研究背景 长期以来，Nrf2作为重要的抗氧化转录因子而受到广泛关注，随着研究深入，发现同一家族的Nrf1分子所发挥的抗氧化功能也不容忽视。Nrf1是重要的跨膜转录因子，以特定方式锚定于内质网上，当需要时会经一系列复杂的翻转、修饰和加工过程从内质网逆转位释放到细胞浆，再进入细胞核调控下游基因的表达。有研究发现，全基因组敲除Nrf1后小鼠胚胎在13.5天时因严重氧化应激而死亡；而敲除Nrf2后则无明显表型，但小鼠胚胎对氧化刺激的敏感性升高；在Nrf1和Nrf2双敲后，小鼠胚胎在约9.5天时死亡。提示Nrf1与Nrf2在功能上有重叠也有区别。另有研究发现，Nrf1与Nrf2均可通过抗氧化元件（ARE）来调控靶基因表达，但两者对相关基因的调控存在差异，其具体机制仍未阐明。因此，通过研究Nrf1和Nrf2对抗氧化解毒基因的差异性调控，可帮助理解两者在功能上的异同。 研究方法与结果 ①利用qRT-PCR与Western Blot技术，测定tBHQ（50uM）或DTT（1mM）刺激四种细胞系（HepG2，及基于HepG2构建的Nrf1?-/-、Nrf2-/-、caNrf2?N细胞）后抗氧化相关基因转录表达的mRNA及蛋白水平，结果表明： a. tBHQ与DTT均可诱导Nrf1及Nrf2的表达，诱导表达的效果有一定的时间依赖性；且DTT刺激因引发内质网应激而一定程度上影响了Nrf1的活化； b. Nrf1与Nrf2之间存在调控关系，推测Nrf2是Nrf1的上游调控者；Nrf1与Nrf2对抗氧化相关基因均有调控作用，其中HO-1，NQO1，GSR，Gpx1等基因与Nrf2的关系较为密切，GCLM，GCLC与Nrf1的关系较为密切；MT1E基因可能主要受Nrf2的负调控； c. 正常生理状态下主要由 Nrf1 发挥抗氧化功能，而应激情况下主要由 Nrf2发挥抗氧化功能； ②通过构建质粒，利用双荧光素酶报告基因实验，结果显示：Nrf1 与MT1E-6×ARE1-Luc表达质粒特异性相互作用，Nrf2与MT1E-6×ARE2-Luc表达质粒特异性相互作用，且后者作用强于前者。提示MT1E基因主要受到Nrf2的负调控。 ③通过构建质粒，利用活细胞成像技术及双荧光素酶报告基因技术，得出：AD1 结构域可促进 N298 融合蛋白从内质网腔翻转到细胞质中；Nrf1 缺失 N 端2-156位氨基酸后活性下降。 研究结论 ① tBHQ与DTT均可诱导Nrf1及Nrf2的表达，且DTT可能抑制 Nrf1的活化过程； ② Nrf1与Nrf2差异性调控抗氧化基因，MT1E基因主要受到Nrf2的负调控作用；应激状态下主要由Nrf2发挥抗氧化功能； ③ MT1E-6×ARE1-Luc表达质粒与MT1E-6×ARE2-Luc表达质粒可分别作为研究Nrf1及Nrf2的特异性工具。
展开▼
