核因子_B与氧化应激

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心血管病学进展2002年第23卷第3期

核因子- B与氧化应激

王海蓉　综述　李建军　蒋锡嘉　许家王利　审校(武汉大学人民医院心内科,　武汉　430060)

AdvancesinResearchoftheRelationshipbetween

NuclearFactor- BandOxidativeStress

WANGHai-rong,　LIJian-jun,　JANGXi-jia,　XUJia-li

(DepartmentofCardiology,ThePeople'sHospitalofWuhanUniversity,　Wuhan　430060,　China)文章编号:1004-3934(2002)03-0166-04　　　　　中图分类号:Q522+.1　　　　　文献标识码:A

　　核因子- B(nuclearfactor-kappaB,NF- B)是一种多效性的转录因子,人们对其结构、功能、激活途径的研究已比较深入。NF- B在机体免疫、急慢性炎症、细胞发生与凋亡等病理生理过程中的作用逐渐得以认识。大量资料显示NF- B激活的具体信号机制错综复杂,表现出刺激信号、细胞类型的差异性。机体在许多病理生理状态下易出现氧化应激,如缺血/再灌注损伤、心脏手术、移植手术、缺血预处理、肿瘤、急慢性炎症、糖尿病、动脉粥样硬化等。本文着重就氧化应激与NF- B激活的关系作一综述。1　NF- B信号传导途径

NF- B通常与其抑制蛋白I B(NF- Binhibitor)形成三聚体以失活状态存在于细胞质中。在刺激剂作用下,I B磷酸化、泛素化、并被蛋白酶降解,NF- B遂从三聚体上释放出来,迅速移位入细胞核(核易位)与靶基因上启动子区 B位点发生特异性结合,从而启动基因转录。

能磷酸化I B的蛋白称为I B激酶(I Bkinase,IKK)。目前对IKK复合物研究较多,其亚基IKK 、IKK 能特异地磷酸化I B的某些丝氨酸位点。IKK的激酶活性受泛素化或丝裂元激活蛋白激酶激酶激酶(MAPKKK)的诱导。IKK 能与NIK(NF- B-induc-ingkinase)相互作用,分析认为NIK可能是IKK的上游激酶。尽管NIK并非I B激活的直接激酶,但NIK过度表达能有效激活NF- B。NIK的过度表达能激活细胞中的IKK[1]。

另外,Raf-1、PKC 、双链RNA激活的激酶(I以激活NF- B途径外,I B的酪氨酸磷酸化后以不依赖I B降解方式激活NF- B途径。2　氧化应激

生理状态,机体内自由基的生成、利用和清除处于平衡状态,因而不会发生有害作用。但大量活性氧产生又不能及时清除时,如心肌缺血/再灌注损伤(I/R)、缺血预处理、肿瘤、高糖血症、许多急慢性炎症过程等,易发生氧化应激状态。氧化应激产生氧自由基,氧自由基包括超氧阴离子(O2)、羟自由基(OH )等。氧自由基一经生成在体内就发生连锁反应,生成多种具有高活性的氧还原中间代谢产物,统称为活性氧(reactive

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过氧化氢oxygenspecies,ROS)。ROS包括O2、

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(H2O2)、单线态氧、过氧化脂质(LOO )、氮氧OH 、亚硝基阴离子(ONOO-)等。ROS的氧化能力极强,易与不饱和脂肪酸反应生成脂质过氧化物,使膜流动性降低,通透性增高,促进钙超载发生;使线粒体膜受损,氧化功能障碍加重细胞产能障碍,同时使单电子还原增多促进O2生成。ROS可引起脂质过氧化、蛋白质变性胶连、DNA断裂,并参与一系列炎症、变性类疾病的形成过程。

ROS因能刺激细胞信号传导而逐渐受到重视。ROS可选择性刺激不同的信号途径,但其方式仍知之甚少。有实验证实心肌缺血/再灌注损伤中氧化应激可诱导内皮细胞NF- B核易位。3　氧化应激与NF- B

3.1　抗氧化剂、抗氧化酶与NF- B:抗氧化剂吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(PDTC)是一个金属螯合剂,对许等

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诱导的下列细胞(JurkatT细胞、Hela细胞、70Z/3细

[1]

胞和神经元细胞)的NF- B激活都有抑制作用。N-乙酰半胱氨酸(NAC)是一种非毒性复合物,保护细胞免受氧化损伤。它提供还原型谷光甘肽(GSH)合成前体,还能直接与ROS反应。紫外线NAC能抑制TNF、等诱导的JurkatT细胞和Hela细胞NF- B激活。用NAC预处理WurzburgT细胞可抑制H2O2诱导的NF- B激活。二甲基硫脲(DMTU)在心肌同种移植中作为抗氧化剂能抑制NF- B激活及其后的排斥反应,延长移植后生存率[2]。

抗氧化剂AOE372是一种新的硫氧还蛋白过氧化物酶,能抑制TPA诱导Hela细胞NF- B激活。过度表达超氧化物锰歧化酶(SMD-Mg)或谷光甘肽过氧化物酶(GSH-Px)能抑制TNF、LPS、PMA、H2O2诱导的NF- B激活。

上述抗氧化剂或抗氧化酶的过度表达能够抑制NF- B激活,这间接表明NF- B对氧化应激产生的ROS非常敏感。在某些NF- B激活信号中,ROS可能是一个比较共同和关键的介质。

3.2　ROS在NF- B激活中的作用:用TNF、IL-1、紫外线和离子放射等刺激可使细胞ROS水平增高,而IKK活性在2分钟之内增加。假设ROS在NF- B激活途径中起第二信使作用,则必须证明ROS生成先于IKK活性增加之前。目前检测ROS的方法有分光光度计、化学发光法、电子自旋共振法等。上述方法或重复性较差或仪器昂贵,缺乏快速、简单、敏感的检测方法,研究比较困难。最近史桂英等采用一种流式细胞术可在单个细胞水平检测ROS。许多资料显示细胞内

[4-6]

ROS而非细胞外ROS能激活NF- B。高血糖通过增加细胞线粒体内O÷2来诱导血管平滑肌NF- B激活,这是加速糖尿病血管发病的重要机制之一。用特殊试剂将线粒体的ROS恢复至正常水平,能抑制高血糖诱导的蛋白激酶C(PKC)激活、糖基化终产物形成以及NF- B激活

[7,8]

[3]

H2O2可作为ROS激活NF- B的典型代表,但不可能是NF- B激活途径中共同的信号介导子。

另有报道IL-1诱导人肠上皮细胞NF- B激活不依赖氧自由基信号[9]。LPS诱导肾上皮细胞NF- B激活也不对氧化应激敏感,而由不依赖氧化还原的细胞内钙离子水平调节,这可以解释为什么肾管状上皮细胞对氧化诱导的损伤具有抵抗性。也可以进一步解释ROS促进NF- B激活的信号传导通路具有高度的细胞特异性,也说明NF- B激活还包含不对氧还原敏感途径。

H2O2对间皮细胞并不影响I B 降解,只少量诱导NF- B核易位。用O2也能诱导间皮细胞少量NF- B激活;但H2O2刺激细胞外信号调节激酶(ERK1/2)能力与TNF相似。针对不同细胞类型,ROS作用于细胞内不同的信号通路,进一步支持细胞对氧化应激的反应比较独特。

3.2.2　ROS、NF- B与PKC:O2在TNF诱导巨噬细胞NF- B激活中起关键作用,它来源于黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶(X/XO)途径。Ogata等[10]用O÷2诱导HU-VEC(人脐静脉血管内皮细胞)的NF- B激活,发现O2处理HUVEC10分钟内能诱导I B磷酸化降解,60分钟时能显著增强NF- B与DNA的结合能力。PKC抑制剂白屈菜红氯化物预处理HUVEC,能抑制

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即在VEC中O÷2对NF-O2对NF- B的激活。 B的激÷

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活过程中有PKC参与。

ROS在缺血预处理中可能作为第二信使起重要作用,因为这种信号过程可被酪氨酸激酶磷酸化加强,酪氨酸激酶磷酸化导致P38MAP激酶与MAP-KAP激酶2激活,以致NF- B激活。但ROS信号在预处理中并不依赖PKC,尽管PKC在预处理中被激活,这提示缺血预处理中至少有2个独立的信号通路。国内王云研究证实NF- B在早期预缺血保护机制中起调节作用。3.2.3　ROS、NF- B与细胞状态:NF- B分子中高度保守的REL同源区起始部一段短链氨基酸是直接结合DNA所必需的,而且,该结构中唯一的半胱氨酸也必须保持在还原状态才能有效地结合DNA。胞液中氧化型谷光甘肽(GSSG)浓度中等程度升高能有效激活NF- B,而GSSG浓度过高抑制NF- B与DNA结合,过低则不能激活NF- B。细胞内还原型谷光甘肽(GSH)的水平根据细 …… 此处隐藏：12038字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……