类物质。其中,Ｏ－２是ＮＡＤＰＨ氧化酶催化Ｏ２与ＮＡＤＰＨ之间发生单电子还原反应的...     

钙参与铜诱导的小麦根中NADPH氧化酶活性的升高

研究钙离子(Ca~(2 ))在重金属铜诱导的小麦根质膜NADPH氧化酶活性变化中作用的结果表明,Ca~(2 )以剂量依赖的方式提高NADPH氧化酶活性,且这种增加效应可完全为Ca~(2 )螯合剂乙二醇-双-(2-氨基乙基)四乙酸(EGTA)所抑制.用Ca~(2 )通道阻断剂氯化镧和异搏定以及EGTA预处理小麦根可抑制铜诱导的NADPH氧化酶活性升高,这类抑制效应也是剂量依赖的。这些结果说明Ca~(2 )参与铜诱导小麦根NADPH氧化酶活性和活性氧产生的调节过程.     

砷暴露诱导人肝细胞氧化应激过程中NADPH氧化酶作用机制

目的：探讨砷暴露诱导细胞氧化应激的分子机制。方法：采用人正常肝细胞进行亚砷酸钠和砷酸钠的暴露处理,并设相应对照组,采用SOD模拟物MnTMPyP和还原型谷胱甘肽（reducedglutathione,GSH）预处理,检测细胞超氧阴离子（02。）和细胞整体ROS的水平。WestemBlot方法检测细胞氧化／抗氧化重要酶微粒体谷胱甘肽硫转移酶（microsomalglutathioneS-transferase-l,Mgst．1）、半胱氨酸双加氧酶l（cysteinedioxygenasel,Cd01）和NADPH氧化酶的催化亚基NOX4的表达。针对NADPH氧化酶,采用特异性抑制剂（diphenyleneiodoniumchloride,DPI）进行预处理,观察对砷暴露引起的细胞ROS水平及细胞凋亡的影响。结果：砷暴露能够显著诱导细胞超氧阴离子的产生,提高细胞整体ROS水平,其中三价砷（亚砷酸钠,A矿）诱导氧化应激作用显著强于五价砷（砷酸钠,As5＋）。亚砷酸钠能够显著提高NOX4的表达。针对NADPH氧化酶的抑制剂DPI能够显著抑制砷暴露引起的细胞ROS水平升高以及细胞凋亡的增加。结论：NADPH氧化酶是砷暴露诱导人肝细胞的作用靶点,砷能够通过NADPH氧化酶产生大量超氧阴离子,提高ROS水平,造成氧化应激,诱导人正常肝细胞凋亡。     

细胞外ATP通过刺激NADPH氧化酶缓解水杨酸诱导的细胞死亡

水杨酸（SA）是植物重要的信号分子,低浓度的SA能够诱导植物的抗病反应,而高浓度的SA导致植物细胞死亡。本文采用500μmol·L-1的SA处理烟草悬浮细胞BY-2,研究了细胞外ATP在SA诱导的细胞死亡中的作用及可能的机制。结果显示,外源ATP可缓解SA诱导的细胞死亡水平的上升。另外,SA导致NADPH氧化酶活性下降,而外源ATP则刺激其活性上升。外源ATP能缓解SA对NADPH氧化酶活性的抑制,且这种缓解作用可被NADPH氧化酶的抑制剂——二亚苯基碘（DPI）所消除。DPI还可部分消除外源ATP对SA所诱导的细胞死亡的缓解作用。上述结果表明,胞外ATP通过刺激NADPH氧化酶活性缓解SA诱导的细胞死亡。     

硫化氢与NADPH氧化酶

硫化氢(H2S)被认为是继NO和CO之后的第三种气体信号分子,是一种新的内皮细胞源性血管舒张因子,在平滑肌松弛、海马长时程增强、脑发育和炎症等方面发挥着重要的生理病理作用。H2S具有很强的抗氧化作用,被认为是其发挥生理病理作用的重要机制之一。NADPH氧化酶是生物体内产生活性氧类(reactive oxygen species,ROS)的主要酶,在动脉粥样硬化、肾间质纤维化等的发生和发展起着关键作用。本文重点综述生理浓度下H2S对NADPH氧化酶的抑制作用及其机制,并简述其重要的生理病理意义。     

植物NADPH氧化酶研究进展

植物NADPH氧化酶又被称为Rboh(respiratory burst oxidase homologue),是动物巨噬细胞NADPH氧化酶主要功能亚基gp91phox的同源物。在受到外来信号的刺激时,该酶能通过自身的激活或失活迅速引起活性氧(reactive oxygen species,ROS)的升高或降低,进而在植物生长发育及应答生物或非生物胁迫中发挥重要作用。该文总结了近兼来植物中NADPH氧化酶的结构和功能,以及信号调节机制等方面的研究进展。     

NaCl对小麦根质膜NADPH氧化酶活性的影响

以小麦‘陇春20’为实验材料,用两相法分离根质膜微囊,研究NaCl处理对质膜NADPH氧化酶活性的影响。结果显示:(1)温和胶中酶活性条带的出现依赖于NADPH和Ca2 ,DPI(NADPH氧化酶抑制剂)完全抑制酶活性条带的出现;与0.2%的浓度相比,0.5%和1%的去垢剂TritonX-100或Chapso增溶质膜微囊明显减弱酶活性条带,表明高浓度的去垢剂抑制小麦根质膜NADPH氧化酶活性;(2)与对照相比,NaCl处理明显增强NADPH氧化酶活性温和胶染色出现的酶带;进一步研究发现,未处理质膜微囊超氧阴离子(O2.-)的产生只有7.55 nmol.mg-1protein.min-1,而100 mmol/L NaCl处理的质膜微囊O2.-的产生为13.63 nmol.mg-1protein.min-1。结果表明:质膜蛋白温和胶活性染色出现的酶带可能是小麦根质膜NADPH氧化酶,NaCl处理增强小麦根质膜NADPH氧化酶的活性。     

胞外H2O2及NADPH氧化酶参与了铜胁迫对植物细胞死亡的诱导

以烟草悬浮细胞BY-2(Nicotiana tabacum L.cv.Bright Yellow-2)为材料,探讨了在铜离子胁迫下植物细胞死亡发生过程中胞外H₂O₂及NADPH氧化酶所扮演的角色。实验结果表明,随着外源CuCl₂浓度的上升(从0~700 μmol·L^-1),细胞死亡水平不断上升,且胞外H₂O₂的水平也不断增加。在300 μmol·L^-1的CuCl₂诱导细胞死亡的过程中,加入H₂O₂清除剂N-N-二甲基硫脲(DMTU)降低了胞外CuCl₂胁迫下H₂O₂含量增加的同时也降低了细胞死亡水平的上升,这一观察表明了铜离子胁迫所导致的细胞死亡的发生和胞外H₂O₂的增加有关。进一步的研究表明,300 μmol·L^-1 CuCl₂的胁迫导致了NADPH氧化酶活性的显著性上升,而加入NADPH氧化酶的抑制剂（二亚苯基碘,DPI,)则降低了CuCl₂胁迫所导致的细胞死亡和胞外H₂O₂含量的上升。上述结果表明,胞外H₂O₂和NADPH氧化酶参与了CuCl₂对植物细胞死亡的诱导作用。     

NADPH氧化酶可能参与了ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞运动

研究了NADPH氧化酶在ABA（abscisic acid)诱导蚕豆气孔关闭信号转导网络中的作用,荧光光谱实验表明,在嗜中性白血球NADPH氧化酶抑制剂DPI(diphenyleneio-donium)存在的条件下,与对照相比,大大逆转了由ABA引起HPTS（8-hydroxypyrene-1,3,6-trisulfonic acid,trisodium salt)的荧光强度下降。表皮生物分析法显示,10^-6mol/L的DPI和10^3unit/mL的过氧化氢酶（catalase,CAT)在一定程度上也逆转了ABA诱导张开气孔的关闭。因此推测：在ABA诱导蚕豆气孔保卫细胞过程中,质膜上的NADPH气体酶可能催化形成超氧自由基O^-2,再经歧化反应形成H2O2,而形成的H2O2参与了气孔运动调节。     

敲减NADPH氧化酶4能降低STAT3活性抑制人黑色素瘤A375细胞的增殖

NADPH氧化酶参与细胞活性氧族（ROS）的生成过程,而ROS与肿瘤细胞增殖密切相关. 为了阐明NADPH氧化酶影响黑色素瘤A375细胞增殖的分子机制,本文首先应用荧光定量PCR和Western 印迹证实NOX4为人黑色素瘤A375细胞的NADPH氧化酶功能核心亚基;随后根据NOX4基因设计3条干扰序列和对照序列并连接到pSuper-retro-puro载体,经鉴定后转化E.coli DH5α感受态细胞、筛选有效干扰序列并用于逆转录病毒包装,病毒液感染A375细胞并经嘌呤霉素筛选10 d,构建了NOX4缺陷的A375稳转细胞珠（A375 NOX4Δ）,其NOX4的mRNA和蛋白表达分别下降了66.02%和77.35%,伴随NADPH氧化酶活性和ROS水平分别下降了79.17%和64.16%;MTT、EdU法检测显示,A375-NOX4Δ细胞的增殖能力比A375-WT细胞明显降低、倍增时间延长,增殖细胞数量下降了68.27%（P＜0.01）,呈现G1→S期阻滞;Western blot检测表明A375 NOX4Δ细胞的 cyclin D1、CDK4分别下降了55.7%（P＜0.01）和64.8%（P＜0.01）,而P53、P21分别增加了6.89 倍（P＜0.01）和3.27 倍（P＜0.01）,STAT3、P-STAT3分别下降了51.80%（P＜0.05）和82.58%（P＜0.01）;电泳迁移率变动分析（EMSA）表明,A375 NOX4Δ细胞的STAT3-DNA结合活性明显降低. 上述结果提示,敲减A375细胞的NOX4表达可能通过减少ROS生成使得STAT3磷酸化水平及其结合DNA的活性下降,最终导致A375-NOX4Δ细胞增殖减少、呈现G1→S期阻滞,这为黑色素瘤发病机制研究提供了新思路及可能的药物作用靶点.     

NADPH氧化酶与ROS信号区域化

最近有关活性氧物质 (ROS)的研究取得了突飞猛进的进展,尤其是其作为第二信使介导了许多生理性与病理性细胞事件,包括细胞分化、过度生长、增殖及凋亡.为了避免ROS的毒性产生特异性的信号转导,ROS的产生与代谢必须被严格调控;其具体的调控机制一直是人们关注的焦点. 最近有关ROS区域化观点的提出解决了这一问题. NADPH是生成ROS的主要来源. 研究发现,NADPH氧化酶及其衍生的ROS存在于机体的多种组织内,且在细胞中呈区域化分布,对细胞内信号的精确调控具有至关重要的作用. NADPH一方面通过小窝/脂筏组装成功能型复合物,从而产生ROS区域化;另一方面,NADPH通过其不同亚细胞定位亚基与各种靶蛋白之间的相互作用,产生ROS特异性. 本文系统综述了NADPH衍生的ROS信号区域化,为进一步理解ROS信号在各种生理或病理过程的分子调控机制提供理论依据.     

NADPH氧化酶参与水杨酸诱导的蚕豆气孔关闭过程

水杨酸(SA)可以浓度依赖的方式诱导蚕豆叶片的气孔关闭,1～1000μmol·L~(-1)SA所诱导的气孔关闭可以再开放,而10~(-2)mol·L~(-1)的SA导致的气孔关闭则否。质膜NADPH氧化酶抑制剂二亚苯基碘(DPI)可削弱SA作用的45%～60%。表明SA诱导的气孔关闭可能与H_2O_2的产生有关。以H_2O_2荧光探针H_2DCFDA结合显微注射技术直接检测保卫细胞内产生H_2O_2的结果显示,100μmol·L~(-1)SA可引起保卫细胞内荧光素(DCF)荧光快速增强。在DPI存在的情况下,经SA处理的保卫细胞,仅在其叶绿体部位产生H_2O_2,而质膜附近的DCF荧光增强则受到抑制。表明叶绿体可能是保卫细胞内产生H_2O_2的主要部位,质膜NADPH氧化酶也可能参与SA诱导H_2O_2的产生。     

Acetaminophen Toxicity in Mice Lacking NADPH Oxidase Activity: Role of Peroxynitrite Formation and Mitochondrial Oxidant Stress

Previous data have indicated that activated macrophages may play a role in the mediation of acetaminophen toxicity. In the present study, we examined the significance of superoxide produced by macrophages by comparing the toxicity of acetaminophen in wild-type mice to mice deficient in gp91phox, a critical subunit of NADPH oxidase that is the primary source of phagocytic superoxide. Both groups of mice were dosed with 300?mg/kg of acetaminophen or saline and sacrificed at 1, 2, 4 or 24?h. Glutathione in total liver and in mitochondria was depleted by approximately 90% at 1?h in wild-type and knock out mice. No significant differences in toxicity (serum transaminase levels or histopathology) were observed between wild-type and mice deficient in gp91phox. Mitochondrial glutathione disulfide, as a percent of total glutathione, was determined as a measure of oxidant stress produced by increased superoxide, leading to hydrogen peroxide and/or peroxynitrite. The percent mitochondrial glutathione disulfide increased to approximately 60% at 1?h and 70% at 2?h in both groups of mice. Immunohistochemical staining for nitrotyrosine was present in vascular endothelial cells at 1?h in both groups of mice. Acetaminophen protein adducts were present in hepatocytes at 1?h in both wild-type and knock out animals. These data indicate that superoxide from activated macrophages is not critical to the development of acetaminophen toxicity and provide further support for the role of mitochondrial oxidant stress in acetaminophen toxicity.