应激响应中NRF2的稳定性调控：磷酸肌醇与小热休克蛋白的协同作用机制

研究人员针对氧化应激下NRF2（核因子E2相关因子2）稳定性调控的未知机制展开研究，发现PIPKIγ（I型磷脂酰肌醇磷酸激酶γ）通过稳定结合NRF2并生成NRF2-PtdIns(4,5)P2 复合物，进而招募小热休克蛋白HSP27，共同维持NRF2稳定性并激活抗氧化反应。该研究揭示了磷酸肌醇与分子伴侣协同调控转录因子的新范式，为癌症等NRF2高活性疾病的靶向治疗提供新策略。

　　

在细胞应对氧化应激的过程中，NRF2（核因子E2相关因子2）作为抗氧化反应的核心转录调控因子，其稳定性直接决定细胞的生存能力。尽管已知KEAP1（Kelch样ECH关联蛋白1）通过泛素-蛋白酶体途径降解NRF2，但大量癌症中NRF2的异常激活无法仅用KEAP1突变解释。同时，磷酸肌醇（Phosphoinositides）作为重要的脂质信号分子，其核内功能尤其是与应激响应蛋白的相互作用机制尚不明确。这些空白领域成为破解细胞抗氧化防御机制和癌症治疗耐药性的关键突破口。

为探索这一科学问题，美国威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队通过多学科交叉方法，首次揭示了PIPKIγ介导的磷酸肌醇信号与HSP27（热休克蛋白27）协同稳定NRF2的全新机制。研究发现，氧化应激诱导PIPKIγ与NRF2在核内结合，催化生成稳定的NRF2-PtdIns(4,5)P₂
复合物，进而增强HSP27的招募。这种双重调控机制不仅维持NRF2蛋白稳定性，还促进其下游靶基因HO-1（血红素加氧酶-1）的表达，最终增强细胞抗氧化能力。该成果发表于《Journal of Biological Chemistry》，为靶向NRF2通路治疗癌症提供了新的理论依据。

研究团队运用了以下关键技术：1）荧光免疫共沉淀结合放射性³
H标记验证NRF2-PtdIns(4,5)P₂
复合物；2）显微热泳动（MST）定量分析蛋白-脂质相互作用；3）CRISPR/Cas9基因编辑构建PIP激酶缺失细胞系；4）邻近连接技术（PLA）原位检测蛋白互作；5）氧化应激模型（DEM/tBHQ处理）评估功能表型。

主要研究结果

PtdIns(4,5)P₂
与NRF2在核内相互作用
通过双荧光免疫印迹和³
H-肌醇代谢标记，首次证实内源性NRF2能结合PtdIns(4,5)P₂
，且氧化应激显著增强该互作。显微热泳动显示PtdIns(4,5)P₂
与NRF2结合亲和力（K_d
=109±10nM）远高于其他磷酸肌醇异构体。

PIPKIγ调控NRF2稳定性
基因敲除筛选发现仅PIPKIγ缺失会降低NRF2蛋白水平，而mRNA不受影响。蛋白酶体抑制剂MG132可逆转PIPKIγ缺失导致的NRF2降解，表明其通过抑制泛素化途径维持NRF2稳定。

PIPKIγ生成NRF2-PtdIns(4,5)P₂
复合物
应激条件下PIPKIγ与NRF2的核内共定位增加3倍，PLA检测显示其互作焦点数上升。PIPKIγ敲除使NRF2-PtdIns(4,5)P₂
复合物减少70%，证实其催化功能的关键性。

NRF2与小热休克蛋白结合
HSP27和αB-结晶蛋白（αB-crystallin）优先结合NRF2的Neh2结构域（与KEAP1相同区域），但HSP27的稳定作用在KEAP1突变细胞中依然有效，提示其独立于KEAP1通路。

HSP27特异性稳定NRF2
仅HSP27（而非αB-结晶蛋白）的敲除会显著降低NRF2蛋白水平和HO-1表达，并增加活性氧（ROS）积累和细胞死亡，且该效应可被MG132挽救。

结论与意义
该研究突破性地揭示了核内磷酸肌醇信号与分子伴侣系统的协同机制：PIPKIγ生成的NRF2-PtdIns(4,5)P₂
复合物作为"分子标签"，招募HSP27形成三元复合物以对抗泛素化降解。这种调控模式不仅拓展了对核内脂质信号功能的认识，更解释了癌症中NRF2异常激活的新机制——即便在KEAP1突变背景下，PIPKIγ/HSP27轴仍可驱动NRF2高表达。研究提出的"磷酸肌醇-伴侣蛋白"调控范式，为开发靶向PIPKIγ或HSP27的NRF2抑制剂提供了全新视角，尤其对解决癌症治疗耐药性具有重要转化价值。