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抗氧化應激轉錄因子-Nrf2的研究進展*

2011-02-13 00:13:54林曉萍沈華浩
中國病理生理雜志 2011年6期
關鍵詞:泛素半胱氨酸活化

林曉萍, 李 雯, 沈華浩

(浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院呼吸科,浙江杭州310009)

細胞毒物、致癌物以及親電子試劑在外界環(huán)境中無處不在,這些物質及其代謝產物直接或間接干擾DNA、蛋白質和脂質等生物大分子的生理功能,參與各種疾病包括腫瘤、老化、哮喘、急性肺損傷、動脈粥樣硬化、神經退行性疾病和自身免疫病等疾病的病理生理過程,時刻威脅人類健康。為了對抗各種外來物質的攻擊,細胞在進化過程中逐漸獲得了對抗這些毒性物質的防御能力。其中一個對抗氧化應激最重要的細胞防御機制是由核因子E2相關因子2(nuclear factor-E2-related factor 2,Nrf2)所介導的,Nrf2通過與胞漿蛋白Kelch樣環(huán)氧氯丙烷相關蛋白-1(Kelch-like epichlorohydrin-associated protein 1,Keap1)以及抗氧化反應元件(antioxidant response element,ARE)相互作用,啟動下游編碼抗氧化蛋白和II相解毒酶的基因表達,發(fā)揮細胞保護作用。

1 Nrf2、Keap1基本結構

1.1 Nrf2的基本結構 Nrf2是CNC(cap'n'collar)轉錄因子家族成員中活力最強的轉錄調節(jié)因子,主要表達于如肝臟、腎臟等代謝和解毒組織中,以及其它持續(xù)暴露在環(huán)境中的組織如皮膚、肺、消化道等,普遍表達于各種細胞[1]。

人類Nrf2與雞、鼠Nrf2具有同源性,均含有6個高度保守的環(huán)氧氯丙烷(epichlorohydrin,ECH)相關蛋白同源結構域(Nrf2-ECH homology,Neh)[1-3]。分別如下:(1)Neh1 區(qū):含 1 個 CNC 類型的堿性亮氨酸拉鏈結構(basic leucine zipper,bZ-ip),必須與其它轉錄因子形成異二聚體后才能識別并結合ARE,啟動目標基因轉錄。此外,該區(qū)還含有功能性核定位信號(nuclear localization signal,NLS)和富含亮氨酸的核輸出信號(nuclear export signal,NES),參與調控Nrf2的核轉位和降解;(2)Neh2區(qū):與胞漿蛋白Keap1的Kelch區(qū)相結合;(3)Neh3:是活化轉錄所必需的,通過招募共激動劑-染色質解螺旋酶DNA結合蛋白6(chromodomain helicase DNA-binding protein 6,CHD6)活化轉錄,不過目前還不知道CHD6的特定功能;(4)Neh4和Neh5:富含酸性氨基酸殘基,是2個獨立的激活區(qū),二者協(xié)同激活環(huán)磷酸腺苷反應元件結合蛋白(cyclic AMP response element-binding protein,CREB)結合蛋白(CREB-binding protein,CBP);(5)Neh6區(qū):富含絲氨酸殘基,與Nrf2氧化-還原非依賴的負性調節(jié)有關,但目前尚不清楚其作用或重要性。

1.2 Keap1的基本結構 Keap1是Kelch家族多區(qū)域阻遏蛋白。正常情況下錨定于胞漿、栓在肌動蛋白細胞骨架上[2,3]。人類Keap1蛋白一級結構包含5個區(qū),分別是:(1)N末端區(qū)域;(2)BTB(bric-abrac/tramtrack/broad complex):是在肌動蛋白結合蛋白和鋅指轉錄因子中發(fā)現(xiàn)的一個蛋白-蛋白相互作用的進化保守基序,通常和其它BTB區(qū)形成二聚體,是Keap1與Nrf2解離、阻止II相基因轉錄所必需的;(3)干預區(qū)(intervening region,IVR):該區(qū)域不僅富含半胱氨酸,而且含有Keap1活性最強的半胱氨酸殘基,是整個蛋白的功能調節(jié)區(qū),不僅參與親電化合物及氧化劑的反應,同時還參與形成泛素化連接酶、穩(wěn)定Nrf2;(4)雙甘氨酸或Kelch重復區(qū)(double glycine or Kelch repeat,DGR區(qū)):含有6個雙甘氨酸重復序列或6個Kelch模序,重復的Kelch模序形成6片經典的β螺旋,含有多個潛在的蛋白質結合位點,是Keap1與Neh2區(qū)結合的位點,也是Keap1與胞漿肌動蛋白結合的位點[2,3];(5)C 末端。

2 Nrf2-Keap1系統(tǒng)活化的機制

目前認為,Nrf2的活性主要由Keap1負性調節(jié)。在基礎條件下,細胞氧化-還原內環(huán)境維持穩(wěn)定,絕大部分 Nrf2以非活性狀態(tài)儲存于細胞質中,與Keap1相偶聯(lián),后者與胞漿肌動蛋白結合而被錨定在胞漿,通過泛素介導的蛋白降解系統(tǒng)維持Nrf2的基礎水平;另一部分Nrf2以活性狀態(tài)存在于細胞核中介導基因的基本轉錄。當受到親電子物質或氧化劑作用時,通過細胞內信號通道途徑,如蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)、磷脂酰肌醇激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)和(或)絲裂酶原激活蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)途徑,Keap1感受到氧化-還原狀態(tài)失衡,其半胱氨酸殘基被修飾,導致E3泛素連接酶構象改變、不利于Nrf2泛素化,從而導致Nrf2發(fā)生磷酸化,與Keap1解耦聯(lián)、轉移入核,與其專性伴侶-肌腱膜纖維肉瘤蛋白(musculoaponeurotic fibrosarcoma protein,Maf)結合成異二聚體,識別并結合ARE,啟動II相解毒酶及細胞內氧化-還原平衡蛋白基因等多種不同類型基因轉錄[2]。氧化-還原平衡一恢復,Nrf2與ARE序列解離,輸出到胞漿,通過Cullin3依賴的E3泛素連接酶機制進行泛素化后降解,關閉Nrf2通路,重新維持低水平的Nrf2。

2.1 Nrf2與Keap1相互作用的位點 Nrf2的Neh2區(qū)存在2個不同親和力的Kelch重復區(qū)域結合位點-ETGE模序和DLG模序。反向雙雜交篩選實驗顯示鼠Neh2區(qū)的ETGE模序能夠參與Keap1 Kelch重復區(qū)的高親和力反應[4]。Kelch重復區(qū)和含有ETGE的Neh2合作結晶學顯示Nrf2酸性肽77DEETGE82形成緊湊的β-轉角結構,參與多個堿性氨基酸(第380、415和483個精氨酸,第436個組氨酸)和位于鼠及人類Keap1 Kelch重復區(qū)底部的極性氨基酸(第334、525和572個酪氨酸,第363、508和555個絲氨酸,第382個天冬酰氨酸)之間的高親和力反應。

Neh2區(qū)與Keap1第二親和力的位點,稱為DLG模序[5]。Kelch重復區(qū)的晶體學發(fā)現(xiàn)其包圍環(huán)繞著DLG模序,揭露了Nrf2的27DIDLGV32與Keap1 Kelch重復區(qū)的反應方式和ETGE模序相似,第26個谷氨酰氨酸、第27和29個天氨酸被結合的方式與第79個谷氨酸、第80個蘇氨酸和第82個谷氨酸相似。然而,DLG肽與Kelch重復序列產生的相互靜電作用比ETGE肽產生的少。

2.2 Nrf2-Keap1系統(tǒng)活化的機制 Keap1蛋白富含活性半胱氨酸,由于位于堿性氨基酸旁邊,大約一半具有高度活性,其巰基pKa減小易于形成硫離子,與親電子劑形成復合物或者易于被氧化。在體外烷化反應和體內定點突變實驗均鑒定出只有保守的第151、273和 288個半胱氨酸(cysteine 151,273 and 288,C151、C273和C288)殘基是Keap1的功能亞基,缺乏這3個半胱氨酸殘基的Keap1突變體無法負性調節(jié) Nrf2[6,7]。C151 點突變?yōu)榻z氨酸的 Keap1 突變體抑制Nrf2的能力與野生型Keap1相當,但是前者不可逆地抑制了Nrf2的活化,使ARE下游基因表達減低、氧化-還原應激無法誘導,所以C151很可能是Nrf2誘導劑直接烷化的主要位點[6]。C273或C288點突變?yōu)榻z氨酸的Keap1突變體可以結合Nrf2,但是無法抑制Nrf2[7]。這些數(shù)據(jù)表明C151是Nrf2通路活化所必須,而C273、C288是抑制Nrf2所必須的。我們推論這3個半胱氨酸殘基可能是keap1-Nrf2感受氧化-還原狀態(tài)的中心,但具體機制有待進一步研究。

2.3 Keap1抑制Nrf2的模型

①模型1:胞漿錨定模型 該模型認為在正常內環(huán)境穩(wěn)態(tài)下,Nrf2與Keap1相互作用而停留在胞漿里。氧化應激時,二者解偶聯(lián),Nrf2從胞漿轉移到核內。Keap1通過結合肌動蛋白而與細胞支架聯(lián)合在一起支持了這個模型[3];另一種可能是Keap1通過結合磷酸變位酶家族成員5(PGAM5)與線粒體聯(lián)合[8]。因此,當親電子試劑或氧化劑攻擊時,Nrf2可能從細胞支架或者線粒體結合部位解離。

②模型2:核-漿穿梭模型 這個模型通過氧化-還原應激調節(jié)Nrf2。在正常內環(huán)境穩(wěn)態(tài)下,Keap1將Nrf2保留在1個亞核隔離區(qū),限制Nrf2的核含量,阻止與其下游基因啟動子ARE序列結合;應激狀態(tài)下,核蛋白前胸腺素結合Keap1的Kelch重復區(qū)域,從而釋放Nrf2,激活其下游基因[9]。Nrf2的核定位信號(NLS)和核輸出信號(NES)之間的平衡調節(jié)Nrf2在細胞中的穿梭運動以及Nrf2的降解。輸出蛋白Crm-1可與Nrf2的NES結合,調控Nrf2進行核輸出和降解。位于Neh5區(qū)內的NES有一個內源性半胱氨酸,由氧化劑或親電子試劑修飾后,可阻止識別輸出蛋白Crm-1的模序,導致Nrf2核堆積;bZIP區(qū)內的NES緊鄰第568個酪氨酸,在氧化應激期間,該酪氨酸發(fā)生磷酸化,可能阻止輸出蛋白Crm-1介導的Nrf2核輸出[2]。也有研究認為糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase 3,GSK -3)參與Nrf2的穿梭運動。GSK-3屬于保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶家族,包括GSK-3α(51 kD)和 GSK -3β(47 kD)2種亞型,目前研究主要集中在GSK-3β。GSK-3β具有廣泛的細胞功能,參與細胞凋亡、新陳代謝、蛋白質翻譯及基因表達;還介導Nrf2磷酸化、抑制其核轉位[10]。

③模型3:泛素化降解模型 這個模型說明在正常內環(huán)境穩(wěn)態(tài)下,在Keap1依賴的形式下,Nrf2不斷被26S蛋白酶體降解。2004年,已證明Keap1是負責Nrf2降解的Keap1-Cullin3-Rbx1 E3泛素連接酶復合體的底物銜接蛋白[11]。在基礎條件下,Keap1通過其 BTB區(qū)結合 Cullin3、Kelch區(qū)結合 Nrf2,將Nrf2連接到E3復合體,使泛素從E3轉移到Nrf2的賴氨酸殘基;同時,Cullin3結合ring-box1(Rbx1,也稱為Roc1),形成一個核心E3泛素連接酶復合體。從而,泛素化的Nrf2很快由26S蛋白酶體降解而保持Nrf2通路關閉。

④模型4:Nrf2基因誘導模型 Nrf2基因啟動子包含ARE序列和異源物質反應元件(xenobiotic responsive element,XREs)。ARE序列對一些具有抗氧化能力的外來物反應,XRE則由轉錄因子芳香烴受體(aryl hydrocarbon receptor,AhR)激活,主要調節(jié) I相代謝酶表達。3H-1,2-二硫雜環(huán)戊二烯-3-硫酮和萊菔硫烷處理后,鼠角質化細胞的Nrf2 mRNA水平增高[12],表明Nrf2基因啟動子中含有ARE序列;2,3,7,8-四氯二苯二氧芑處理后,肝癌1c1c7細胞的Nrf2蛋白和mRNA含量均增加,這與Nrf2基因啟動子存在 XREs相一致[2]。

由于這些機制可能在不同的生理狀態(tài)下執(zhí)行,所以這4個模型不相互排斥,可以獨立存在,亦可相互補充。

3 Nrf2的功能

Nrf2介導的抗氧化反應是一種主要的細胞防御機制。Nrf2缺失或激活障礙,可加重氧化應激源的細胞毒性,導致細胞功能障礙、凋亡甚至死亡。在過去20年里,有關Nrf2、氧化應激與人類不同疾病發(fā)病機理關系的研究增多,這些疾病包括:腫瘤、哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病、動脈粥樣硬化、神經退行性疾病和老化過程。

3.1 Nrf2活化預防和促進腫瘤

①Nrf2活化預防腫瘤作用 50多年的研究鑒定出許多來源于植物的化合物-植物化學物質,具有化學預防功能;同時也已鑒定出許多化學預防化合物是Nrf2的誘導劑。植物來源的強Nrf2誘導劑包括:萊菔硫烷(十字花科蔬菜)、姜黃素(香料)、表兒茶素酸酯(綠茶)、白藜蘆醇(葡萄)、咖啡酸苯乙酯(松樹)、咖啡醇和咖啡白(咖啡)、番茄紅素(番茄)。除了植物化學物質外,有些合成的化學藥品如奧替普拉也是強Nrf2誘導劑。這些化學預防復合物通過誘導Nrf2依賴的適應性反應,包括II相解毒酶、抗氧化劑和防止細胞隨后發(fā)展成腫瘤的運載體,發(fā)揮其化學預防功能。因此,認為Nrf是一個“好”蛋白,保護人類免受致癌物質所致的遺傳損傷。

許多使用Nrf2敲除小鼠的體內研究進一步證明了Nrf2在腫瘤預防中的關鍵作用。Nrf2敲除小鼠的II相基因如谷胱甘肽S轉移酶(glutathione S-transferase,GST)、還原型輔酶Ⅰ醌類氧化還原酶[NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1,NQO1]和谷氨酰半胱氨酸連接酶(glutamate-cysteine ligase,GCL)的基礎和誘導水平均減少。Nrf2敲除小鼠對化學毒物和致癌物質的敏感性增高,對腫瘤預防復合物的保護作用產生抵抗。

②Nrf2促進腫瘤 令大家驚奇的是,新的研究揭示出Nrf2也有“陰暗面”,它不僅能阻止正常細胞轉化成腫瘤細胞,但在有害環(huán)境中也能促進腫瘤細胞的生長。腫瘤細胞系或者腫瘤組織通過Keap1突變或基因雜合性丟失,上調Nrf2蛋白水平及其下游基因的轉錄,從而促進腫瘤的生長。人體研究也表明,肺腺癌患者有高Keap1體細胞突變發(fā)生率;在乳腺癌患者中發(fā)現(xiàn)Keap1第23個半胱氨酸點突變損害了Keap1抑制Nrf2轉錄的功能,雖然其仍能與Nrf2和Cullin3相互作用,但無法有效地促進 Nrf2泛素化[13]。綜上所見,Keap1功能喪失可能會導致Nrf2長期活化,上調Nrf2下游基因從而給癌細胞提供生長幫助。

另外,Nrf2誘導化學耐藥也可能是促進腫瘤生長的機制。Nrf2穩(wěn)定過表達能增強腫瘤細胞對順鉑、阿霉素和足葉乙甙等化療藥的耐藥性,相反,使用小干擾 RNA(small interfering RNA,siRNA)干擾Nrf2后,能增加腫瘤細胞對這些化療藥物的敏感性。同樣,應用小分子化學藥物-特丁基對苯二酚(tertiary butylhydroquinone,tBHQ)激活Nrf2也能增強腫瘤細胞對化療藥物的耐藥性[14]。

3.2 Nrf2在氣道疾病中的保護作用 整個支氣管氣道上皮細胞襯液和組織中含有豐富的胞內、胞外抗氧化劑。由于氣道首先與吸入性氧化劑接觸,其氧化-還原平衡可被增強的氧化負擔反復打亂。已知許多急、慢性呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病機理與氧化應激有關,包括肺氣腫/慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)、哮喘、急性肺損傷(acute lung injury,ALI)/急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)、肺惡性腫瘤、特發(fā)性肺纖維化和囊性纖維化。

①肺氣腫/慢性阻塞性肺疾病(COPD) 多個人類研究表明,老年吸煙者和COPD患者中肺組織和肺泡巨噬細胞中Nrf2-Keap1-Bach1平衡低下,Bach1和Keap1水平增高。相比Nrf2+/+小鼠,長期暴露于香煙煙霧(4或6個月)的Nrf2-/-小鼠,將導致更嚴重的肺氣腫癥狀、氧化DNA加合物形成增多、細胞凋亡并抑制肺抗氧化酶[15]。

②哮喘和過敏性氣道疾病 動物實驗研究表明,Nrf2缺陷使卵白蛋白誘發(fā)的氣道炎癥和高反應性增強;Nrf2-/-小鼠還同時伴隨顯著的肺黏液細胞過度增生、嗜酸性細胞浸潤、Th2細胞因子IL-4和IL-13增多以及體內多種抗氧化劑功能受抑制。暴露于環(huán)境中各種氧化劑,例如臭氧或汽車尾氣顆粒(diesel exhaust particle,DEP)等顆粒物質,能引起哮喘樣癥狀或者加重原有氣道變應性疾病。DEP包含許多前氧化劑和醌、多環(huán)芳烴等致癌物質,能夠誘導肺泡巨噬細胞和支氣管上皮細胞1型血紅素氧化酶(heme oxygenase 1,HO-1)、GST和其它 II相酶表達。研究已經闡述了Nrf2-ARE信號通路在DEP誘導的肺氧化應激和損傷中的重要性。他們發(fā)現(xiàn)暴露于大劑量 DEP(3 mg/m3)后,Nrf2-/-小鼠形成的DNA加合物比Nrf2+/+小鼠明顯增多;暴露于低劑量DEP(100 μg/m3)后,Nrf2-/-小鼠氣道高反應性以及淋巴細胞和嗜酸性細胞的炎癥顯著增強[16]。總的來說,Nrf2介導的抗氧化通路可決定對不同過敏原引起肺部疾病的敏感性。

③ ALI/ARDS Cho 等[17]通過對比 Nrf2+/+和Nrf2-/-小鼠對組織高氧的不同反應來證明Nrf2是ALI模型中一個候選易感基因。相比野生型小鼠,Nrf2-/-小鼠肺高通透性、炎癥浸潤和上皮損傷增強;與Nrf2-ARE通路在高氧引起的肺毒性中的保護作用一致,Nrf2-DNA結合活性和多種抗氧化酶(如GST、NQO1、GCL、HO - 1)的表達在 Nrf2-/-小鼠中明顯減弱。在高潮氣量機械通氣引起的呼吸機相關性肺損傷(ventilator-induced lung injury,VILI)小鼠模型中發(fā)現(xiàn),與Nrf2+/+小鼠相比,Nrf2-/-小鼠肺泡和血管通透性以及VILI相關的前炎癥因子水平升高,ARE反應性谷胱甘肽合成酶水平減少,氧化-還原平衡破壞[18]。調查人員還發(fā)現(xiàn)小鼠Nrf2在實驗性顱腦損傷所致的ALI中發(fā)揮調節(jié)作用。通過中度體重下降誘發(fā)小鼠腦損傷,與 Nrf2+/+小鼠相比,Nrf2-/-小鼠肺毛細血管通透性、濕/干重比和肺泡細胞凋亡加劇;肺損傷加重與炎癥因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)表達增多和肺抗氧化和解毒酶(NQO1、GST)減少有關[19]。

④彌漫間質性肺纖維化 Nrf2介導的抗氧化通路是限制博來霉素誘導的肺纖維化所必須的。已經闡明了ARE下游的抗氧化酶在實驗性纖維化中的保護作用。通過給予多酚表兒茶素酸酯活化Nrf2-ARE反應可以減輕博來霉素誘導的大鼠肺損傷和炎癥[20]。盡管沒有明確的證據(jù)證明Nrf2在人纖維化患者中的作用,但是觀察到IPF患者肺中Nrf2表達伴隨著氧化劑標記增多,這說明二者是有關聯(lián)的。

3.3 Nrf2參與動脈粥樣硬化 氧化應激和炎癥是促進動脈粥樣硬化斑塊形成的2個關鍵因素。Dai等[21]使用siRNA技術抑制血管內皮細胞Nrf2表達,同時聯(lián)合全基因組轉錄譜,確定Nrf2是改變血管內皮細胞氧化-還原平衡的一個關鍵性決定因素。在2種標準動脈切應力下培養(yǎng)人血管內皮細胞,并從經典的動脈粥樣硬化模型2個不同血管區(qū)域-“易感”區(qū)和“耐受”區(qū)中分離出動脈粥樣硬化保護劑-氯貝丁酯,從而證明“動脈粥樣硬化保護”流通過磷酸酰肌醇激酶(PI3K)/Akt通路差異激活小鼠主動脈粥樣硬化“耐受”區(qū)和“易感”區(qū)的Nrf2及其下游轉錄因子,來維持血管內皮細胞內氧化-還原平衡、減輕氧化應激所致的損傷。

但是,Sussan 等[22]將 Nrf2-/-小鼠與載脂蛋白 E缺陷 (ApoE-/-)小鼠雜交,同時予 ApoE-/-和ApoE-/-Nrf2-/-小鼠致動脈粥樣硬化的飲食 20周,最終在主動脈形成粥樣硬化斑塊。與ApoE-/-小鼠相比,ApoE-/-Nrf2-/-小鼠形成的斑塊面積明顯減小(29.5% 比 11.5%),而且,斑塊面積減少與ApoE-/-Nrf2-/-小鼠巨噬細胞攝取修飾后低密度脂蛋白的量顯著減少有關;后來,從 ApoE-/-Nrf2-/-小鼠分離的巨噬細胞和動脈粥樣硬化斑塊中發(fā)現(xiàn)清道夫受體-分化抗原簇36(cluster of differentiation 36,CD36)表達減少。以上表明,盡管Nrf2有抗氧化功能,但其在小鼠體內是一個促動脈粥樣硬化劑,這個促進作用可能通過陽性調節(jié)CD36分子介導??傊?,Nrf2在動脈粥樣硬化中的作用仍需進一步研究,以幫助制定有利于預防動脈粥樣硬化斑塊形成的治療策略。

再者,活化的Nrf2也可抑制血管平滑肌細胞增殖;保護缺血-再灌注損傷對心肌細胞的損害。

3.4 Nrf2對急性神經損傷、神經退行性變、大腦缺血等有保護作用 體內外模型均顯示Nrf2-ARE通路能有效阻斷由于谷胱甘肽消耗、脂質過氧化、胞內鈣超載、神經興奮性毒素和線粒體電子傳遞鏈斷裂而致的神經毒性,而且還能增加神經元能量和氧化-還原電位、抑制性神經遞質信號和代謝過程。星形膠質細胞-運動神經元共培養(yǎng)實驗數(shù)據(jù)表明星形膠質細胞分泌的谷胱甘肽是Nrf2活化后產生神經保護作用的一個主要組成部分,它由谷氨酸-半胱氨酸連接酶(GCL)和谷胱甘肽合成酶(GSH)連續(xù)作用合成,GCL催化亞基(glutamate cysteine ligase catalytic subunits,GCLC)和修飾亞基(glutamate cysteine ligase modulatory subunits,GCLM)組成了 GSH合成的限速酶復合物,Nrf2活化后GCLC和GCLM的表達均增多。與神經元相比,星形膠質細胞中優(yōu)先活化的Nrf2使GSH合成更有效、含量更高,其分泌的GSH通過作為細胞外抗氧化劑和/或通過增加GSH合成前體利用率提高神經元GSH水平來保護神經元[23]。

此外,轉錄因子Nrf2還與炎癥、自身免疫性疾病、糖尿病、慢性腎功能衰竭等其它人類疾病的發(fā)病、預防有關。

總之,普遍表達于各種細胞的轉錄因子Nrf2介導的細胞防御機制在對抗各種環(huán)境應激和內源性應激的反應中發(fā)揮重要作用,是參與腫瘤預防、腫瘤耐藥、哮喘、COPD、神經和血管保護的重要效應分子。因此,我們應深入研究 Nrf2,闡明 Nrf2-Keap1-ARE通路對不同氧化應激反應的確切調控機制,闡明功能受損的Nrf2-Keap1系統(tǒng)與人類不同疾病之間的相關性,利用該通路作為疾病預防控制以及治療策略的靶點,為人類健康造福。

[1]Moi P,Chan K,Asunis I,et al.Isolation of NF -E2 -related factor 2(Nrf2),a NF-E2-like basic leucine zipper transcriptional activator that binds to the tandem NFE2/AP1 repeat of the β - globin locus control region[J].Proc Natl Acad Sci USA,1994,91(21):9926 -9930.

[2]Zhang DD.Mechanistic studies of the Nrf2-Keap1 signaling pathway[J].Drug Metab Rev,2006,38(4):769 -789.

[3]Kang MI,Kobayashi A,Wakabayashi N,et al.Scaffolding of Keap1 to the actin cytoskeleton controls the function of Nrf2 as key regulator of cytoprotective phase 2 genes[J].Proc Natl Acad Sci USA,2004,101(7):2046 -2051.

[4]Kobayashi M,Itoh K,Suzuki T,et al.Identification of the interactive interface and phylogenic conservation of the Nrf2 - Keap1 system[J].Genes Cells,2002,7(8):807 -820.

[5]McMahon M,Thomas N,Itoh K,et al.Dimerization of substrate adaptors can facilitate cullin-mediated ubiquitylation of proteins by a“tethering”mechanism:a two-site interaction model for the Nrf2 -Keap1 complex[J].J Biol Chem,2006,281(34):24756 -24768.

[6]Luo Y,Eggler AL,Liu D,et al.Sites of alkylation of human Keap1 by natural chemoprevention agents[J].J Am Soc Mass Spectrom,2007,18(12):2226 -2232.

[7]Zhang DD,Hannink M.Distinct cysteine residues in Keap1 are required for Keap1-dependent ubiquitination of Nrf2 and for stabilization of Nrf2 by chemopreventive agents and oxidative stress[J].Mol Cell Biol,2003,23(22):8137-8151.

[8]Lo SC,Hannink M.PGAM5 tethers a ternary complex containing Keap1 and Nrf2 to mitochondria[J].Exp Cell Res,2008,314(8):1789 -1803.

[9]Karapetian RN,Evstafieva AG,Abaeva IS,et al.Nuclear oncoprotein prothymosin α is a partner of Keap1:implications for expression of oxidative stress-protecting genes[J].Mol Cell Biol,2005,25(3):1089 -1099.

[10]Salazar M,Rojo AI,Velaseo D,et al.Glycogen synthase kinase-3β inhibits the xenobiotic and antioxidant cell response by direct phosphorylation and nuclear exclusion of the transcription factor Nrf2[J].J Biol Chem,2006,281(21):14841-14851.

[11]Cullinan SB,Gordan JD,Jin J,et al.The Keap1 - BTB protein is an adaptor that bridges Nrf2 to a Cul3-based E3 ligase:oxidative stress sensing by a Cul3-Keap1 ligase[J].Mol Cell Biol,2004,24(19):8477 - 8486.

[12]Kwak MK,Itoh K,Yamamoto M,et al.Enhanced expression of the transcription factor Nrf2 by cancer chemopreventive agents:role of antioxidant response element-like sequences in the Nrf2 promoter[J].Mol Cell Biol,2002,22(9):2883-2892.

[13]Nioi P,Nguyen T.A mutation of Keap1 found in breast cancer impairs its ability to repress Nrf2 activity[J].Biochem Biophys Res Commun,2007,362(4):816 -821.

[14]Wang XJ,Sun Z,Villeneuve NF,et al.Nrf2 enhances resistance of cancer cells to chemotherapeutic drugs,the dark side of Nrf2[J].Carcinogenesis,2008,29(6):1235-1243.

[15]Malhotra D,Thimmulappa R,Navas - Acien A,et al.Dcline in NRF2-regulated antioxidants in chronic obstructive pulmonary disease lungs due to loss of its positive regulator,DJ-1[J].Am J Respir Crit Care Med,2008,178(6):592-604.

[16]Li YJ,Takizawa H,Azuma A,et al.Disruption of Nrf2 enhances susceptibility to airway inflammatory responses induced by low - dose diesel exhaust particles in mice[J].Clin Immunol,2008,128(3):366 -373.

[17]Cho HY,Jedlicka AE,Reddy SP,et al.Role of NRF2 in protection against hyperoxic lung injury in mice[J].Am J Respir Cell Mol Biol,2002,26(2):175 -182.

[18]Papaiahgari S,Yerrapureddy A,Reddy SR,et al.Genetic and pharmacologic evidence links oxidative stress to ventilator- induced lung injury in mice[J].Am J Respir Crit Care Med,2007,176(12):1222 -1235.

[19]Jin W,Wang H,Yan W,et al.Role of Nrf2 in protection against traumatic brain injury in mice[J].J Neurotrauma,2009,26(1):131 -139.

[20]Sriram N,Kalayarasan S,Sudhandiran G.Epigallocatechin-3-gallate augments antioxidant activities and inhibits inflammation during bleomycin-induced experimental pulmonary fibrosis through Nrf2 - Keap1 signaling[J].Pulm Pharmacol Ther,2009,22(3):221 -236.

[21]Dai G,Vaughn S,Zhang Y,et al.Biomechanical forces in atherosclerosis-resistant vascular regions regulate endothelial redox balance via phosphoinositol 3-kinase/Aktdependent activation of Nrf2[J].Circ Res,2007,101(7):723-733.

[22]Sussan TE,Jun J,Thimmulappa R,et al.Disruption of Nrf2,a key inducer of antioxidant defenses,attenuates ApoE - mediated atherosclerosis in mice[J].PloS One,2008,3(11):e3791.

[23]Kraft AD,Johnson DA,Johnson JA.Nuclear factor E2 -related factor 2-dependent antioxidant response element activation by tert-butylhydroquinone and sulforaphane occurring preferentially in astrocytes conditions neurons against oxidative insult[J].J Neurosci,2004,24(5):1101-1112.

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