Nrf2及其通路在膿毒癥相關(guān)性腦病中的研究進(jìn)展

孟小舟綜述，張利東審校

0 引 言

大腦在膿毒癥期間耗氧量高，抗氧化、抗炎能力差，中樞神經(jīng)系統(tǒng)易受到氧化和炎癥過程介導(dǎo)的損傷，因此高達(dá)70%的膿毒癥患者會進(jìn)展至膿毒癥相關(guān)性腦病(sepsis-associated encephalopathy, SAE)。SAE不僅會增加死亡率和住院時間，還可能導(dǎo)致長期的身體和認(rèn)知損傷，包括注意力、處理速度、聯(lián)想學(xué)習(xí)、視覺感知、工作記憶和語言記憶障礙[1]。據(jù)報道氧化應(yīng)激、神經(jīng)炎癥、神經(jīng)元凋亡、血腦屏障完整性損傷或腦微循環(huán)障礙、氨基酸或神經(jīng)遞質(zhì)異常、線粒體功能障礙、腸道菌群移位等多種因素參與了SAE的發(fā)病機(jī)制，但具體機(jī)制尚未確定[2]。這些因素均可導(dǎo)致腦組織微環(huán)境的改變，進(jìn)而增加海馬神經(jīng)元興奮性毒性損傷引起認(rèn)知功能障礙[3]。SAE的傳統(tǒng)臨床干預(yù)手段如使用抗菌藥物簡單且有限，效果差，預(yù)后差，目前研究證實(shí)通過抗氧化、抗炎等途徑可改善SAE患者的預(yù)后和認(rèn)知功能。核轉(zhuǎn)錄因子-E2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2)是調(diào)節(jié)哺乳動物的抗氧化反應(yīng)和Ⅱ期解毒反應(yīng)的重要轉(zhuǎn)錄因子，負(fù)責(zé)維持細(xì)胞氧化還原平衡。既往研究發(fā)現(xiàn)Nrf2作為最重要的內(nèi)源性抗氧化因子，在多種神經(jīng)退行性疾病中通過提高抗氧化防御能力發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[4]?，F(xiàn)有研究表明Nrf2在SAE中介導(dǎo)抗氧化、抗炎等機(jī)制減輕SAE的腦損傷，改善SAE的預(yù)后和認(rèn)知功能。深入研究Nrf2在SAE中的作用和調(diào)節(jié)機(jī)制，可為SAE的治療尋找新的干預(yù)靶點(diǎn)，有利于研發(fā)治療SAE的新型藥物。

1 SAE相關(guān)氧化應(yīng)激機(jī)制

SAE的病理生理學(xué)是復(fù)雜和多因素的，包括許多相互交織的機(jī)制，如氧化應(yīng)激、神經(jīng)炎癥、神經(jīng)元凋亡、血腦屏障完整性損傷和線粒體功能障礙等。其中，氧化應(yīng)激(oxidative stress, OS)誘導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡在SAE的發(fā)病和進(jìn)展中起著至關(guān)重要的作用，是大腦功能障礙的主要原因。氧化應(yīng)激是全身炎癥反應(yīng)的主要促進(jìn)劑和介質(zhì)，可導(dǎo)致活性氧(reactive oxygen species, ROS)的大量產(chǎn)生和氧化因子、促炎因子的增加以及抗氧化系統(tǒng)的抑制，引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、線粒體功能障礙、腦細(xì)胞鈣穩(wěn)態(tài)破壞，影響神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元和BBB的正常結(jié)構(gòu)和功能，這在很大程度上導(dǎo)致與SAE相關(guān)的腦損傷和認(rèn)知損傷，甚至導(dǎo)致SAE患者預(yù)后差以及死亡率增加[5]。除既往研究的MDA、SOD等氧化指標(biāo)，臨床研究還發(fā)現(xiàn)SAE患者血漿和CSF中的抗壞血酸水平均顯著低于正常人，而CSF中抗壞血酸水平與神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的嚴(yán)重程度相關(guān)。而動物實(shí)驗(yàn)揭示了GRK2、Ngb蛋白可能成為具有潛力的防治SAE的靶點(diǎn)，這些研究都表明抗氧化可能是治療SAE的有效途徑[6]。人體已進(jìn)化出一個復(fù)雜的OS反應(yīng)系統(tǒng)，在ROS作用下可誘導(dǎo)一系列保護(hù)蛋白來減輕氧化損傷，Nrf2/ARE是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最重要的內(nèi)源性抗OS信號通路，提示我們Nrf2有潛力預(yù)防或減輕氧化應(yīng)激對SAE的影響。

2 Nrf2概述

Moi等[7]首先將Nrf2描述為β-珠蛋白基因表達(dá)的激活劑，后來將其描述為細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激的主要傳感器。Nrf2由7個具有不同功能的結(jié)構(gòu)域組成[8]。Neh1結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)與小肌肉腱膜性纖維肉瘤蛋白(small musculoaponeurotic fibrosarcoma，sMaf)的結(jié)合和二聚以及核定位信號(nuclear localization signal，NLS)的調(diào)控，以增強(qiáng)Nrf2轉(zhuǎn)錄活性。Neh2結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)ETGE和DLG兩種基序結(jié)合Keap1調(diào)控Nrf2穩(wěn)定性。Neh3、Neh4和Neh5結(jié)構(gòu)域結(jié)合CREB結(jié)合蛋白CBP，增強(qiáng)Nrf2轉(zhuǎn)錄活性，Neh5結(jié)構(gòu)域還負(fù)責(zé)調(diào)控Nrf2的細(xì)胞定位。Neh6結(jié)構(gòu)域調(diào)控非Keap1依賴性的Nrf2降解，并結(jié)合β-轉(zhuǎn)導(dǎo)重復(fù)相容蛋白(β-TrCP)調(diào)控Nrf2穩(wěn)定性。Neh7結(jié)構(gòu)域直接結(jié)合Nrf2的抑制因子維甲酸X受體α(RXRα)，抑制Nrf2轉(zhuǎn)錄活性。Neh1-Neh7結(jié)構(gòu)域共同構(gòu)成Nrf2的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，調(diào)控數(shù)百個參與抗氧化反應(yīng)的下游基因，包括抗氧化酶和Ⅱ期解毒酶。Nrf2在神經(jīng)退行性疾病中上調(diào)抗氧化酶的表達(dá)、抑制神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)以及改善線粒體功能，提示Nrf2是一種靶向神經(jīng)退行性疾病認(rèn)知功能的治療途徑[9]。隨著對Nrf2的深入研究，發(fā)現(xiàn)Nrf2可參與調(diào)節(jié)未折疊蛋白反應(yīng)、調(diào)節(jié)蛋白酶體活性、調(diào)節(jié)干細(xì)胞的增殖和分化等過程，提示Nrf2在中樞神經(jīng)系統(tǒng)領(lǐng)域具有廣闊的研究前景。

3 Nrf2在SAE中的作用

SAE后腦組織中ROS和促炎因子增加，造成血管內(nèi)皮細(xì)胞線粒體氧化應(yīng)激和細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致ROS和促炎因子進(jìn)入腦組織中誘發(fā)神經(jīng)元損傷，進(jìn)而造成認(rèn)知功能障礙。維持機(jī)體氧化還原平衡和恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的主要機(jī)制是Nrf2途徑，而Nrf2活性隨年齡的增長而下降是SAE的主要危險因素之一。Nrf2可減輕氧化應(yīng)激損傷，并提高腦神經(jīng)元存活率，保護(hù)人類或嚙齒動物來源的星形膠質(zhì)細(xì)胞。敲除Nrf2導(dǎo)致SAE小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的海馬反應(yīng)性膠質(zhì)細(xì)胞增生增加，改變腦組織微環(huán)境和影響神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能造成腦損傷導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙[10]。而激活Nrf2可上調(diào)抗氧化防御反應(yīng)、降低炎癥反應(yīng)、改善線粒體功能和維持蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)來改善認(rèn)知損傷[11]。研究發(fā)現(xiàn)Nrf2敲除小鼠易受LPS誘導(dǎo)的急性炎癥攻擊，而激活Nrf2可保護(hù)被LPS攻擊的小鼠免于死亡。陳鋒等[12]報道在LPS誘導(dǎo)SAE大鼠腦內(nèi)氧化損傷過程中，腦組織中Nrf2 mRNA水平、Nrf2總蛋白水平以及p-Nrf2水平都顯著升高，同時上述水平的變化均與LPS具有劑量相關(guān)性，提示Nrf2以總蛋白水平與磷酸化水平兩種形式參與SAE氧化過程。所以，Nrf2可能通過增加mRNA和蛋白表達(dá)減輕SAE氧化損傷和認(rèn)知損傷。

4 Nrf2相關(guān)信號通路對SAE的調(diào)節(jié)機(jī)制

4.1 Keap1/Nrf2/ARE通路Kelch樣ECH關(guān)聯(lián)蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1，Keap1)是一種富含半胱氨酸巰基的氧化還原損傷傳感器，已知錨定在肌動蛋白細(xì)胞骨架。Keap1與Nrf2相互抑制，在正常條件下，Keap1負(fù)調(diào)控 Nrf2并最終降解Nrf2。在氧化應(yīng)激環(huán)境下，Nrf2因Keap1構(gòu)象變化而與Keap1分離，并從細(xì)胞質(zhì)易位到細(xì)胞核中與sMaf蛋白或轉(zhuǎn)錄因子C-JUN和JUND異源二聚化。異二聚體識別并結(jié)合ARE調(diào)節(jié)一系列編碼抗氧化酶、解毒酶、代謝改變酶和應(yīng)激反應(yīng)蛋白酶的表達(dá)，發(fā)揮抗氧化、抗炎、抗凋亡、抗鈣超載等多種功能，在神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[4]。Keap1/Nrf2通路的分子激活和細(xì)胞保護(hù)活性由四個不同但相互關(guān)聯(lián)的成分組成：①Nrf2活性的化學(xué)激活劑；②這些激活劑的蛋白傳感器Keap1；③轉(zhuǎn)錄因子Nrf2調(diào)節(jié)對激活劑和氧化應(yīng)激的轉(zhuǎn)錄反應(yīng)；④提供該途徑的細(xì)胞保護(hù)輸出的靶基因。Keap1/Nrf2/ARE通路是機(jī)體最重要的抗氧化通路，是治療氧化應(yīng)激和神經(jīng)炎癥相關(guān)疾病的關(guān)鍵靶點(diǎn)。Cui等[13]證實(shí)GYY4137通過keap1的活化激活Nrf2/ARE通路，并在SAE小鼠體內(nèi)發(fā)揮抗氧化、抗炎和抗凋亡作用，從而保護(hù)血腦屏障的完整性，改善SAE的預(yù)后。ML385作為Nrf2抑制劑可直接結(jié)合到Nrf2的Neh1結(jié)構(gòu)域，降低Nrf2轉(zhuǎn)錄活性，通過抑制抗氧化酶上調(diào)和增加凋亡蛋白表達(dá)逆轉(zhuǎn)了Nrf2/ARE通路對SAE小鼠的保護(hù)作用。因此Keap1/Nrf2/ARE通路作為預(yù)防和治療SAE的潛在靶點(diǎn)，在SAE中發(fā)揮著至關(guān)重要的神經(jīng)保護(hù)作用。

4.1.1 Nrf2/HO-1通路血紅素氧合酶1(heme oxygenase 1，HO-1)是一種具有細(xì)胞保護(hù)作用的抗氧化酶，可通過調(diào)節(jié)氧化損傷、減輕炎癥反應(yīng)、拮抗細(xì)胞凋亡和促進(jìn)血管生成而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[14]。Nrf2增加mRNA和蛋白表達(dá)誘導(dǎo)激活HO-1，神經(jīng)元中HO-1增強(qiáng)了神經(jīng)營養(yǎng)因子的上調(diào)，可以抵抗各種形式的細(xì)胞死亡,包括壞死、凋亡和新近發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡(RCD)。Zakaria等[15]在LPS誘導(dǎo)SAE小鼠模型中發(fā)現(xiàn)LPS誘導(dǎo) HO-1 mRNA 表達(dá)輕微增強(qiáng)，Ho-1酶活性下降，研究認(rèn)為吡格列酮通過增強(qiáng)HO-1 mRNA的表達(dá)和恢復(fù)HO-1酶活性可改善LPS誘導(dǎo)的多巴胺能神經(jīng)元丟失和神經(jīng)行為障礙。Tang等[16]發(fā)現(xiàn)Nrf2/HO-1通路不僅可通過減少ROS的生成來發(fā)揮抗氧化保護(hù)作用，還可促使巨噬細(xì)胞/小膠質(zhì)細(xì)胞從促炎M1表型到抗炎M2表型的極化，顯著降低促炎因子表達(dá)。Zhang等[11]在CLP誘導(dǎo)SAE大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，維生素C增加海馬核和總Nrf2和 HO-1的表達(dá)，顯著降低血清及海馬中的TNF-α、IL-6、MDA含量以及海馬中的MMP-9活性，顯著升高血清及海馬中的SOD、IL-10濃度，提示靶向Nrf2/HO-1通路可減輕海馬組織病理改變，減輕全身炎癥和神經(jīng)炎癥，改善血腦屏障通透性，抑制腦組織氧化應(yīng)激來改善SAE認(rèn)知功能。以上研究表明HO-1作為Nrf2下游蛋白可為SAE認(rèn)知功能提供一種治療靶點(diǎn)。

4.1.2 Nrf2/GPX4通路谷胱甘肽過氧化酶4(glutathione peroxidase 4，GPX4)是生物抗氧化系統(tǒng)中抗氧化酶類的重要成員，可利用谷胱甘肽(glutathione，r-glutamyl cysteingl +glycine，GSH)的還原形式作為電子供體抑制脂質(zhì)過氧化來減少氧化損傷。Ingond等[17]發(fā)現(xiàn)敲除GPX4會導(dǎo)致小鼠胚胎死亡，而表達(dá)低酶活性突變GPX4的小鼠在出生后第18天死于大腦過度氧化應(yīng)激，表明GPX4對于防止氧化應(yīng)激介導(dǎo)的神經(jīng)元損傷至關(guān)重要。GPX4在細(xì)菌感染和多微生物膿毒癥中具有保護(hù)作用，可能成為開發(fā)有效控制感染和膿毒癥藥物的關(guān)鍵分子靶點(diǎn)。Kang等[18]發(fā)現(xiàn)GPX4及其減少脂質(zhì)過氧化的能力對于小鼠巨噬細(xì)胞焦亡和膿毒癥致死率具有負(fù)性調(diào)節(jié)作用。這項(xiàng)研究首次揭示了GPX4通過抑制細(xì)胞焦亡在膿毒癥中的保護(hù)作用，這為開發(fā)有效的靶向脂質(zhì)過氧化和促進(jìn)GPX4活性治療膿毒癥奠定了基礎(chǔ)。Nrf2調(diào)控多種氧化基因的轉(zhuǎn)錄,這些基因參與了GPX4-GSH介導(dǎo)的鐵死亡防御。鐵死亡是一種由GSH合成中斷或GPX4抑制引起的細(xì)胞死亡機(jī)制，并伴隨著ROS的表達(dá)升高和線粒體功能障礙。姚鵬等[19]在LPS誘導(dǎo)SAE大鼠模型中發(fā)現(xiàn)Def組相比SAE組，海馬Nrf2、GPX4表達(dá)及血清鐵含量顯著增加，海馬NOX1、MDA、鐵含量及血清IL-6、NSE含量明顯降低，表明激活Nrf2/GPX4通路可降低大鼠海馬區(qū)鐵沉積和氧化應(yīng)激水平，減輕神經(jīng)元退行性變，明顯改善認(rèn)知功能。以上結(jié)果表明Nrf2通過促進(jìn)GPX4活性抑制氧化應(yīng)激和鐵死亡并改善SAE相關(guān)神經(jīng)元損傷。

4.2 Nrf2/NF-κB通路核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)調(diào)節(jié)ROS和促炎因子(細(xì)胞粘附分子1、IL-1β、IL-6、TNF-α等)的表達(dá)，因此可認(rèn)為NF-κB啟動了膿毒癥炎癥級聯(lián)反應(yīng)。Nrf2負(fù)調(diào)節(jié)NF-κB，Nrf2通過抗氧化反應(yīng)降低細(xì)胞中ROS的表達(dá)減弱NF-κB的表達(dá)。NF-κB p65亞單位通過與CBP的CH1-KIX結(jié)構(gòu)域或局部組蛋白低乙?；母偁幮韵嗷プ饔茫谵D(zhuǎn)錄水平上抑制Nrf2。Pan等[20]首次證明Nrf2和NF-κB之間相互作用，研究發(fā)現(xiàn)敲除Nrf2小鼠的星形膠質(zhì)細(xì)胞的培養(yǎng)能夠增強(qiáng)依賴于經(jīng)典的NF-κB通路的促炎因子的產(chǎn)生，這些促炎介質(zhì)的過表達(dá)導(dǎo)致過多星形膠質(zhì)細(xì)胞死亡加重腦損傷。Chen等[21]在CLP誘導(dǎo)SAE大鼠模型中發(fā)現(xiàn)SAE激活了Nrf2的表達(dá)，H2進(jìn)一步增強(qiáng)了Nrf2的表達(dá)。H2可減輕SAE小鼠M1至M2表型的小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞極化，并減輕大腦皮層促炎因子的釋放，改善神經(jīng)元損傷和認(rèn)知功能，但Nrf2敲除小鼠沒有這種神經(jīng)保護(hù)作用。P65是NF-κB異二聚體的亞單位，誘導(dǎo)NLRP3和IL-1β的轉(zhuǎn)錄。P65/NF-κB通過與NLRP3相互作用，在LPS刺激后誘導(dǎo)NLRP3的激活，而NF-κB抑制劑可顯著降低NLRP3的激活[22]。這項(xiàng)研究表明Nrf2/NF-κB通路與Nrf2/NLRP3通路協(xié)同作用共同參與調(diào)控SAE認(rèn)知功能。

4.3 Nrf2/NLRP3通路NOD樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3(NOD-like receptor thermal protein domain associated protein 3，NLRP3)是腦損傷中含量最豐富的炎癥體，NLRP3激活caspase-1將前IL-1β轉(zhuǎn)化為生物活性IL-1β，從而啟動局部炎癥反應(yīng)。炎癥反應(yīng)促進(jìn)ROS釋放，ROS作用于NLRP3的上游，并直接或間接地通過MAPK/NF-κB通路激活NLRP3活性，而LPS結(jié)合TLR4或感知病原體相關(guān)的分子模式增強(qiáng)NLRP3啟動和激活NLRP3炎癥體組裝來增強(qiáng)促炎反應(yīng)[23]。Xie等[24]在CLP誘導(dǎo)SAE小鼠模型中發(fā)現(xiàn)SAE組小膠質(zhì)細(xì)胞Nrf2和NLRP3的表達(dá)增加，MCC950作為NLRP3抑制劑可抑制SAE誘導(dǎo)的NLRP3的表達(dá)，減少IL-1β和IL-18的釋放以及改善神經(jīng)元和線粒體功能。H2增加Nrf2的表達(dá)，抑制NLRP3、caspase-1、IL-1β和IL-18的表達(dá)，減輕炎癥反應(yīng)、神經(jīng)元凋亡和線粒體功能障礙改善認(rèn)知損傷，而Nrf2敲除小鼠則沒有這種神經(jīng)保護(hù)作用。但炎癥體的異常激活與蛋白質(zhì)錯誤折疊疾病有關(guān)，因此在將Nrf2作為SAE治療靶點(diǎn)之前，進(jìn)一步研究Nrf2激活炎癥體功能的機(jī)制非常重要。

4.4 GSK-3β/Nrf2通路糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β，GSK-3β)是調(diào)控非Keap1依賴性Nrf2穩(wěn)定性的關(guān)鍵蛋白。GSK-3β介導(dǎo)DSGIS基序磷酸化后，Nrf2的Neh6結(jié)構(gòu)域有效結(jié)合β-TrCP促進(jìn)Nrf2蛋白酶體降解。GSK-3β可磷酸化Fyn，F(xiàn)yn在病理?xiàng)l件下通過磷酸化、核輸出和蛋白酶體降解調(diào)節(jié)Nrf2表達(dá)。Zhu等[25]在LPS誘導(dǎo)SAE大鼠模型中發(fā)現(xiàn)異甘草素增加海馬突觸素、PSD-95、BDNF、SOD、GSH和BCL-2的表達(dá),降低BAX、IL-1β、IL-6、TNF-α和C-C基序趨化因子配體3的表達(dá)，表明GSK-3β/Nrf2通路可能通過磷酸化依賴性失活GSK-3β，增強(qiáng)Nrf2反應(yīng)性抗氧化酶和抑制NF-κB反應(yīng)性促炎因子的表達(dá)，保護(hù)LPS誘導(dǎo)的神經(jīng)元損傷和認(rèn)知損傷。

4.5 SIRT1/Nrf2通路沉默調(diào)節(jié)蛋白1(Sirtuin 1，SIRT1)廣泛表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，催化非組蛋白和組蛋白脫乙酰化來調(diào)節(jié)基因表達(dá)，參與腦生理功能的維持，表現(xiàn)出神經(jīng)保護(hù)和抗炎作用。Xu等[26]在LPS誘導(dǎo)SAE大鼠模型中認(rèn)為SIRT1可能是認(rèn)知功能潛在的作用靶點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)紅景天苷增加Sirt1、Nrf2的表達(dá)，上調(diào)SOD濃度，增加Bcl-2的表達(dá)，下調(diào)MDA活性，降低Bax、caspase-3和caspase-9的表達(dá)，表明SIRT1/Nrf2通路通過SIRT1激活Nrf2依賴性的抗氧化和抗炎活性來改善LPS引起的腦炎癥性損傷和認(rèn)知損傷。

4.6 其他據(jù)報道Nrf2改善SAE認(rèn)知功能的途徑還包括Nrf2/AQP4、PI3K/Akt/Nrf2等通路。Liu等[10]研究表明敲除Nrf2促進(jìn)LPS誘導(dǎo)的AQP4表達(dá)增加，加重小鼠認(rèn)知功能障礙；敲除AQP4可減少LPS誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥改善小鼠認(rèn)知功能，為SAE潛在的Nrf2/AQP4機(jī)制提供了證據(jù)。Liao等[27]研究發(fā)現(xiàn)丹參素冰片酯激活PI3K/Akt/Nrf2通路，誘導(dǎo)Nrf2和抗氧化酶表達(dá)均伴隨p-PI3K、p-Akt水平升高，改善LPS誘導(dǎo)的SAE認(rèn)知損傷。以上Nrf2通路并非單獨(dú)存在，而是互相作用共同改善SAE預(yù)后和認(rèn)知功能。Nrf2在SAE中的具體調(diào)節(jié)機(jī)制復(fù)雜，仍需要我們進(jìn)一步研究探索。

5 Nrf2激活劑

5.1 動物實(shí)驗(yàn)研究目前研究發(fā)現(xiàn)有不少藥物可治療嚙齒動物SAE，如富馬酸二甲酯、白藜蘆醇、姜黃素等傳統(tǒng)的Nrf2激活劑。在SAE模型中使用這些抗氧化劑介導(dǎo)Nrf2的激活，提高嚙齒動物的存活率，減輕多器官損傷和認(rèn)知損傷。不同于傳統(tǒng)的Nrf2激活劑，Keap1-Nrf2 PPI抑制劑已成為激活Nrf2的一種新方法，可通過非共價相互作用競爭性地直接破壞Keap1-Nrf2 PPI，成為治療SAE的潛在藥物來改善認(rèn)知功能。MSC外泌體是中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的強(qiáng)效抗炎納米治療劑[28]，MSC外泌體在體內(nèi)外均能與海馬星形膠質(zhì)細(xì)胞結(jié)合，減輕炎癥反應(yīng)，改善LPS誘導(dǎo)的線粒體功能障礙[29]，表明外泌體可能作為Nrf2激活劑改善SAE認(rèn)知功能。MSC外泌體因其高安全性和多靶點(diǎn)效應(yīng)，使其在膿毒癥及認(rèn)知功能障礙的治療中引起廣泛的研究興趣。Nrf2在SAE動物模型中的作用及其機(jī)制的研究為臨床研究提供理論依據(jù)，有利于研發(fā)新型高效的Nrf2激活劑，但Nrf2激活劑或與其它治療SAE藥物結(jié)合的臨床療效需要進(jìn)一步通過臨床研究來確定。

5.2 臨床研究目前許多傳統(tǒng)的Nrf2激活劑正在進(jìn)行臨床研究，如DMF、SFN、CDDO-Me、Oltipraz，且Keap1-Nrf2 PPI抑制劑的研發(fā)也已取得顯著進(jìn)展。目前Nrf2激活劑有以下問題亟待解決[30]:①親電Nrf2激活劑的潛在缺陷是會與除Keap1外的蛋白質(zhì)中的氧化還原敏感半胱氨酸發(fā)生反應(yīng)表現(xiàn)出脫靶效應(yīng)，表現(xiàn)為對Keap1的選擇性可能不高，因此應(yīng)研發(fā)具備靶向選擇性的Nrf2激活劑；②大多數(shù)Keap1-Nrf2 PPI抑制劑含有極性基團(tuán)，通常導(dǎo)致血腦屏障穿透性差，如何提高體內(nèi)療效和穿透血腦屏障到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)是一個挑戰(zhàn)；③Nrf2可能是癌癥進(jìn)展、轉(zhuǎn)移和耐藥性的驅(qū)動因素。應(yīng)用Nrf2激活劑來對抗炎癥可能會導(dǎo)致Nrf2下游基因的異常表達(dá)，從而誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生和對放化療的抵抗。由于在膿毒癥治療中僅急性使用Nrf2激活劑，所以Nrf2的致癌潛力可以忽略不計。因此應(yīng)開發(fā)高度特異性的Nrf2激活劑，以盡量減少其多效性效應(yīng)。目前還沒有關(guān)于Nrf2激活劑在SAE患者中的臨床試驗(yàn)[31]，因此需要Nrf2在SAE領(lǐng)域的臨床前和臨床研究。

6 結(jié) 語

深入研究發(fā)現(xiàn)Nrf2在SAE中的作用越來越突出，未來研究目標(biāo)是研究Nrf2在SAE中的具體調(diào)節(jié)機(jī)制，將Nrf2及其下游靶蛋白的表達(dá)水平作為預(yù)測和診斷SAE的指標(biāo)。此外，針對Nrf2相關(guān)通路的靶點(diǎn)研發(fā)藥物治療SAE患者具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。當(dāng)前SAE研究面臨高度異質(zhì)性和難以轉(zhuǎn)化為臨床實(shí)踐的困境，而新冠肺炎的研究涉及Nrf2的預(yù)防策略，以防止病毒攝取、DNA或RNA復(fù)制和細(xì)胞因子表達(dá)為主題，這可能是突破SAE臨床治療瓶頸的重要途徑。