Nrf2及其靶基因在人肺腺癌A549顺铂耐药细胞株中的表达与机制解析.docxVIP

Nrf2及其靶基因在人肺腺癌A549顺铂耐药细胞株中的表达与机制解析

一、引言

1.1研究背景

肺癌是全球范围内发病率和死亡率均位居前列的恶性肿瘤。据统计，在男性中肺癌发病率位居首位，在女性中则排第二位，其死亡率在所有恶性肿瘤中更是高居榜首，约占癌症死亡患者总数的18%。仅在2020年，中国新增肺癌病例数就多达82万例，严峻的形势给社会和患者家庭带来了沉重的负担。

肺腺癌作为肺癌的一种主要亚型，其治疗一直是临床研究的重点。顺铂是一种广泛应用于肺腺癌化疗的一线药物，通过与DNA结合，破坏DNA的结构和功能，从而抑制肿瘤细胞的增殖。对于晚期不可治愈的肺腺癌疾病，顺铂化疗方案相较于最佳支持治疗，能有效延长患者生存时间六到十二周，一年生存率更是明显提高一倍，在肺腺癌的治疗中占据着重要地位。临床实践中，部分患者在接受顺铂治疗后，肿瘤细胞会逐渐对顺铂产生耐药性，导致化疗失败，这成为了肺腺癌治疗的一大难题。

顺铂耐药机制十分复杂，涉及多个方面。其中，药物外排增加、DNA损伤修复能力增强、细胞凋亡抑制等是常见的耐药机制。一些研究表明，ABC转运蛋白家族成员的高表达可将顺铂泵出细胞，降低细胞内药物浓度，从而导致耐药。细胞内抗氧化防御系统的改变也可能与顺铂耐药有关。核因子E2相关因子2（Nrf2）作为细胞内抗氧化应激反应的关键调节因子，其在顺铂耐药中的作用逐渐受到关注。Nrf2可通过与抗氧化反应元件（ARE）结合，激活一系列抗氧化酶和解毒酶的基因表达，保护细胞免受氧化损伤。在肺腺癌顺铂耐药细胞中，Nrf2及其靶基因的表达变化可能在耐药机制中发挥重要作用，但目前相关研究仍有待深入。

1.2Nrf2及其靶基因概述

Nrf2，即核因子E2相关因子2，属于CNC（cap‘n’collar）转录因子家族，其结构中包含6个高度保守的Neh（Nrf2-ECH同源性）结构域，分别为Neh1-Neh6。其中，Neh1区的C端亮氨酸拉链结构（bZip）能与细胞核内小Maf蛋白形成异二聚体，使Nrf2能够识别并结合抗氧化反应元件（ARE），进而启动目标基因转录。Neh2区则是Nrf2与胞浆蛋白Keap1（Kelch样ECH相关蛋白-1）的结合区域，含有ETGE基序和DLG基序两个关键结合位点。

在正常生理状态下，Nrf2与Keap1结合，以无活性的形式存在于细胞质中。Keap1含有5个结构域，其中双甘氨酸重复区（DGR），也称为Kelch区，是其与Nrf2的结合区，同时还与胞浆内肌动蛋白结合，将Nrf2锚定于胞浆。当细胞受到氧化应激、亲电子试剂等刺激时，Keap1的半胱氨酸残基被修饰，导致其构象发生改变。这种构象变化使得Nrf2与Keap1的结合力减弱，Nrf2从复合物中解离并进入细胞核。进入细胞核的Nrf2与小Maf蛋白形成异二聚体后，结合到ARE上。随后，Nrf2通过其Neh4、Neh5结构域与CREB结合蛋白等辅助蛋白相互作用，启动一系列抗氧化酶和解毒酶的基因转录过程，从而增强细胞的抗氧化防御能力和解毒功能，保护细胞免受损伤。

Nrf2的靶基因众多，主要包括以下几类。一是抗氧化酶相关基因，如超氧化物歧化酶（SOD），它能催化超氧阴离子转化为氧气和过氧化氢，有效清除细胞内的超氧阴离子自由基；谷胱甘肽过氧化物酶（GPx），可将过氧化氢还原为水，同时氧化谷胱甘肽，维持细胞内的氧化还原平衡；血红素加氧酶-1（HO-1），能够降解血红素，产生一氧化碳、铁离子和胆绿素，胆绿素进一步被还原为胆红素，这些产物都具有抗氧化作用。二是解毒酶相关基因，如谷胱甘肽S-转移酶（GST），可催化谷胱甘肽与亲电子化合物结合，增加其水溶性，促进其排出体外，从而降低有毒物质对细胞的损伤。三是参与谷胱甘肽合成的基因，如谷氨酸半胱氨酸连接酶（GCL），它是谷胱甘肽合成的限速酶，其基因表达受Nrf2调控，通过增加谷胱甘肽的合成，提高细胞的抗氧化能力。

在肿瘤耐药研究中，Nrf2及其靶基因扮演着重要角色。肿瘤细胞在化疗过程中会受到药物诱导产生大量的活性氧（ROS），ROS可损伤细胞内的生物大分子，如DNA、蛋白质和脂质，从而诱导细胞凋亡。而Nrf2信号通路的激活，能使肿瘤细胞上调其靶基因的表达，增强抗氧化防御和解毒能力，降低细胞内ROS水平，减轻化疗药物对细胞的损伤，进而导致肿瘤细胞对化疗药物产生耐药性。例如，在多种肿瘤细胞中，Nrf2高表达会导致GST、HO-1等靶基因的表达升高，使得细胞对顺铂、阿霉素等化疗药物的耐药性增强。深入研究Nrf2及其靶基因在肿瘤耐药