核因子E2相关因子2在神经细胞衰老及其相关疾病中的作用

衰老是正常身体功能逐渐出现生物学损伤的过程,中枢神经系统最容易受到影响。目前关于衰老的机制探讨有很多,其中氧化应激被广泛关注。核因子E2相关因子2(Nrf2)作为一种维持人体内氧化还原平衡和信号转导的重要转录因子,可以激活抗氧化反应元件(ARE)以保护大脑免受氧化应激的损伤,从而在抗衰老及相关疾病中起到积极作用。Nrf2的缺失与神经元变性、星型胶质细胞以及小胶质细胞的过度活化有关,其后果是引起衰老及相关疾病。本文对Nrf2与各类神经细胞衰老的关系以及Nrf2在衰老相关神经系统疾病中的作用进行了综述。     

NF-E2相关因子2对视网膜细胞保护作用的研究进展

核转录因子NF-E2相关因子2(Nrf2)介导的抗氧化还原通路在细胞氧化应激损伤过程中起到重要的保护作用。在氧化应激的刺激下,Nrf2可以启动多种细胞保护性基因的表达从而维持细胞稳态。因此,在治疗氧化应激损伤的疾病时,药物诱导Nrf2通路表达上调成为了一个新的研究方向。我们主要从视网膜神经细胞和视网膜血管内皮细胞两个方面总结了Nrf2在视网膜病变中的细胞保护作用的相关研究进展。     

转录因子核因子E2相关因子2对长期中波紫外线照射诱导皮肤肿瘤的影响

背景：紫外线照射是引起皮肤肿瘤的重要环境因素,与其诱导氧化应激反应有关。核因子E2相关因子2是调节细胞内抗氧化应激反应的重要转录因子,胞浆蛋白Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1为其特异性受体,目前核因子E2相关因子2-胞浆蛋白Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1抗氧化系统与皮肤紫外线损伤的关系受到密切关注。 目的：观察中波紫外线照射所致皮肤DNA氧化损伤及光致癌作用,研究转录因子核因子E2相关因子2对长期中波紫外线照射诱导小鼠皮肤肿瘤形成的影响。 方法：取8周龄雌性核因子E2相关因子2基因敲除(Nrf2^-/-) BALB/c小鼠和野生型(Nrf2^+/+)BALB/c小鼠,以100 mJ/cm²剂量的中波紫外线照射小鼠背部4 h。另取Nrf2^-/-小鼠和Nrf2^+/+小鼠以300 mJ/cm²剂量的中波紫外线对小鼠背部进行长期照射,每周3次,连续36周。 结果与结论：Nrf2^-/-小鼠表皮内8-羟基脱氧鸟嘌呤核苷阳性细胞数量显著高于Nrf2^+/+小鼠(P < 0.05),Nrf2^-/-和Nrf2^+/+小鼠中波紫外线长期照射诱导皮肤肿瘤数目和发生率接近(P > 0.05),且皮肤肿瘤组织病理学改变相似,提示核因子E2相关因子2对急性中波紫外线照射所致的DNA损伤具有抗氧化防护作用,在长期中波紫外线照射致癌过程中,转录因子核因子E2相关因子2的活性可能受到多种因素的调节,其具体机制有待于进一步研究。     

转染Elafin对百草枯诱导的肺泡上皮凋亡的影响

目的:探讨转染Elafin对百草枯(Paraquat,PQ)诱导的肺泡上皮凋亡的影响及可能机制。方法:电穿孔法转染p EGFP-C1-Elafin进入A549细胞,培养24 h后,RT-PCR检测Elafin mRNA在A549细胞中的表达情况;并给予生理盐水、不同浓度PQ(5、50、100μmol/L)作用后,Annexin V/PI双染法流式细胞仪检测A549细胞凋亡率、活性氧类物质(Reactive oxygen species,ROS)含量。Western blot检测核因子相关因子2(Nuclear factor erythroid like-2,Nrf2)、血红素加氧酶-1(Heme oxygenase-1,HO-1)表达情况。结果:转入A549细胞Elafin成功表达。PQ呈浓度依赖性导致A549细胞凋亡;PQ可使ROS含量明显增加,Nrf2、HO-1表达下调。Elafin可抑制PQ诱导的细胞调亡,上调Nrf2、HO-1蛋白表达。结论:Elafin可以一定程度抑制PQ诱导的A549细胞凋亡,其机制可能与其上调抗氧化蛋白Nrf2等有关。     

人参皂苷Rg1对小鼠脑缺血再灌注后脑组织损伤及Nrf2/HO-1途径的影响

 目的：观察人参皂苷Rg1对小鼠脑缺血再灌注后脑组织损伤的影响,并从核因子E2相关因子2（Nrf2）/血红素加氧酶1（HO-1）信号通路研究其作用机制。方法：C57BL/6小鼠随机分组,连续给药3 d,末次给药1 h后,结扎双侧颈总动脉造成脑缺血20 min,再灌注24 h。以具有抗氧化应激损伤作用、治疗缺血性脑血管病有效的药物依达拉奉作为阳性对照药。取脑组织行海马CA1区神经细胞病理学测定,RT-PCR法测定Nrf2和HO-1 mRNA表达,Western bloting测定脑组织胞核、胞浆Nrf2和全细胞HO-1蛋白含量。结果：(1)缺血再灌注24 h后,神经细胞出现病理性损伤,细胞存活率显著降低。人参皂苷Rg1和依达拉奉可使神经细胞损伤明显减轻,细胞存活率显著升高。(2)脑缺血再灌注24 h,脑组织Nrf2 mRNA和HO-1 mRNA表达增强,同时脑组织胞核和胞浆中Nrf2蛋白含量增加,核转位率升高,HO-1蛋白表达增强。人参皂苷Rg1和依达拉奉均能降低脑组织胞浆Nrf2蛋白含量,升高胞核Nrf2含量,使Nrf2核转位率升高,并使脑组织HO-1 mRNA和蛋白表达显著增加。依达拉奉的作用强于人参皂苷Rg1,但两药对脑组织Nrf2 mRNA表达无显著影响。结论：人参皂苷Rg1具有抗脑缺血再灌注损伤的作用,其机制可能与激活Nrf2/HO-1信号途径、促进Nrf2合成和核转位、从而促进下游抗氧化蛋白HO-1的表达有关。     

慢性阻塞性肺疾病中转录因子ATF3/ATF4与Nrf2的表达及相互作用

目的: 研究活化转录因子3(ATF3)、活化转录因子4(ATF4)和红系衍生核因子相关因子2(Nrf2)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者体内的表达变化,探讨ATF3、ATF4与Nrf2蛋白之间的相互作用。方法: 肺组织标本取自40例肺肿瘤行肺叶切除者,于远离病灶处取材,诊断符合COPD者入选COPD组(20例),不符合者入选对照组(20例)。取两组患者的肺组织,原位杂交和免疫组化检测ATF3、ATF4和Nrf2 mRNA及蛋白表达水平。复制COPD大鼠模型,应用免疫共沉淀法(Co-IP)研究ATF3、ATF4与Nrf2蛋白之间的相互关系。结果: (1) COPD组患者第1秒用力呼气容积/用力肺活量(FEV₁/FVC)和第1秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV₁%预计值)明显低于对照组(均P<0.01)。(2)COPD大鼠肺功能 (FEV_0.3、FEV_0.3/FVC和PEF)较对照组显著恶化(均 P<0.01)。(3)免疫组化显示COPD组ATF3、ATF4和Nrf2蛋白水平较对照组升高(均 P<0.01)。(4)原位杂交结果显示ATF3和ATF4 mRNA表达水平在COPD组显著高于对照组(均P<0.01),而Nrf2 mRNA在两组表达无明显差异(P>0.05)。(5) Co-IP结果显示在Nrf2抗体捕获的免疫沉淀中,ATF3和ATF4抗体均可杂交出明显的蛋白条带(P<0.05)。 结论: 氧化应激状况下ATF3和ATF4表达明显上调,通过与Nrf2之间的相互作用,可能转录调控Nrf2靶基因的表达,在COPD的氧化／抗氧化失衡中发挥生物学作用。     

不同剂量TNF-α对Nrf2转录调节活性的影响

目的:研究不同剂量肿瘤坏死因子-α(TNF-α)对肺微血管内皮细胞NF-E2相关因子2(Nrf2)转录调节活性的影响。方法:肺组织块贴壁法培养大鼠肺微血管内皮细胞,Ⅷ因子相关抗原间接免疫荧光鉴定所培养的细胞。采用含有0μg/L、2.5μg/L、5μg/L、10μg/L、20μg/L和40μg/LTNF-α的无血清培养基处理肺微血管内皮细胞4h后,以免疫细胞化学技术观察细胞内Nrf2的亚定位及含量的变化;提取细胞核蛋白和总RNA,以变动迁移率分析技术检测Nrf2转录调节活性的变化以及采用RT-PCR技术检测细胞Nrf2 mRNA表达水平的变化。结果:采用2.5、5.0、10.0μg/LTNF-α处理细胞,核内Nrf2水平和Nrf2转录调节活性随浓度的增加而呈现上升趋势;而采用20.0μg/L、40.0μg/LTNF-α处理细胞,核内Nrf2水平及其转录调节活性有所下降;不同剂量TNF-α对细胞Nrf2基因转录水平没有明显影响。结论:不同剂量TNF-α对肺微血管内皮细胞Nrf2转录调节活性产生不同影响:中、低剂量TNF-α增强Nrf2转录调节活性,而大剂量TNF-α引起Nrf2转录调节活性下降。     

转录因子Nrf2/Bach1及MAPK激酶调控γ-GCS在大鼠慢性阻塞性肺疾病中的作用

目的： 研究转录因子红系衍生核因子相关因子-2(Nrf2)及 BTB-CNC异体同源体1(Bach1)在慢性阻塞性肺疾病大鼠肺组织中的表达,探索其感受氧化应激调控谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)表达的可能机制。方法: 复制慢性阻塞性肺疾病（COPD）模型,通过免疫组化、Western blotting、逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）技术研究肺组织Nrf2、Bach1、γ-GCS　mRNA及其蛋白和p-ERK、p-p38、p-JNK蛋白的表达。结果： 免疫组化结果显示COPD组p-ERK、p-p38、γ-GCS、Nrf2蛋白水平较对照组升高（P<0.01）,而Bach1、p-JNK蛋白水平无差异（P>0.05）;Western blotting结果显示COPD组p-ERK、p-JNK、Nrf2核蛋白质水平较对照组升高（P<0.01）,Bach1、p-p38浆蛋白水平较对照组升高(P<0.01）而Bach1 核蛋白水平较对照组降低(P<0.01）;RT-PCR结果显示,COPD组Nrf2、 Bach1 mRNA水平较对照组无差异（P>0.05）, 而γ-GCS mRNA水平升高（P<0.01）;直线相关分析结果表明,γ-GCS mRNA表达水平与Nrf2、p-ERK、p-p38总蛋白质水平,Nrf2、p-ERK、p-JNK核蛋白水平和Bach1、p-p38浆蛋白质水平均呈正相关（P<0.01）,而与Bach1 核蛋白质水平呈负相关（P<0.01）;Nrf2 核蛋白质水平与p-ERK、p-JNK核蛋白水平呈正相关（P<0.01）,而Bach1 核蛋白质水平与p-ERK、p-JNK核蛋白水平呈负相关（P<0.01）。结论: 在慢性阻塞性肺疾病的发病过程中转录因子Nrf2 /Bach1可能在核内竞争反向调节抗氧化基因γ-GCS的表达; 信号转导蛋白p-ERK、p-JNK在调控Nrf2 /Bach1核内平衡中起重要作用,且调控主要发生在转录后水平;γ-GCS可能还存在其它转录调节机制。     

Nrf2在支气管哮喘豚鼠炎症细胞中调控γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶的表达

目的：探讨核因子相关因子-2(Nrf2)调控γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-GCS)在支气管哮喘豚鼠肺泡灌洗液(BALF)炎症细胞中的表达。方法：38只健康雄性豚鼠随机分为对照组（A组）、哮喘组（B组）和地塞米松治疗组（C组），卵蛋白致敏法复制哮喘模型，检测3组豚鼠肺组织匀浆中丙二醛（MDA）浓度，收集BALF，行细胞计数和分类。离心，细胞涂片行免疫细胞化学和原位杂交，检测Nrf2、Bach1、γ-GCS蛋白和mRNA。结果：（1）B组嗜酸性粒细胞数（EOS）比例高于A组和C组；（2）肺组织中MDA浓度B组高于A组和C组；（3）γ-GCS原位杂交A组A值高于B组和C组；Nrf2、Bach1原位杂交A值3组差异无显著；（4）γ-GCS 免疫细胞化学B组A值低于A组；Nrf2细胞核内阳性率 B组低于A组和C组；Bach1细胞核内阳性率B组高于A组和C组；（5）γ-GCS mRNA表达（A值）与Nrf2核内阳性率呈正相关，与Bach1核内阳性率呈负相关；B组BALF 中γ-GCS mRNA表达（A值）与EOS比例呈负相关。结论：支气管哮喘豚鼠体内存在氧化/抗氧化失衡，炎症反应使γ-GCS在豚鼠支气管哮喘炎症细胞中的表达降低，地塞米松可以通过调节Nrf2/Bach1核转位而增加γ-GCS表达。     

Nrf2激活剂缓解低氧性肺动脉高压大鼠肺血管重构

目的探讨核因子E2相关因子2(Nrf2)激活对低氧性肺动脉高压(PAH)大鼠血管重构的影响,并初步探讨其机制。方法将大鼠分为:对照组、低氧组(低氧处理大鼠)、Nrf2激活组(低氧处理前1周每天灌胃5 mg/kg Nrf2激动剂莱菔硫烷,连续4周),每组8只。检测心肺血流动力学和右心室肥大指标平均肺动脉压(mPAP),并计算右心室肥厚指数=右心室(RV)/(左心室+室间隔)(LV+S);HE染色测定肺血管重构相关指标并计算肺小动脉血管壁面积(WA)/血管总面积(TA),血管中膜厚度(MT)/血管动脉外径(ED);硫代巴比妥酸法、氮蓝四唑法分别检测氧化应激指标丙二醛(MDA)、超氧化物岐化酶(SOD)活性;qRT-PCR检测肺动脉中基质金属蛋白酶(MMP)-2、MMP-9 mRNA水平;Western blot检测肺动脉组织中Nrf2、抗氧化反应元件(ARE)、磷酸酰胺腺嘌呤二核苷酸醌氧化还原酶-1(NQO-1)、血红素氧合酶1(HO1)蛋白水平。结果与对照组相比,低氧组mPAP、RV/(LV+S),WA/TA、MT/ED水平,肺动脉组织中MDA水平,MMP-2、MMP-9 mRNA水平,胞核Nrf2、ARE、NQO1、HO1蛋白水平升高(P0.05);肺动脉组织中SOD活性,胞质Nrf2蛋白水平降低(P0.05)。与低氧组相比,Nrf2激活组mPAP、RV/(LV+S)水平,WA/TA、MT/ED水平,肺动脉组织中MDA水平,MMP-2、MMP-9 mRNA水平,胞质Nrf2蛋白水平降低(P0.05);肺动脉组织中SOD活性,胞核Nrf2、ARE、NQO1、HO1蛋白水平升高(P0.05)。结论 Nrf2激活可延缓PAH造成的血管重构,该作用可能是通过激活Nrf2/ARE通路实现的。     

子宫颈病变中Nrf2和Keap1蛋白的表达及与预后的关系

目的 探讨氧化应激蛋白核因子E2相关因子(nuclear factor E2-related factor,Nrf2)和Kelch样ECH相关蛋白1(Kelch-like ECH-related protein 1,Keap1)在子宫颈病变中的表达及与预后的关系.方法 收集20例子宫颈上皮内病变和67例子宫颈癌(Ia期...     

MicroRNA-141靶向Keap1调控Nrf2/ARE信号通路对乳腺癌T47D细胞活力的影响

目的:探讨微小RNA-141(miRNA-141)靶向Keap1调控Nrf2/ARE信号通路对乳腺癌T47D细胞活力的影响。方法:乳腺癌T47D细胞分别转染miRNA-141模拟物(mimic)和阴性对照序列(NC),作为miRNA-141组和NC组,并设立未转染空白对照组,采用real-time PCR法检测细胞中miRNA-141的含量;MTT法与荧光探针2’,7’-二氢二氯荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)法分别检测细胞活力和活性氧簇(ROS)水平;Western blot法检测胞质接头蛋白Keap1、核因子E2相关因子2(Nrf2)、超氧化物歧化酶2(SOD2)和谷胱甘肽过氧化酶1(GPx1)的表达;双萤光素酶实验检测miRNA-141与Keap1的关系。结果:转染miRNA-141 mimic后,miRNA-141组的miRNA-141表达量明显增高,细胞活力、ROS水平和Keap1蛋白表达均下降,而细胞核Nrf2蛋白SOD2和GPx1表达升高(P0.05);双萤光素酶实验结果显示Keap1为miRNA-141的靶基因。结论:miRNA-141可能通过靶向负调控Keap1激活Nrf2/ARE信号通路,诱导抗氧化酶的表达,以降低细胞氧化应激水平,从而抑制乳腺癌细胞的活力。     

UHRF1 regulation of the Keap1–Nrf2 pathway in pancreatic cancer contributes to oncogenesis

The cellular defence protein Nrf2 is a mediator of oncogenesis in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) and other cancers. However, the control of Nrf2 expression and activity in cancer is not fully understood. We previously reported the absence of Keap1, a pivotal regulator of Nrf2, in ～70% of PDAC cases. Here we describe a novel mechanism whereby the epigenetic regulator UHRF1 suppresses Keap1 protein levels. UHRF1 expression was observed in 20% (5 of 25) of benign pancreatic ducts compared to 86% (114 of 132) of pancreatic tumours, and an inverse relationship between UHRF1 and Keap1 levels in PDAC tumours (n = 124) was apparent (p = 0.002). We also provide evidence that UHRF1‐mediated regulation of the Nrf2 pathway contributes to the aggressive behaviour of PDAC. Depletion of UHRF1 from PDAC cells decreased growth and enhanced apoptosis and cell cycle arrest. UHRF1 depletion also led to reduced levels of Nrf2‐regulated downstream proteins and was accompanied by heightened oxidative stress, in the form of lower glutathione levels and increased reactive oxygen species. Concomitant depletion of Keap1 and UHRF1 restored Nrf2 levels and reversed cell cycle arrest and the increase in reactive oxygen species. Mechanistically, depletion of UHRF1 reduced global and tumour suppressor promoter methylation in pancreatic cancer cell lines, and KEAP1 gene promoter methylation was reduced in one of three cell lines examined. Thus, methylation of the KEAP1 gene promoter may contribute to the suppression of Keap1 protein levels by UHRF1, although our data suggest that additional mechanisms need to be explored. Finally, we demonstrate that K‐Ras drives UHRF1 expression, establishing a novel link between this oncogene and Nrf2‐mediated cellular protection. Since UHRF1 over‐expression occurs in other cancers, its ability to regulate the Keap1–Nrf2 pathway may be critically important to the malignant behaviour of these cancers. © 2015 The Authors. Journal of Pathology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Pathological Society of Great Britain and Ireland.     

Prognostic and predictive values of Nrf2, Keap1, p16 and E-cadherin expression in ovarian epithelial carcinoma

Objectives: Despite considerable interest in the Nuclear factor-erythroid 2-related factor 2 (Nrf2)/Kelch-like ECH-associated protein-1 (Keap1), p16 and epithelial cadherin (E-cadherin) activation in carcinoma progression, contradictory results regarding association of Nrf2/Keap1/E-cadherin and p16 expression with clinico-pathological features and prognosis have been reported. The predictive value of these markers in ovarian carcinoma is unknown. Methods/Materials: In this retrospective study, 108 cases were evaluated immunohistochemically with antibodies to Nrf2, Keap1, estrogen receptor (ER), p16 and E-cadherin. The results were compared with histological and clinical data, disease-free survival (DFS) and overall survival (OS). Results: A cohort of 108 ovarian carcinomas (47 serous, 23 mucinous, 13 endometrioid and 25 clear cell), including 68 FIGO stage I-II cases and 40 FIGO stage III-IV cases was studied. The age of patients (P=0.005), FIGO stage (P<0.001), immunohistochemical expression of Keap1 (P<0.000), E-cadherin (P=0.045), p53 (P=0.003), p16 (P<0.001) and ER (P=0.004) were significant factors between different histological subtypes. Patients with serous carcinoma were older in age, presented with more advanced stage disease, worst prognosis, highest Keap1 expression and least percentage of E-cadherin immunoreactivity. In univariate analysis, FIGO staging (P=0.000 for DFS; P=0.000 for OS), Nrf2 (P=0.010 for DFS; P=0.001 for OS), and p16 (P=0.004 for DFS; P=0.019 for OS) were associated with worse prognosis. After multivariate analysis, FIGO staging and Nrf2 remained significance prognostic factors. Conclusions: There were differences in the expression of Nrf2, Keap1, p16 and E-cadherin between different ovarian carcinoma subtypes. In multivariate analysis, FIGO stage and Nrf2 expression were associated with poorer DFS and OS.