Keap1-Nrf2/ARE信号通路及其在畜禽抗氧化中的研究进展

正常生理状态下,动物体内自由基的产生和清除处于稳定的动态平衡,但发生氧化应激时,体内自由基产生的量超过自身清除能力,引起氧化系统和抗氧化系统的失衡,造成氧化损伤。而Keap1-Nrf2/ARE信号通路的激活在预防氧化应激引起的细胞和组织损伤、维持氧化还原平衡和蛋白质稳态以及调节炎症方面具有关键作用。Keap1是Nrf2的胞浆抑制蛋白,在正常生理状态下,Nrf2与Keap1结合而发生泛素化和蛋白酶体降解,使细胞核内Nrf2的含量维持在一个相对较低的水平。在氧化应激条件下,Keap1对Nrf2的泛素化和降解的能力减弱,细胞核中Nrf2积聚,Nrf2与抗氧化反应元件（ARE）结合后启动下游一系列保护性基因的表达,使机体从氧化应激状态恢复到正常的生理状态。氧化应激参与多种病理生理变化,对畜禽的生产性能、生长发育、繁殖性能、肉品质等有负面影响,Keap1-Nrf2/ARE信号通路是细胞内最重要的抗氧化应激通路之一,对动物的健康保护极其重要。作者总结了Keap1-Nrf2/ARE信号通路的基本结构和活化机制及其在畜禽抗氧化中的研究进展,阐述了其在提高畜禽的抗氧化、抗炎能力和在肉品质中的重要作用,以期为缓解当前畜禽业中严重的氧化应激和炎症提供理论依据。     

Keap1-Nrf2-ARE动物氧化应激反应信号通路与天然抗氧化产品开发

氧化应激与动物机体多种疾病相关联,在动物生产过程中造成了巨大的经济损失。Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Keap1)-核转录因子E2相关因子2(Nrf2)-抗氧化反应序列元件(ARE)信号通路是机体抗氧化反应中的重要调节途径,信号通路的活化受到一系列亲电试剂、蛋白激酶等因子的调控,而活化的通路可以通过调节下游相关抗氧化酶类和抗氧化物的基因表达来稳定机体的氧化还原水平。在研究机体氧化应激和抗氧化防御系统的同时,发现了一系列具有抗氧化活性的天然物质,这对于安全有效的畜牧生产提供了广阔的前景。本文对Keap1-Nrf2-ARE信号通路在抗氧化应激反应中的作用机理、天然抗氧化产品的开发和在动物生产中的应用研究进行了综述。     

储藏时间对肉鸡腿肌脂质氧化状态和Keap1/Nrf2-ARE信号通路相关抗氧化蛋白的影响

试验旨在研究肉鸡腿肌中Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-1 (Keap1)-核因子E2相关因子2 (Nrf2)/抗氧化反应元件（ARE）信号通路相关抗氧化蛋白和脂质氧化状态的潜在作用时间。随机选取42日龄的健康AA肉鸡6只,每只鸡为1个重复,共6个重复。每只鸡取同一块腿肌样品随机分为5个处理,分别对应5个储存时间,即0、1、2、4、7 d。结果显示,在4℃的储藏条件下,屠宰后1、2、4、7 d肉鸡腿肌中丙二醛（MDA）含量显著高于0 d (P<0.05);屠宰后4 d,肉鸡腿肌中过氧化氢（H2O2）含量显著高于0、2 d (P<0.05);屠宰后1 d肉鸡腿肌中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性显著高于0、2 d (P<0.05)。不同储藏时间对肉鸡腿肌中Keap1/Nrf2-ARE信号通路相关蛋白Kelch样ECH相关蛋白1 (Keap1)、核因子E2相关因子2 (Nrf2)、血红素氧合酶1(HO-1)和GST的表达量无显著影响（P>0.05）。研究表明,4℃储藏条件下,肉鸡屠宰后抗氧化作用在0～1 d最强,Keap1/Nrf2-ARE信号通路相关蛋白和抗...     

青蒿琥酯通过Keap1/Nrf2通路抑制氧化应激改善犬急性肾损伤的体内外分析

本研究旨在观察青蒿琥酯对庆大霉素诱导犬急性肾损伤的抗氧化调节作用及其机制。将20只犬随机等分成4组：对照组(Control)、庆大霉素模型组(GM)、青蒿琥酯治疗组(GM+ART)、青蒿琥酯+ML385干预组(GM+ART+ML385)。除对照组,其他组犬采用注射GM建立AKI模型。成功造模后,GM+ART组给与青蒿琥酯,ART+ML385组给与ART和ML385,对照组和GM组给予生理盐水,试验期12 d。用不同浓度GM与MDCK细胞共培养,确定最佳浓度为4.0 mmol·L^-1,用相同方法确定ART最佳浓度为50.0 μmol·L^-1。将体外培养MDCK细胞、过表达Kelch样ECH相关蛋白1(Keap1)的MDCK细胞(M-K)和敲减核因子E2相关因子2(Nrf2)表达的MDCK细胞(M-SiNrf2)分别分成3组：健康对照组、GM对照组和GM+ART干预组,共培养24 h后用于检测。结果显示：1)在动物试验中,GM+ART组肌酐(Cr)、尿素氮(UN)及肾损伤因子1(KIM-1)水平显著低于GM组,GM+ART+ML385组Cr、UN及KIM-1水平显著高于GM+ART组。2)在动物试验中,与GM组比较,GM+ART组Nrf2和谷胱甘肽半胱氨酸连接酶催化亚基(GCLC)蛋白表达上调,Keap1蛋白表达下调,肾组织匀浆中总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽(GSH)水平升高,丙二醛(MDA)水平降低。与GM+ART组比较,给与ML385后Nrf2和GCLC蛋白表达下调,T-SOD和GSH水平降低。3)在细胞试验中,与4.0 mmol·L^-1 GM共培养的MDCK细胞比较,加入50.0 μmol·L^-1ART能显著提高细胞增殖率,降低ROS水平,下调Keap1表达,上调Nrf2、血红素氧合酶1(HO1)及GCLC表达。4)在细胞试验中,与MDCK细胞比较,在GM+ART相同处理下,M-K细胞和M-SiNrf2细胞Keap1蛋白表达上调,Nrf2、HO1及GCLC蛋白表达下调,细胞增殖率降低,ROS含量升高(P＜0.05或P＜0.01)。综上所述,青蒿琥酯对庆大霉素诱导犬急性肾损伤具有保护作用,其作用机制与青蒿琥酯通过Keap1/Nrf2信号通路抑制氧化应激反应有关。     

Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件信号通路在氧化应激中的作用及其调控剂

Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白-核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件(Keap1-Nrf2-ARE)信号通路是机体细胞抵制氧化应激损伤和异生物质损伤最为重要的一种防御机制,且该通路与炎性疾病包括癌症、神经变性疾病、心血管疾病、衰老等密切相关。Nrf2信号的激活可诱导与ARE相关基因的各种解毒酶、抗氧化防御酶和抗氧化蛋白酶的表达的转录调控,且调控Keap1-Nrf2-ARE信号通路已成为预防和治疗氧化应激相关疾病和炎性疾病的一个强有力的靶目标。该文重点综述了氧化应激、Keap1-Nrf2-ARE信号通路在抗氧化应激中的作用及相关的调控剂。     

不同比例霉变玉米对肉兔肾脏PI3K/Nrf2通路的影响

80只30日龄的新西兰肉兔随机分为4组：空白组(0%霉变玉米+15%正常玉米),低剂量组(5%霉变玉米+10%正常玉米)、中剂量组(10%霉变玉米+5%正常玉米)和高剂量组(15%霉变玉米+0%正常玉米),20只/组。于试验的第42天心脏采血、摘取肾脏。ELISA法检测饲料中AFB1、ZEN、DON的含量;HE染色观察肾组织病理学变化;生化试剂盒检测血清中BUN、Cr、UA的水平及肾组织中MDA、NO、T-AOC、CAT、GSH-Px的含量;qPCR检测PI3K、HO-1、Nrf2、NQO-1 mRNA的表达水平。结果显示,空白组与低剂量组霉菌毒素未超标,中剂量组AFB1超标,高剂量组AFB1、ZEN超标。HE染色可见中、高剂量组肾小球呈分叶状,肾小管上皮细胞脱落,并伴有空泡变性。与空白组相比,中、高剂量组肾指数显著下降(P<0.05或P<0.01);中、高剂量组血清中BUN、UA、Cr水平及肾组织中MDA、NO水平显著升高(P<0.05或P<0.01);中、高剂量组肾组织中CAT、GSH-Px、T-AOC含量及PI3K、Nrf2、NQO-1、HO-1 mRNA...     

Nrf2通路对日本脑炎病毒感染小鼠神经瘤细胞引起氧化应激反应的影响

旨在研究Nrf2/HO-1通路在日本脑炎病毒(Japanese encephalitis virus, JEV)感染引起神经细胞损伤中的作用机制,本试验建立Nrf2激动剂叔丁基对苯二酚(tert-butylhydroquinone, TBHQ)处理JEV感染的小鼠神经瘤母N2a细胞的体外感染模型。N2a细胞四种处理分别为空白DMEM对照组(Control)、JEV感染组(JEV)、TBHQ处理组(TBHQ)、JEV感染+TBHQ处理组(JEV+TBHQ)。不同处理后观察细胞病变,检测ROS水平及MDA、SOD、CAT含量变化,利用qPCR和WB技术检测Nrf2、HO-1的mRNA和蛋白的表达,并通过免疫荧光法检测各组细胞Nrf2蛋白表达情况,以及炎性因子及病毒含量。结果显示,JEV感染N2a细胞后随着时间延长ROS水平逐渐升高,且在36 h ROS水平最高。JEV感染后36 h Nrf2、HO-1的mRNA均升高,炎性因子水平升高。JEV感染N2a细胞后细胞皱缩,胞膜破裂,ROS、MDA水平升高,SOD、CAT水平降低;用40μmol·L^-1 TBHQ处理6 h后...     

葛根素干预软骨氧化应激和Nrf2/HO-1通路改善PTOA大鼠软骨退变的机制

旨在研究葛根素干预软骨氧化应激和Nrf2/HO-1通路改善创伤后骨关节炎(post-traumatic osteoarthritis, PTOA)大鼠软骨退变的作用机制,探究葛根素对骨关节炎的治疗作用。将40只雄性Sprague-Dawley大鼠随机分为4组：对照组(n=8)、模型组(n=8)、塞来昔布组(n=8)和葛根素组(n=16)。葛根素组随机分为低剂量组(n=8)和高剂量组(n=8)。除对照组外,其余各组通过前十字韧带横断(anterior cruciate ligament transection, ACLT)建立大鼠PTOA模型。低剂量组(50 mg·kg^-1)、高剂量组(100 mg·kg^-1)和塞来昔布组(2.86 mg·kg^-1)进行灌胃给药,对照组给予等量生理盐水,连续干预5周。每周进行关节肿胀程度、冷敏感反应和膝关节伸膝发声检测,评估大鼠关节肿胀和疼痛程度。给药结束后,收集各组大鼠膝关节和血清样本。对胫骨和股骨组织进行HE染色和改良的Mankin评分,以评估病理组织学变化。检测大鼠软骨中基质金属蛋白...     

水生生物Nrf2-Keap1/Are信号通路的研究进展

氧化应激（oxidative stress）是指由于外界环境的刺激使机体内活性氧（ROS）增加,导致氧化/抗氧化动态平衡遭到破坏的一种应激反应。在正常情况下,动物机体内参与活性氧产生和清除的系统处于动态平衡。由于外界环境刺激或机体自身变化等原因,使ROS产生增多或其清除能力下降时,机体就会出现氧化应激（氧化胁迫）。长期或过强的氧化应激会引起水生生物生长发育缓慢、免疫机能下降、疾病发生等危害,导致水产品质量下降、营养价值降低,给水产养殖业造成严重经济损失。Nrf2-Keap1/Are信号通路在抵抗外源性或内源性氧化应激的过程中起着至关重要的作用,该信号通路在哺乳动物中得到了广泛研究,但在水生生物中的研究尚未见系统综述。作者在综合了大量文献的基础上,针对鱼类及虾蟹类等水生生物,介绍了氧化应激产生的机理、Nrf2和Keap1的分子基础、Nrf2-Keap1/Are信号通路作用方式,以及该信号通路在水生生物方面的相关研究进展等,为水生生物抗氧化应激机制的深入研究提供理论参数和相关数据支持。     

氧化应激对围产期奶牛乳房炎的影响及其调控机制

奶牛乳房炎是一种常见的奶牛代谢性疾病,发病率呈逐年上升趋势。目前已证实,氧化应激成为困扰围产期奶牛生产中的一大问题,在诱发奶牛乳腺细胞破坏或功能障碍方面发挥关键作用。主要是由于动物机体抗氧化功能降低导致自由基产生和清除失衡所致,且持续的氧化应激可通过产生大量的氧自由基来攻击细胞,干扰其正常代谢、增殖和分化,并可能进一步诱发机体自身免疫反应,形成瀑布式效应,造成乳腺细胞产生不可逆性损伤。且核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件(Nrf2-ARE)信号通路是细胞对抗外源性刺激和氧化损伤的主要机制。本文主要综述了氧化应激、氧化应激与围产期奶牛乳房炎、机体氧化应激的自我调控机制,对于确保奶牛在围产期内能够维持机体健康、发挥正常的泌乳功能和提高生产性能具有重要意义。     

MAPK信号通路介导的自噬调控破骨细胞分化的研究进展

破骨细胞具有骨吸收活性,与骨组织稳态密切相关。丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路是细胞介导胞内外刺激传导的信号通路,参与细胞的增殖、分化、自噬等多种生理过程。MAPK介导的自噬在调控破骨细胞分化中具有重要作用。探究MAPK的三条经典通路(ERK1/2、JNK及p38 MAPK信号通路)介导的自噬与破骨细胞分化之间的关系,对于寻找与破骨细胞相关的骨代谢疾病的新疗法具有重要意义。     

地锦草水提物在IPEC-J2细胞中的抗炎与抗氧化作用

【目的】为了揭示地锦草(EH)在猪小肠上皮细胞(IPEC-J2)中的抗炎和抗氧化作用。【方法】利用不同浓度EH水提物(0、5、10、50、125、200μg/mL)处理IPEC-J2细胞12 h,通过CCK-8法检测IPEC-J2细胞活力,确定EH处理细胞的最佳浓度。将IPEC-J2细胞随机分为对照组(CT)、脂多糖(LPS)组(LPS)、EH+LPS组(ELP),每组3个重复。CT组细胞正常培养不做任何处理,LPS组细胞用5μg/mL LPS处理,ELP组细胞用5μg/mL LPS和最佳浓度EH共处理,各组细胞均处理12 h后,收集细胞和上清。利用实时荧光定量PCR方法检测细胞中白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1(Keap1)、核因子E2相关因子(Nrf2)、血红素加氧酶1(HO-1)mRNA表达;ELISA法检测上清液中丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的含量,化学荧光法检测上清液中活性氧(ROS)水平。【结果】与0μg/mL EH组相比,5、50μg/mL EH组IPEC-J2细胞...     

氧化应激通过Fas/FasL信号通路调控奶牛子宫内膜细胞凋亡

胚胎早期死亡及流产严重影响母牛的繁殖性能,造成极大的经济损失。本研究利用不同浓度双氧水(H₂O₂)处理子宫内膜细胞6 h,通过流式细胞仪、酶标仪分别进行细胞内活性氧(ROS)水平、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性以及还原型谷胱甘肽(GSH)与氧化型谷胱甘肽(GSSG)比值检测,建立子宫内膜细胞氧化应激模型。在此基础上,利用流式细胞仪检测细胞凋亡和生长周期,利用荧光定量RT-PCR和Western blot检测Fas/FasL信号通路关键基因的mRNA和蛋白表达水平,并利用慢病毒介导的RNA干扰(RNAi)抑制子宫内膜细胞中Fas基因表达,进一步验证Fas/FasL凋亡通路是否参与氧化应激诱导的子宫内膜细胞凋亡。所有试验都重复3次以上。结果发现,利用200 μmol·L^-1 H₂O₂处理子宫内膜细胞6 h,细胞内ROS阳性水平急剧增加(P < 0.05),SOD和CAT活性以及GSH与GSSG比值都显著降低(P < 0.05),说明H₂O₂处理对子宫内膜细胞造成氧化应激损伤。在此处理条件下,生长周期中S期比例显著降低(P < 0.05),凋亡比例显著提高(P < 0.05);Fas/FasL凋亡通路中关键基因Fas、Caspase 8和Caspase 3的mRNA表达水平显著升高(P < 0.05);培养液中FasL浓度以及Fas、Caspase 8和Caspase 3蛋白表达水平显著升高(P < 0.05)。进一步研究发现,抑制Fas基因表达在一定程度上降低了氧化应激诱导的细胞凋亡比例以及Fas/FasL凋亡通路中关键基因的表达水平。总之,本研究结果表明,氧化应激通过激活Fas/FasL信号通路促进奶牛子宫内膜细胞凋亡,这为解释氧化应激对子宫内膜细胞的不利影响提供了新的见解。     

T-2毒素致猪肾细胞损伤及氧化应激相关机理的研究

试验旨在研究T-2毒素对猪肾细胞(PK15)的毒性作用及其氧化应激反应。用不同浓度的T-2毒素处理细胞,通过MTT法检测细胞活性、测定细胞内乳酸脱氢酶(LDH)释放率及苏木素伊红(HE)染色观察细胞形态变化评估T-2毒素对细胞的毒性作用;通过检测细胞内的活性氧(ROS)水平、丙二醛(MDA)含量及谷胱甘肽(GSH)含量、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)活性,评估不同剂量T-2毒素对细胞氧化应激水平的影响;检测Nrf2-ARE信号通路相关基因Nrf2、Keap1、GPx-1、Nqo1及Hmox1 mRNA的表达水平,分析T-2毒素对该信号通路的影响。结果表明,PK15细胞活性呈毒素剂量依赖性下降(P<0.05),LDH释放率呈毒素剂量依赖性上调(P<0.05);随T-2毒素剂量升高,细胞间隙逐渐增加,细胞固缩,细胞数量也随之减少。细胞内ROS阳性细胞率呈剂量依赖性升高,且T-2毒素为100 nmol/L时,ROS阳性细胞率显著高于其他剂量组(P<0.05);细胞内MDA含量与GPx活性呈毒素剂量依赖性升高(P<0.05),而GSH含量呈毒素剂量依赖性下降(P<0.05)。20、50及100 nmol/L的T-2毒素可显著上调Keap1、Gpx-1及Nqo1基因mRNA的相对表达量(P<0.05),且50 nmol/L的相对表达量最高。T-2毒素对K15细胞有毒性作用,可诱导其氧化损伤,且该氧化应激过程受Nrf2-AER信号通路调控。