独立于生物合成的 Nrf2 调节的谷胱甘肽回收对于氧化应激期间的细胞存活至关重要。,Free Radical Biology and Medicine

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独立于生物合成的 Nrf2 调节的谷胱甘肽回收对于氧化应激期间的细胞存活至关重要。
Free Radical Biology and Medicine ( IF 7.1 ) Pub Date : 2009 Feb 15 , DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2008.10.040
C J Harvey ₁ , R K Thimmulappa , A Singh , D J Blake , G Ling , N Wakabayashi , J Fujii , A Myers , S Biswal

Affiliation

核因子-红细胞 2 p45 相关因子 2 (Nrf2) 是主要的转录因子，通过调节细胞保护基因，包括抗氧化谷胱甘肽 (GSH) 通路，保护细胞免受氧化应激。GSH 维持细胞氧化还原状态并影响氧化还原信号、细胞增殖和死亡。GSH 稳态受从头合成以及 GSH 氧化还原状态的调节；先前的研究表明，Nrf2 通过影响从头合成来调节 GSH 稳态。我们报告说 Nrf2 通过调节谷胱甘肽还原酶 (GSR) 来调节 GSH 氧化还原状态。为了响应氧化剂，来自 Nrf2 缺陷型 (Nrf2(-/-)) 小鼠的肺和胚胎成纤维细胞 (MEF) 显示出相对于野生型 (Nrf2(+/+)) 较低水平的 GSR mRNA、蛋白质和酶活性。与 Nrf2(+/+) MEFs 相比，Nrf2(-/-) MEFs 表现出更大的谷胱甘肽二硫化物积累和细胞毒性，以响应叔丁基氢醌，通过恢复 GSR 获救。与 Nrf2(+/+) MEFs 相比，显微注射二硫化谷胱甘肽在 Nrf2(-/-) MEFs 中诱导更大的细胞凋亡。GSR 基因的计算机启动子分析揭示了三个推定的抗氧化反应元件（ARE1，-44；ARE2，-813；ARE3，-1041）。报告基因分析、定点诱变和染色质免疫沉淀测定表明 Nrf2 与转录起始位点远端的两个 ARE 结合。总体而言，Nrf2 对于通过 GSR 的转录调节维持 GSH 氧化还原状态和保护细胞免受氧化应激至关重要。这是通过恢复 GSR 拯救的。与 Nrf2(+/+) MEFs 相比，显微注射二硫化谷胱甘肽在 Nrf2(-/-) MEFs 中诱导更大的细胞凋亡。GSR 基因的计算机启动子分析揭示了三个推定的抗氧化反应元件（ARE1，-44；ARE2，-813；ARE3，-1041）。报告基因分析、定点诱变和染色质免疫沉淀测定表明 Nrf2 与转录起始位点远端的两个 ARE 结合。总体而言，Nrf2 对于通过 GSR 的转录调节维持 GSH 氧化还原状态和保护细胞免受氧化应激至关重要。通过恢复 GSR 拯救了它。与 Nrf2(+/+) MEFs 相比，显微注射二硫化谷胱甘肽在 Nrf2(-/-) MEFs 中诱导更大的细胞凋亡。GSR 基因的计算机启动子分析揭示了三个推定的抗氧化反应元件（ARE1，-44；ARE2，-813；ARE3，-1041）。报告基因分析、定点诱变和染色质免疫沉淀测定表明 Nrf2 与转录起始位点远端的两个 ARE 结合。总体而言，Nrf2 对于通过 GSR 的转录调节维持 GSH 氧化还原状态和保护细胞免受氧化应激至关重要。报告基因分析、定点诱变和染色质免疫沉淀测定表明 Nrf2 与转录起始位点远端的两个 ARE 结合。总体而言，Nrf2 对于通过 GSR 的转录调节维持 GSH 氧化还原状态和保护细胞免受氧化应激至关重要。报告基因分析、定点诱变和染色质免疫沉淀测定表明 Nrf2 与转录起始位点远端的两个 ARE 结合。总体而言，Nrf2 对于通过 GSR 的转录调控维持 GSH 氧化还原状态和保护细胞免受氧化应激至关重要。

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Nrf2-regulated glutathione recycling independent of biosynthesis is critical for cell survival during oxidative stress.

Nuclear factor-erythroid 2 p45-related factor 2 (Nrf2) is the primary transcription factor protecting cells from oxidative stress by regulating cytoprotective genes, including the antioxidant glutathione (GSH) pathway. GSH maintains cellular redox status and affects redox signaling, cell proliferation, and death. GSH homeostasis is regulated by de novo synthesis as well as GSH redox state; previous studies have demonstrated that Nrf2 regulates GSH homeostasis by affecting de novo synthesis. We report that Nrf2 modulates the GSH redox state by regulating glutathione reductase (GSR). In response to oxidants, lungs and embryonic fibroblasts (MEFs) from Nrf2-deficient (Nrf2(-/-)) mice showed lower levels of GSR mRNA, protein, and enzyme activity relative to wild type (Nrf2(+/+)). Nrf2(-/-) MEFs exhibited greater accumulation of glutathione disulfide and cytotoxicity compared to Nrf2(+/+) MEFs in response to t-butylhydroquinone, which was rescued by restoring GSR. Microinjection of glutathione disulfide induced greater apoptosis in Nrf2(-/-) MEFs compared to Nrf2(+/+) MEFs. In silico promoter analysis of the GSR gene revealed three putative antioxidant-response elements (ARE1, -44; ARE2, -813; ARE3, -1041). Reporter analysis, site-directed mutagenesis, and chromatin immunoprecipitation assays demonstrated binding of Nrf2 to two AREs distal to the transcription start site. Overall, Nrf2 is critical for maintaining the GSH redox state via transcriptional regulation of GSR and protecting cells against oxidative stress.

更新日期：2017-01-31

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