氧化还原信号在心肌缺血再灌注损伤中保护作用机制的研究进展

心肌缺血再灌注会导致活性氧化物(Reactive oxygen species,ROS)的生成,减少有效一氧化氮(Nitric oxide,NO)浓度,导致钙离子(Ca2+)超载,线粒体通透性转换孔的长时间开放,并导致心肌梗死、心律不齐等。缺血再灌注损伤的有效防治一直是医学界高度重视的课题,缺血前预处理和缺血后处理是缺血再灌注损伤的有效防治手段。对再灌注损伤防治的联合保护信号转导通路已有大量研究,其中氧化还原机制在缺血再灌注过程中起到重要的作用。心脏保护的信号转导机制包括如由ROS诱导的氧化还原,NO及衍生物诱导的亚硝基化,硫化氢诱导的S基化,O-联糖基化等。具有心肌保护的信号通路主要集中在线粒体,而多种线粒体蛋白在预处理和后处理中成为翻译后修饰的靶点。所有这些机制可产生交互作用并影响和改变心肌缺血再灌注的损伤。

谷胱甘肽化修饰与氧化还原信号转导

蛋白质谷胱甘肽化(S-glutathionylation)是一种重要的翻译后修饰方式,氧化还原信号转导途径的很多相关分子都可受到谷胱甘肽化的调节,尤其是一些重要的蛋白激酶和转录因子。因此蛋白质的谷胱甘肽化修饰日益引起人们的重视。人们推测,谷胱甘肽化可能是细胞内氧化还原信号转导的一种重要机制。

氧化还原信号转导的研究进展及其对晶状体上皮细胞增殖的作用

氧化还原信号转导是近十年发展起来的新理论。该理论认为，生长因子及细胞因子作用于细胞后，细胞内迅速生成活性氧，这些活性氧有第二信使的作用，参与了DNA复制、细胞增殖、迁移、分化等过程。本文就氧化还原信号转导的研究进展及其在晶状体的研究现状进行综述。

植物氧化胁迫信号应答的研究进展

干旱、盐害以及极端温度等非生物胁迫是影响植物生长发育的重要因子。植物在遭受胁迫时,活性氧的快速积累导致胞内氧化还原稳态被打破,进一步诱导产生次级氧化胁迫损伤。除了初级非生物胁迫胁迫信号外,植物细胞也需要产生一系列的次级氧化胁迫信号。氧化还原信号的感知与传递在植物氧化胁迫应答过程中发挥重要的作用,其生物化学基础是功能蛋白质发生的氧化还原翻译后修饰,分别又由多种具有氧化还原活性的小分子介导。本文综述了近年来植物氧化还原信号的研究进展,展望了未来的研究方向,以期为研究植物氧化胁迫应答及氧化还原信号转导提供参考。

MEBT/MEBO对慢性难愈合创面组织内Nrf2/HO-1/NQO1信号通路的影响

目的探讨皮肤再生医疗技术(MEBT/MEBO)对大鼠慢性难愈合创面组织内核转录因子红系2相关因子2(Nrf2)/血红素氧合酶1(HO⁃1)/醌氧化还原酶1(NQO1)信号通路的影响。方法选取90只SPF级Wistar雄性大鼠适应性饲养1周后,采用随机数表法将其随机分为空白组、对照组、模型组、MEBO组和贝复新组,每组18只。其中空白组大鼠只做备皮处理,对照组大鼠建立急性创面模型,模型组、MEBO组和贝复新组大鼠建立慢性难愈合创面模型。模型建立后,空白组大鼠备皮处皮肤及对照组、模型组大鼠创面予以生理盐水纱布换药处理,MEBO组大鼠创面予以湿润烧伤膏(MEBO)药纱换药处理,贝复新组大鼠创面予以重组牛碱性成纤维细胞生长因子凝胶药纱换药处理,对比观察各组大鼠创面愈合率、组织病理学变化情况以及皮肤/创面组织内丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及Nrf2、HO⁃1、NQO1蛋白与HO⁃1、NQO1 mRNA表达水平。结果干预第3天,各组大鼠创面愈合率尤以对照组最高、贝复新组次之(P均<0.05);干预第7、14天,各组大鼠创面愈合率尤以MEBO组最高、贝复新组次之(P均<0.05)。HE染色结果显示,干预第3、7、14天,对照组、MEBO组和贝复新组大鼠创面组织内坏死细胞及炎性细胞逐渐减少,成纤维细胞与毛细血管逐渐增多,而模型组大鼠创面组织内坏死细胞和炎性细胞减少不明显;Masson染色结果显示,干预第3、7、14天,对照组、MEBO组和贝复新组大鼠创面组织内胶原纤维由细少且紊乱逐渐趋于粗大且平整,而模型组大鼠创面组织内胶原纤维虽逐渐增粗、增多,但排列仍较紊乱。干预第7天,对照组、MEBO组和贝复新组大鼠创面组织内MDA表达水平均明显低于模型组(P均<0.05);干预第3、7天,对照组、MEBO组和贝复新组大鼠创面组织内SOD表达水平均明显高于模型组(P均<0.05)。干预第3、7天,MEBO组和贝复新组大鼠创面组织内Nrf2、HO⁃1、NQO1蛋白以及HO⁃1、NQO1 mRNA表达水平均明显高于空白组、对照组和模型组(P均<0.05),且干预第7天,MEBO组大鼠创面组织内Nrf2、HO⁃1蛋白以及HO⁃1 mRNA表达水平均明显低于贝复新组(P均<0.05)。结论MEBT/MEBO可能能够通过激活Nrf2/HO⁃1/NQO1信号通路减轻大鼠慢性难愈合创面氧化应激损伤,促进创面再生修复。

FOXO蛋白相关信号通路在卵巢癌发生发展中的作用研究进展

FOXO属于叉头框转录蛋白O亚家族,被认为是抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡的肿瘤抑制因子。FOXO蛋白活性的变化可以影响卵巢癌的发生发展。调控FOXO的主要上游信号途径有磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B、丝裂原活化蛋白激酶、丝氨酸/苏氨酸激酶、I-κB激酶、c-Jun激活域结合蛋白1、硫氧化还原蛋白1等。上述信号通路通过调控FOXO蛋白活性在卵巢癌的发生发展过程中发挥了不同的作用。

温经活血方对糖尿病周围神经病变大鼠Nrf2/HO-1/NQO1信号通路的影响

目的:探究温经活血方对糖尿病周围神经病变(DPN)大鼠的神经保护作用,以及Nrf2/HO-1/NQO1信号通路所发挥的作用。方法:采用链脲佐菌素(STZ)诱导构建DPN大鼠模型,模型构建成功后,选择60只DPN大鼠随机分成DPN模型组、温经活血方低剂量组、温经活血方中剂量组、温经活血方高剂量组和二甲双胍组,每组12只,并给予相应药物处理。另取12只大鼠作为对照组。末次给药24 h后,检测大鼠行为学变化;试剂盒检测血清中SOD、MDA和GPH-Px水平;HE染色观察坐骨神经病理变化;Western blotting检测坐骨神经中Nrf2、HO-1和NQO1蛋白表达水平。结果:对照组大鼠坐骨神经结构正常,DPN模型组大鼠坐骨神经中轴突萎缩变性、髓鞘溶解,温经活血方低、中、高剂量组和二甲双胍组大鼠坐骨神经病理损伤有不同程度的改善。与对照组比较,DPN模型组大鼠体质量,机械截断阈值和热截断阈值,血清中SOD和GSH-Px水平,以及坐骨神经中Nrf2、HO-1、NQO1蛋白相对表达量均明显降低(P<0.05),血糖水平和MDA水平均明显升高(P<0.05)。与DPN模型组比较,温经活血方低、中、高剂量组和二甲双胍组大鼠体质量,机械截断阈值和热截断阈值,血清中SOD和GSH-Px水平,以及坐骨神经中Nrf2、HO-1、NQO1蛋白相对表达量均明显升高(P<0.05),血糖水平和MDA水平均明显降低(P<0.05)。二甲双胍组大鼠各指标与温经活血方高剂量组比较,差异均无统计学意义(P<0.05)。结论:温经活血方对DPN大鼠的治疗作用可能与抑制氧化应激反应,以及激活Nrf-2/HO-1/NQO1信号通路有关。

茶黄素对新生大鼠心肌缺血保护作用的机制研究

目的:探讨茶黄素对新生大鼠心肌缺血保护作用的机制研究。方法:7日龄无特定病原体(SPF)新生Sprague-Dawley(SD)大鼠25只随机分为对照组、异丙肾上腺素(ISO)诱导组、茶黄素12.5 mg/kg组、茶黄素25.0 mg/kg组和茶黄素50.0 mg/kg组,每组5只。茶黄素12.5 mg/kg组、茶黄素25.0mg/kg组和茶黄素50.0 mg/kg组分别腹腔注射茶黄素12.5、25.0、50.0 mg/kg预处理7 d,每日1次。除对照组外,其余各组新生大鼠在预处理最后2 d皮下注射ISO 85 mg/kg构建心肌缺血模型。心脏超声检测心率(HR)、左室壁相对厚度(LVWT)、左室收缩末期容积(LVESV)和左室射血分数(LVEF);苏木精-伊红(HE)染色检测心脏组织损伤程度;酶联免疫吸附试验(ELISA)检测肌钙蛋白I(cTnI)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、肌红蛋白(Mb)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和髓过氧化物酶(MPO)的蛋白相对表达量;免疫组化检测Caspase-3阳性表达量;蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测Cleaved Caspase-9、Bcl-2、Bax、鼠双微体2基因(MDM2)、p53、磷酸化的核因子E2相关因子2(p-Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)和NADPH奎宁氧化还原酶1(NQO1)的蛋白相对表达量。结果:HE染色结果显示,与对照组比较,ISO诱导组大鼠心肌间隙增宽,心肌细胞严重肿胀,附着炎性细胞增加,结构变得模糊;在茶黄素治疗后,与ISO诱导组比较,以上现象均得到缓解。与对照组比较,ISO诱导组HR、LVWT和LVEF明显降低,LVESV明显升高(P<0.05或P<0.01);cTnI、CK-MB、Mb、MDA和MPO明显升高,SOD明显降低(P<0.05或P<0.01);Caspase-3阳性表达量、Cleaved Caspase-9/Caspase-9和p53的蛋白相对表达量明显上调,Bcl-2/Bax、MDM2、p-Nrf2/Nrf2、HO-1和NQO1的蛋白相对表达量明显下调(P<0.05)。与ISO诱导组比较,茶黄素25.0 mg/kg组、茶黄素50.0 mg/kg组HR、LVWT和LVEF明显升高,LVESV明显降低(P<0.05或P<0.01);cTnI、CK-MB、Mb、MDA和MPO明显降低,SOD明显升高(P<0.05或P<0.01);Caspase-3阳性表达量、Cleaved Caspase-9/Caspase-9和p53的蛋白相对表达量明显下调,Bcl-2/Bax、MDM2、p-Nrf2/Nrf2、HO-1和NQO1的蛋白相对表达量明显上调(P<0.05)。结论:茶黄素可减轻ISO诱导新生大鼠心肌缺血,其机制可能与调节Nrf2/HO-1/NQO1信号通路、减轻细胞凋亡和氧化应激有关。

Src酪氨酸蛋白激酶及其在高血压中的作用

高血压会导致一系列心脑血管结构和功能的变化,包括内皮功能的紊乱、血管张力的改变以及心脑血管重构等。最近有研究提示,Src酪氨酸蛋白激酶在高血压和脑卒中过程中发挥重要作用,其可能的机制包括通过影响氧化还原信号、偶联因子6、缓激肽、血管内皮生长因子和转化生长因子-β1等。该文将重点综述Src酪氨酸蛋白激酶通过不同作用机制调节血压的最新研究。

活性氧与Hippo通路交互作用介导细胞行为的研究进展

Hippo信号通路在多种生物中高度保守,可直接调控下游蛋白的表达,或通过与其他信号通路的交互作用间接调节细胞增殖凋亡等进程;活性氧(reactive oxygen species,ROS)作为氧化还原反应的重要信号分子,在细胞存活、凋亡、自噬等过程中亦发挥着重要的调节作用,大多数学者认为氧化应激是导致多种疾病的重要因子,而抗氧化则对健康有益。Hippo通路和ROS可通过多种中间因子行使复杂的相互调节作用,介导不同的生物学效应。近年来,对于Hippo信号通路和氧化应激的关注逐渐增加,本文综述了二者在细胞凋亡、自噬、衰老、肿瘤细胞远处转移等多种生物学进程中各自发挥的作用,以及二者之间通过其他信号通路交互作用,参与细胞活动的调控机制,为该领域学者关注最新研究进展及进行下一步研究提供新思路。

过表达Mdip1基因提高番茄抗低温诱导的氧化胁迫能力

采用衣杆菌介导法获得了类萌发素蛋白（germin．1ikeprotein，Mdipl）超表达的转基因番茄植株，PCR和Southern杂交检测表明，外源基因分别以1～3个拷贝整合到番茄基因组中。Real．timePCR检测表明，在转基因个体中目的基因已经在受体基因组上完成整合，且不同株系间的表达有所差异。分析了低温下转Mdipl基因株系和野生型植株efAsA、GSH含量及H2O2累计的差异。与未转基因植株相比，Mdipl超表达植株在低温胁迫下根干重、冠干重和叶绿素含量显著高于对照，并显著提高了氧化还原信号AsA、GSH含量和AsA／DHA、GSH／GsSG以及GalLDH活性，降低了低温胁迫下叶片H2O2、MDA的积累，降低程度与表达量相关。亚细胞定位表明，H2O2的增加主要分布在质外体。表明MdipI基因通过调控氧化还原信号在番茄抗氧化胁迫响应中起重要作用。

脑缺血预处理对大鼠脑缺血再灌注损伤的保护作用

目的研究脑缺血预处理(CIP)对大鼠脑缺血再灌注(I/R)损伤的保护作用并观察CIP对核因子E2相关因子2(Nrf2)/醌氧化还原酶1(NQO-1)信号通路的影响。方法按照体重将雄性SD大鼠随机分成3组:假手术组、模型组、实验组。模型组建立短暂性右侧大脑中动脉闭塞(MCAO)动物模型;实验组进行CIP。分别于术后6,12,24,48,72 h这5个时间点,对大鼠进行神经功能评分,然后将动物断头处死。用2,3,5-氯化三苯基四氮唑法测定大鼠脑梗死体积;用免疫组化法观察脑组织切片中转录因子Nrf2核转移情况;以逆转录定量PCR(qRT-PCR)测定脑缺血后梗死侧皮质Nrf2、NQO-1基因的表达;用水溶性四唑盐(WST-1)法测定SOD表达和用硫代巴比妥酸(TBA)法测定MDA活性。结果 Nrf2阳性细胞在24 h达高峰,实验组与模型组的阳性细胞数分别为78.33±10.15,63.50±6.66,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组与模型组于24 h的Nrf2分别为3.07±0.55,2.41±0.61;这2组的NQO-1 mRNA分别为3.78±0.52,2.73±0.76,差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。在24 h,实验组与模型组的MDA表达分别为(25.43±8.68),(39.91±7.10)nmol·mg^(-1)prot,差异有统计学意义(P<0.05)。在24 h,实验组与模型组的SOD化酶活性活性分别为(269.83±42.41),(189.50±37.57)U·mg^(-1)prot,2组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 CIP通过转录因子Nrf2/抗氧化反应元件信号通路,调节下游抗氧化应激产物的表达,保护脑缺血再灌注引起的脑组织损伤。

NOX4在幽门螺旋杆菌诱导胃癌细胞ROS中的作用

目的研究NOX4在幽门螺旋杆菌(H.pylori)诱导胃癌细胞氧化应激中的作用。方法将胃癌细胞株MKN-45分别与幽门螺旋杆菌菌株NCTC 26695、NCTC 11637共培养6 h,实验设未感染组与幽门螺旋杆菌感染组;用25 mmol/L的活性氧清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)预处理MKN-45细胞30 min,实验设NAC未处理组与NAC处理组。用Western blotting检测细胞内还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶4(NOX4)蛋白表达水平;采用活性氧检测试剂盒检测细胞内活性氧(ROS)水平,荧光显微镜观察幽门螺旋杆菌感染后ROS水平的变化,荧光酶标仪检测荧光强度。结果与未感染组相比较,幽门螺旋杆菌感染组细胞内ROS生成增多;感染NCTC 26695后NOX4蛋白的表达增加(t=11.67,P<0.001),感染NCTC 11637后,NOX4蛋白的表达增加(t=17.29,P<0.001);无论是NCTC 26695还是NCTC 11637菌株,NOX4蛋白表达上调的差异均有统计学意义(P<0.05)。NAC预处理后再用幽门螺旋杆菌感染,细胞中NOX4的表达显著降低[NCTC 26695(P<0.001);NCTC 11637(P<0.001)]。结论NOX4/ROS途径可能参与幽门螺旋杆菌对胃癌细胞氧化还原信号的激活。