本文是来自《西南军医》的医学论文，主要是关于Nrlf2／ARE通路与糖尿病及并发症的关系的阐述，详情请看下面的介绍。
糖尿病(diabetesmellitus，DM)是一种糖代谢异常及胰岛素抵抗的慢性代谢障碍性疾病。持续性高血糖产生过多的活性氧，导致抗氧化酶活性降低，诱发胰岛素抵抗，并通过糖基化终末产物(AGEs)途径、多元醇途径、蛋白激酶C激活途径、己糖胺途径等多种机制，导致心血管系统慢性炎症反应及氧化应激损伤，其大血管、微血管并发症是糖尿病患者的主要致残和致死原因。核因子2相关因子2(NFE2．relatedfactor2，Nrf2)缺失或激活障碍，Nrf2／ARE通路处于失活状态，从而加重氧化应激源的细胞毒性，使内皮细胞功能障碍，加速大血管、微血管病变的发生发展。激活Nrf2／ARE通路，减少活性氧的产生，改善氧化应激诱导的胰岛素抵抗，以纠正糖尿病高糖因素导致的组织细胞生化机能紊乱，发挥其抗氧化应激、抗慢性炎症反应的细胞保护功能，在糖尿病大血管、微血管并发症的防御机制中起着非常重要的作用本文对Nrf2／ARE通路与糖尿病及并毵定的关系作一综述。
1 Nrf2／ARE通路的分子基础及功能
1．1 Nrf2／ARE通路的分子基础人类Nrf2基因位于2q31，包括6个高度保守的ECH同源结构阈(Nrf2．ECHhomology)，Nrf2／ECH是ARE介导基因表达的主要调控者，Nrf2有一高度保守的碱性亮氨酸拉链(bZIP)结构?。常态下，Nrf2位于胞质中，且与Keapl相互作用后降解、失活。当受到来源于活性氧或亲核剂的信号攻击后，Nrf2与Keapl解离并进入胞核，与其它的bZIP蛋白结合成异二聚体后，和抗氧化反应元件ARE靶点结合，使ARE相关的抗氧化酶基因的得以表达，启动Nrf2下游靶基因即过氧化氢酶(cAT)、超氧化物歧化酶(soD)、谷胱甘肽硫转移酶(GST)、血红素加氧酶(HO．1)等表达口，发挥细胞保护作用。
1．2 Nrf2／ARE通路的功能Nrf2／ARE信号通路对细胞的保护作用主要体现在机体抗氧化应激、抗炎症反应、抗动脉粥样硬化等抗氧化还原方面。Nrf2缺失或激活障碍导致的动脉粥样硬化、炎症反应等病变与氧化应激源的细胞毒性增强密切相关。
1．2．1 抗氧化应激氧化应激是由于机体氧化与抗氧化机制失衡，体内活性氧(Reactiveo~genspecies，ROS)蓄积增多，引起机体损伤的一种状态。高糖时，细胞内的葡萄糖氧化增加，超过呼吸链的处理能力时就会发生单电子传递，线粒体内ROS产生增加。高糖增加体内二酰甘油(DAG)合成，激活蛋白激酶c(PKC)途径，引起细胞内烟酰胺嘌呤二核甘磷酸(NADPH)氧化产生大量ROS。ROS导致组织细胞氧化应激损伤和慢性炎症反应，加重IR，引发糖尿病大血管病变。
糖尿病及其大血管并发症是氧化应激反应产生ROS过多的结果。生物膜中的多不饱和脂肪酸可被体内产生的ROS损伤，导致脂质过氧化，形成脂质过氧化物丙二醛(MDA)，其含量可反映机体内ROS水平，间接反映细胞被ROS损伤的程度。
Nrf2通过与抗氧化反应元件(antionxidantre．sponseelement，ARE)相互作用，诱导编码抗氧化蛋白和II相解毒酶的表达，在细胞氧化应激反应和细胞抗氧化还原机制中起着重要防御保护作用。
1．2．2 抗炎症作用血循环中高糖、脂代谢异常等病理因素的长期作用，可直接引起血管内皮细胞损伤，产生慢性炎症反应。高糖、糖基化终产物(AGE)、氧化低密度脂蛋白(OX．LDL)、脂肪酸等代谢物质引起炎症反应的核心机制目前认为与激活细胞核因子NFr．B有关。该因子可增加内皮细胞、巨噬细胞和血管平滑肌细胞的多种炎症因子基因表达，是激活炎症反应的重要转录因子，在AS的形成中起着重要作用。研究发现，血管平滑肌细胞经Nrf2激动剂LCY-2一CHO干预后，可降低NF．rd3信号通路的活性。
可能机制是，Nrf2激动剂通过抑制KK／Ir．B磷酸化及NFrd3p65亚基核转位，阻断了NFrB通路所致。花生四烯酸在环氧合酶(COX)作用下合成的15一脱氧．△(12，14)一前列腺素J(2)(15dPGI2)是激活Nrf2的内源性诱导剂之一，15d．PGI2与Keapl作用，形成共价加合物激活Nrf2，15dPGI2引起的炎症反应可受Nrf2调控。有实验表明激活肺部Nrf2的细胞保护基因，可抵抗烟尘诱导的氧化应激和炎症反应"。研究结果提示在各种原因导致的细胞损害中Keap1．Nrf2／ARE通路发挥着抗炎症作用。
2 Nrf2／ARE通路与糖尿病的关系糖尿病高糖状态下，细胞内的葡萄糖氧化增加，线粒体产生过多的超氧化物引起组织细胞氧化应激损伤，氧化应激可通过活化氧化应激相关通路引起胰岛素抵抗(insulinresistance，IR)。激活Nrf2／ARE通路可减轻糖尿病高血糖引起的氧化应激损伤，改善氧化应激诱导的IR。
2．1 与糖代谢异常的关系高糖诱导线粒体内电子传递呼吸链产生超氧化物过多，是造成氧化应激引起DM、IR和心血管并发症的重要原因。而激活Nrf2／ARE通路可作用于糖代谢异常引起的氧化应激损伤，发挥其保护功能。YohK等研究发现，高血糖可诱导Nrf2基因缺失鼠的氧化应激，导致肾功能障碍，使尿的NO代谢产物和肾小球损伤标志减少，经激活Nrf2后可逆转上述改变，结果显示高血糖及氧化应激可加速肾损伤，而Nrf2是保护防止发生糖尿病并发症的重要因子。HeX等研究发现高糖通过活性氧系统损害心肌细胞，诱发糖尿病心肌病，Nrf2基因敲除大鼠即使血糖仅轻度升高，也可在很短时间内导致糖尿病心肌病的发生发展，因此Nrf2通过ARE抗氧化应激的关键性调节作用，可阻止高血糖引起糖尿病心肌病的进程。
2．2 与IR的关系生理状态下，胰岛素与胰岛素受体结合，通过促进胰岛素受体底物(insulinreceptorsubstrate，IRS)酪氨酸磷酸化而发挥作用。氧化应激可通过活化氧化应激敏感性信号通路引起IR。研究证实，葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase，GO)预处理肝细胞与葡萄糖相互作用生成过量的活性氧引起细胞氧化应激损伤，诱导IR。姜黄素通过诱导Nrf2核转位，使活生氧生成减少，从而减轻氧化应激诱导的IRE。提示通过促进Nrf2核转位并与ARE结合，发挥Nrf2／ARE通路抗氧化应激作用，可改善氧化应激诱导的细胞IR。
3Nrf2／ARE通路与糖尿病大血管并发症的关系糖尿病大血管病变，主要是动脉粥样硬化(ath．erosclerosis，AS)，为糖尿病病人致病率和死亡率主要的原因之一。AS形成的早期环节起源于血管内皮细胞功能紊乱[120而Nrf2／ARE通路从抗氧化应激损伤和抗慢性炎症反应方面纠正内皮细胞功能紊乱，防止AS发生发展，在糖尿病AS的防御机制中发挥非常重要的作用。
3．1 与血管内皮细胞功能关系血管内皮细胞拥有一套完整的内源性保护机制来抵消由氧化应激引起的损伤。生理状态下，血管内皮细胞的氧化与抗氧化能力处于动态平衡中，对组织细胞无损伤作用n。但血管内皮细胞长期受到高血糖化学因素刺激时，体内ROS生成增加，抗氧化酶活性降低，使ROS在组织中蓄积，导致血管内皮细胞功能障碍及组织细胞氧化应激损伤。在糖尿病细胞模型中，激活Nrf2／ARE通路可对抗ROS导致的内皮细胞氧化应激损伤，明显改善高糖引起的内皮细胞功能障碍。说明Nrf2／ARE通路对内皮细胞功能起着重要的保护作用。
NO是Nrf2内源性激活剂，可刺激血管内皮细胞显着增加Nrf2核转位，Nrf2激活ARE参与了NO介导调节血管的适应眭反应及蛋白酶体抑制、VCAMlp38MAPK等保护内皮细胞n，直接下调抗氧化酶等多途径起心脏保护作用。经N一乙酰L一半胱氨酸预处理的细胞能抑制其转位并降低HO一1的上调。上述说明NO介导的血管适应性反应和HO一1的保护作用可能受Nrf2核转位和激活ARE的调控n，表明在血管稳态中Nrf2发挥着一定的作用。HeissEH等发现HUVEC培养后Nrf2激活剂CDDO．IM可使NO水平及eNOS的蛋白水平增加，抑制氧化应激水平而改善内皮细胞功能。
3．2 与血管平滑肌细胞功能关系高糖等代谢紊乱因素介导的氧化应激和慢性炎症反应，可刺激血管平滑肌细胞增殖，平滑肌细胞能与结缔组织内的基质结合，包括蛋白聚糖、弹性纤维以及胶原，形成平滑肌源性泡沫细胞，由中膜向内膜迁移，参与慢性炎症反应及纤维帽的形成。研究发现，用4一羟基壬烯醛(HNE)或氧化型中密度和高密度脂蛋白处理动脉平滑肌细胞(SMC，表达CD36)，可引起Nrf2转位蓄积并增加A170、HO．1和Prx的表达n，可能抑制SMC的增殖。DregerH等n用野生型小鼠和Nrf2基因敲除小鼠的血管平滑肌细胞在乳酸脱氢酶释放实验的研究中发现，氧化应激可刺激野生型小鼠ARE、HO一1等Nrf2下游靶基因的上调，使乳酸脱氢酶降低，减轻ROS对血管平滑肌细胞的损伤，而Nrf2基因敲除小鼠则与此相反，提示Nrf2通路对血管平滑肌细胞具有保护效应。
3.3 与动脉粥样硬化关系研究发现Nrf2表达的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)，对ApoE缺陷小鼠AS斑块的发生发展过程有明显抑制作用口。
Collins等。发现罗格列酮能激活Nrf2及相关靶点，对脂蛋白受体缺陷小鼠AS有抑制作用。说明Nrf2的活化对AS起一定治疗作用。研究表明，用oxLDLs处理鼠类巨噬细胞，刺激了Nrfl、Nrf2和c-jun结合到GCSh和GCS1启动子中的AREs，诱导GCSh和GCS1表达增加(部分是因为转录性增高所致)，提示Nrf2通路参与抑制泡沫细胞形成和动脉粥样硬化病理过程。
虽然大量研究表明Nrf2活化可能参与了心血管事件的预防，但近年来也有研究发现在AS发生发展过程中Nrf2的其它作用。Sussan等给予Nrf2、ApoE敲除的小鼠及ApoE单纯敲除的小鼠高脂喂养20周后，观察主动脉粥样斑块面积发现，Nrf2、ApoE敲除组粥样斑块显着小于ApoE敲除组，而且Nrf2、ApoE敲除组低密度脂蛋白和清道夫受体CD36的表达也明显低于ApoE敲除组。因此，Nrf2活化参与AS病理过程中究竟发挥什么效应还需进一步探究。
4 Nrf2／ARE通路与糖尿病微血管并发症的关系如前所述，氧化应激和慢性炎症反应同样可导致糖尿病微血管并发症的发生发展。高糖状态下产生过多的ROS，可进一步活化糖尿病微血管病变相关信号传导通路，如多元醇通路、PKC通路、氨基己糖通路及AGEs形成，使NF．rd3上调炎性因子的基因转录，导致糖尿病微血管并发症的发生发展。而激活Nrf2／ARE通路抗氧化应激可减少ROS产生，阻断糖尿病微血管病变相关信号传导通路，拮抗NFrd3通路，从而发挥其在糖尿病肾病、眼病、神经病变、心肌病等微血管并发症中的保护作用。糖尿病肾病(diabeticnephropathy，DN)是糖尿病常见的微血管并发症，也是糖尿病患者致残、致死的重要原因。研究发现高糖引起ROS长期存在，使肾小球系膜基质和系膜细胞增生，继而肾小球基底膜弥漫性增厚，导致DN的发生发展。在糖尿病小鼠模型中，Nrf2激活剂干预组与DM组相比，小鼠24小时尿白蛋白定量、血尿素氮等指标均降低，且Nrf2激活剂干预组肾皮质总蛋白Nrf2、血红素加氧酶．1(hemeoxygenase。1，HO一1)及核蛋白Nrf2表达水平明显增高，因此Nrf2激活剂可保护糖尿病小鼠肾脏，防止ROS损伤，这可能与Nrf2／ARE通路部分激活，使抗HOl过多表达有关。当机体暴露于ROS时，能诱导出一系列保护性蛋白，如Nrf2是氧化应激的感受器，也是糖尿病肾病发病中抗氧化反应的关键调控因子，通过激活机体内源性抗氧化应激通路Nrf2／ARE，发挥其在细胞抗氧化应激反应中的作用，防止糖尿病肾脏免受氧化应激损害，减少细胞及细胞外基质增生，保护肾脏功能。
微循环障碍、微血管基底膜增厚是糖尿病心肌病(Diabeticcardiomyopathy，DCM)微血管病变的典型改变。研究表明，高糖毒性、氧化应激及血流流变学改变等因素可引起微血管结构、功能异常，导致心肌细胞损伤并发展为DCM_2。Nrf2激活ARE参与了NO介导调节血管的适应性反应、蛋白酶体抑制及VCAMlp38MAPK等保护内皮细胞~263,直接上调抗氧化酶等多种途径起心脏保护作用。糖尿病高糖毒性存在的氧化应激提示，激活Nrf2／ARE通路阻断线粒体电子传递链产生的过量过氧化物，抵御高糖引起的氧化应激损伤，阻断糖尿病心肌病、微血坪泼症的发展。
5 小结与展望Nrf2／ARE通路的提出，为糖尿病及其心血管并发症的发病机制指明了新方向。通过激活Nrf2／ARE通路，减少高糖因素产生的活性氧，发挥其抗氧化应激损伤和抗慢性炎症反应的作用，改善氧化应激诱导的胰岛素抵抗，纠正内皮细胞功能紊乱，抑制动脉粥样硬化的形成。但Nrf2／ARE通路在防止糖尿病及其大血管、微血管并发症的发生发展等机制方面究竟扮演了什么角色，还有待于进一步研究。如何通过Nrf2／ARE通路激动剂激活Nrf2／ARE通路，可能成为糖尿病胰岛素抵抗及并发心血管疾病预防与治疗的新策略。
