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在人类和其他多细胞动物中的抗氧化剂防御能力

导读 在2020年2月24日发表于《肝病学杂志》上的一项新研究中,由博士后研究员Feng He和Phura Laura Antonucci以及资深药理学和病理学教授Mich...

在2020年2月24日发表于《肝病学杂志》上的一项新研究中,由博士后研究员Feng He和Phura Laura Antonucci以及资深药理学和病理学教授Michael Karin博士领导的一组科学家加州大学圣地亚哥分校医学院的研究表明,长时间暴露于NRF2和KEAP1可能会加剧肝脏和脂肪肝疾病。

NRF2(核因子红系2相关因子2)是抗氧化剂反应的主要调节剂。当细胞健康且不受氧化剂胁迫时,KEAP1(与Kelch相似的ECH相关蛋白1)会一直降低NRF2的含量,而KEAP1会不断降解NRF2。

但是响应氧化应激,KEAP1被失活,从其抑制性释放中释放NRF2。随后,NRF2水平在细胞内建立,蛋白质进入细胞核,在细胞中刺激大量编码酶和其他蛋白质的基因表达,这些蛋白质和其他蛋白质可对有害氧化剂进行解毒。

卡琳说:“长期以来,人们一直认为KEAP1-NRF2系统能够减少氧化应激的破坏性影响,以保护我们免受癌症和衰老的影响。”“为开发用于预防癌症和与年龄有关的疾病的NRF2活化剂已付出了很多努力。许多此类化合物已在健康食品商店出售,作为抗衰老药物。”

但是,近年来的研究发现,包括肝癌和肺癌在内的几种癌症都具有使NRF2与KEAP1脱钩的突变,这表明持久的NRF2激活毕竟可能不是一件好事。现在,一些研究人员认为,癌细胞实际上可能使用NRF2保护自己免受辐射和化学疗法的侵害。

Karin和合作者使用一种新的小鼠模型,其肝细胞表达对KEAP1的抗性形式的NRF2,Karin及其合作者发现,这些小鼠中NRF2的持续活化导致肝脏迅速而剧烈地肿大,称为肝肿大。在人类中,胰岛素过量,暴露于各种毒素,某些病毒和细菌感染或作为潜在疾病(如肝硬化和肝癌)的指标后,就会出现肝肿大。

由于NRF2诱导的肝肿大与胰岛素诱导的肝肿大相似,后者依赖于称为AKT的蛋白激酶的激活,因此研究小组研究了胰岛素和AKT在NRF2诱导的肝肿大中的参与。

尽管没有发现过量胰岛素产生的证据,但是科学家发现,AKT(也称为蛋白激酶B)在表达抗降解形式NRF2的肝脏中被激活。科学家还发现,抑制AKT可以完全逆转肝肿大,并能快速恢复小鼠正常肝脏的大小和生理。慢性NRF2激活导致激活AKT的生长因子持续产生。

研究小组还与中国南京大学医学院肝脏外科主任孙蓓成博士合作,还报告说,由毒素暴露或自身免疫性肝炎引起的人肝肿大还需要NRF2活化,增强的生长因子信号传导和刺激AKT活动。

科学家说,除了肝脏增大外,持续的NRF2活化还会产生过多的脂肪和糖原积累,这表明NRF2也可能与脂肪肝疾病有关,例如非酒精性脂肪肝疾病和非酒精性脂肪性肝炎,这是影响数百万美国人的常见代谢性疾病。

卡琳说,新发现表明,AKT抑制剂可能已经有效地治疗和逆转了肝肿大,而AKT抑制剂已经在人体中进行了评估,这种肝病影响着全世界2亿多人。

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