摘要:活性氧(ROS)是自由基氧中间体,在信号转导中是重要的第二使者。但是,当这些分子的积累超过抗氧化剂酶的缓冲能力时,会发生氧化应激和内皮细胞(EC)功能障碍。ec功能障碍将血管系统转变为促凝的,促进的炎症状态,从而增加患心血管疾病(CV)疾病和代谢疾病的风险。研究已转向对CV风险因素的microRNA处理的研究,因为这些转录后调节剂已知可以共同调节ROS。在这篇综述中,我们将讨论ROS途径和产生,正常的内皮细胞生理学和ROS诱导的功能障碍,以及当前对常见代谢性疾病的知识及其与氧化应激的联系。还将探索基于microRNA的治疗策略,以响应氧化应激和microRNA在控制ROS中的调节作用。重要的是要深入理解产生ROS的机制以及如何操纵这些酶促副产品可以保护内皮细胞功能免受氧化应激的影响并防止血管疾病的发展。
替代蛋白(AltProts)代表了一种新认识的生物活性蛋白,这些蛋白质是根据已经注释的基因中的替代开放式阅读框(ALTORF)编码的。这项研究的重点是SLC35A4基因,该基因编码参考蛋白SLC35A4和替代蛋白AltSLC35A4。结合了显微镜和生化分析,我们证实了内部线粒体膜中AltSLC35A4的存在,从而解决了先前的相互矛盾的报告。先前采用核糖体分析的研究表明,在砷钠诱导的氧化应激期间,SLC35A4的参考编码序列在所有细胞mRNA中的转化效率上的提高最大。我们的结果证实了这种翻译的上调,在氧化应激期间以上游ORF依赖性方式出现了SLC35A4蛋白同工型。值得注意的是,在氧化应激期间,AltSLC35A4的表达保持不变。敲出SLC35A4以可救出的方式增强对氧化应激的敏感性,表明对SLC35A4在应力抗性中的直接影响。总而言之,我们的研究为SLC35A4双重编码性质的功能意义提供了令人信服的证据,以抗氧化应激,并突出了在真核基因功能研究中考虑AltProts的重要性。
“氧化应激”一词最早由 Helmut Sies 1 提出,指的是氧化剂和抗氧化防御之间的不平衡,这种不平衡可能导致生物系统受损。从那时起,氧化还原生物学领域已经从病理学中的氧化应激概念发展到生理学中的氧化还原信号传导 2 – 4 。氧化应激已被证明与多种疾病有关,包括动脉粥样硬化、慢性阻塞性肺病 (COPD)、阿尔茨海默病和癌症,这揭示了氧化剂导致细胞损伤的多种机制 5 。然而,氧化应激参与疾病病理的程度非常多变,因此增加抗氧化防御的有效性在某些疾病中可能有限。氧化应激涉及由氧和氮衍生的所谓活性物质的化学反应 (框 1 )。了解这些物质中的哪些会对大分子造成损害有助于为改善抗氧化防御的治疗方法提供理论依据。然而,到目前为止,小分子在治疗上的应用令人失望,主要是因为人们对抗氧化剂的作用原理过于乐观和不正确的假设 6 。例如,清除羟基自由基 (•OH) 是不切实际的,但通过减少过氧化氢 (H 2 O 2 ) 的产生来阻止其形成可以有效预防损伤。氧化应激领域的主要误解之一是小分子可以清除超氧化物 (O 2 • − ) 或 H 2 O 2 ,而小分子在细胞内也是无效的。这是因为抗氧化酶会与数千种
微粒细胞炎不稳定是一种遗传现象,其特征在于重复的核苷酸序列被称为微卫星。这种不稳定可能是由于DNA修复基因(例如MLH1,MSH2,MSH6和PMS2基因)的缺陷而发生的。慢性炎症与结直肠癌的发展有关。微卫星不稳定性基因参与调节炎症反应,并可能影响肿瘤进展。研究表明,胶体肿瘤中微卫星不稳定性的存在与更大的免疫细胞浸润有关,例如T淋巴细胞,巨噬细胞和中性粒细胞,这可能会调节肿瘤微环境中的炎症反应。氧化应激的特征在于氧气活性物种的产生与生物体的抗氧化能力之间的不平衡,并在癌变中起重要作用。微卫星不稳定性基因可以影响对氧化应激的反应,从而影响肿瘤细胞处理氧化损伤并促进细胞存活的能力。这项工作的目的是了解大肠癌中微卫星不稳定性涉及的基因,以及它们如何对疾病的发展做出贡献,与炎症过程和肿瘤细胞中氧化应激有关。这是有必要理解大肠癌患者的微囊炎,炎症和氧化应激之间的相互联系的合理性。关键词:微炎症的不稳定性;结直肠癌;炎;氧化应激。
摘要阿尔茨海默氏病的病理生理学仍然是一个难题。越来越多的证据阐明了氧化应激参与AD的病理学,使其成为治疗性发育的主要靶标。由线粒体功能改变,电子传输链失调和其他来源产生的活性氧(ROS)提升了凝集的Aβ和神经原纤维缠结,从而进一步刺激了ROS的产生。氧化应激引起对脂质,蛋白质和DNA的损伤导致神经元死亡,从而导致AD。此外,氧化应激会诱导凋亡,这是由ERK1/2和NRF2途径的调节触发的,随后GSK-3β表达增加并降低了PP2A活性。氧化应激通过干扰RCAN1,CREB/ ERK,NRF2,PP2A,NFκB和PI3K/ AKT等各种信号通路来夸大疾病状况。研究报道了TNF-α在氧化应激刺激中的作用,该抗氧化剂刺激的作用增强了抗氧化剂水平。据报道,其他药物如普拉己烯,美金刚,卡维丝醇和褪黑激素可以激活CREB/RCAN1和NRF2途径。与此相一致,epigallocatechin Gallate和Genastein还靶向NRF2和CREB途径,从而导致下游途径(如AS和KEAP1)的激活,这些途径可以改善氧化应激条件。多奈酮和白藜芦醇减少氧化应激,并激活AMPK途径以及PP2A激活,从而促进tau去磷酸化和神经元存活。本研究详细描述了氧化应激在AD中的作用,涉及氧化应激诱导的AD的主要信号通路和正在针对这些途径的开发中的药物,这些途径可能有助于AD的治疗进展。
参考文献 1. Jarrett SG, Boulton ME。氧化应激对年龄相关性黄斑变性的影响。Mol Aspects Med。2012;33(4): 399-417。2. Tan BL, Norhaizan ME, Liew WP, Sulaiman Rahman H。抗氧化剂和氧化应激:与年龄相关的疾病中的相互作用。Front Pharmacol。2018;9:1162。3. Salminen A, Ojala J, Kaarniranta K, Kauppinen A。线粒体功能障碍和氧化应激激活炎症小体:对衰老过程和与年龄相关的疾病的影响。Cell Mol Life Sci。2012;69:2999-3013。 4. Yildirim Z、Ucgun NI、Yildirim F。氧化应激和抗氧化剂在年龄相关性黄斑变性发病机制中的作用。诊所(圣保罗)。2011;66:743-746。5. Luo J、Mills K、le Cessie S、Noordam R、van Heemst D。衰老、与年龄相关的疾病和氧化应激:下一步该怎么做?。衰老研究评论。2020;57:100982。6. Liguori I、Russo G、Curcio F、Bulli G、Aran L、Della-Morte D 等人。氧化应激、衰老和疾病。老龄化临床干预。2018:757-772。7. Migliore L、Coppedè F。神经退行性疾病和衰老中的环境诱导氧化应激。 Mutat Res. 2009;674(1-2): 73-84。8. Bokov A, Chaudhuri A, Richardson A. 氧化损伤和应激在衰老中的作用。Mech Ageing Dev. 2004;125(10-11): 811-826。9. Tisi A, Feligioni M, Passacantando M, Ciancaglini M, Maccarone R. 氧化应激对年龄相关性黄斑变性血视网膜屏障生理的影响。Cells. 2021;10(1):64。10. Martin I, Grotewiel MS. 氧化损伤和年龄相关性功能衰退。Mech Ageing Dev. 2006;127(5):411-423。
简单总结:在本文中,我们回顾了过去十年的知识进展,得益于许多学者和研究人员的投入,这些进展已经阐明了与铁死亡及其与癌症的关系有关的许多方面。铁死亡目前被认为是一种独特的受调节细胞死亡 (RCD) 类型,其特征是铁依赖性氧化应激和致命氧化脂质的积累。重点关注最近的文献,强调了铁稳态、氧化应激和脂质代谢之间的联系,这些联系总体上调节了铁死亡细胞死亡。此外,特别关注了这种 RCD 通路可能作为肿瘤抑制机制的激活。从调控和分子角度深入了解它可以为开发治疗对常规疗法有耐药性的肿瘤的新候选药物提供重要信息。
许多神经退行性疾病是由于离子通道功能和突变改变引起的。细胞内氧化还原状态可以显着改变离子通道的门控特征。已经记录了与氧化应激相关的丰富神经退行性疾病,包括帕金森氏症,阿尔茨海默氏症,脊椎脑性共济失调,肌萎缩性侧面硬化症和亨廷顿病。活性氧和氮种化合物触发了靶向负责通道组装的亚基内特定位点的翻译后变化。这些改变包括通过活性氧(ROS),硝化和S-硝基化诱导的氧化还原反应调整半胱氨酸残基,并通过过氧亚硝酸盐的酪氨酸残基的一氧化氮辅助。几个离子通道已直接研究了其对氧化剂和氧化应激的功能反应。本综述主要探讨氧化应激与离子通道之间的关系和潜在联系,例如小脑共济失调和帕金森氏病。氧化应激与离子通道之间的潜在相关性可以保持开发常见神经退行性疾病的创新疗法的希望。
用心肌细胞特异性FOXO1缺失在人类细胞和糖尿病小鼠中进行分析表明,FOXO1直接绑定在KLF5启动子上,并增加了KLF5的表达。具有心肌细胞特异性FOXO1缺失的糖尿病小鼠的心脏KLF5表达较低,并受到DBCM的保护。遗传学,药理增益和KLF5功能方法的丧失和小鼠AAV介导的KLF5递送表明KLF5诱导了DBCM。因此,当救出KLF5表达时,消除了心肌细胞FOXO1在DBCM中的保护作用。同样,组成型心肌细胞特异性KLF5过表达引起心脏功能障碍。klf5通过直接结合NADPH氧化酶(NOX)4启动子和NOX4表达诱导引起氧化应激。这伴随着心脏神经酰胺的积累。药理学或遗传KLF5抑制减轻了超氧化物的形成,可防止神经酰胺的积累和改善糖尿病小鼠的心脏功能。