综述:Nrf2通路在肾脏疾病中抑制铁死亡的作用及其未来展望

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Pathology - Research and Practice 2.9

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了核因子E2相关因子2(Nrf2)通路通过调控铁代谢、抗氧化防御(如GPX4、GSH)和脂质过氧化(如PUFA、PE)抑制铁死亡(ferroptosis),为急性肾损伤(AKI)、慢性肾病(CKD)等提供新型治疗靶点,并探讨天然产物靶向Nrf2的临床转化潜力。

  

Nrf2结构

Nrf2(Nfe2l2)由605个氨基酸组成,包含7个功能域(Neh1-7)。其中Neh1的CNC-bZIP结构域与Maf蛋白异源二聚化,结合抗氧化反应元件(ARE)启动靶基因转录;Neh2通过Keap1介导的泛素化降解调控Nrf2稳定性。这一结构特性使其成为氧化应激防御的核心转录因子。

Nrf2在铁死亡中的作用

铁死亡以铁依赖的脂质过氧化(如PUFA、PE降解)和ROS累积为特征。Nrf2通过多重机制拮抗铁死亡:

  1. 铁代谢调控:靶向铁蛋白(Ferritin)、转铁蛋白受体(TfR1)和铁转运蛋白(FPN1),抑制游离Fe2+
    引发的Fenton反应。
  2. 抗氧化防御:上调GPX4(谷胱甘肽过氧化物酶4)和GSH合成酶(如GCLM),中和脂质ROS。
  3. 脂代谢平衡:抑制ACSL4介导的PUFA磷脂合成,减少脂质过氧化底物。

Nrf2通路调控铁死亡的分子机制

在肾脏损伤中,Nrf2通过以下通路形成防御网络:

  • Keap1-Nrf2-ARE轴:氧化应激下,Keap1半胱氨酸残基修饰导致Nrf2核转位,激活HO-1、NQO1等抗氧化基因。
  • p62-Keap1自噬途径:p62积累竞争性结合Keap1,促进Nrf2释放。
  • 表观遗传调控:组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂通过乙酰化Nrf2增强其转录活性。

Nrf2激活对肾脏的保护作用

动物模型显示,Nrf2激动剂(如萝卜硫素、姜黄素)可:

  • 减轻糖尿病肾病(DN)中肾小球硬化,抑制肾小管上皮细胞铁死亡。
  • 在顺铂诱导的AKI中降低血肌酐,恢复GPX4活性。
  • 通过上调FTH1(铁蛋白重链)减少肾间质纤维化。

临床转化挑战与展望

尽管CDDO-Me(bardoxolone methyl)在CKD临床试验中提升eGFR,但其心血管副作用提示需开发更安全的Nrf2调节剂。未来研究应聚焦:

  1. 天然产物的结构优化(如黄酮类、萜类)。
  2. 铁死亡与其他细胞死亡(如凋亡、坏死性凋亡)的交互机制。
  3. 个体化治疗策略(如基于Nrf2基因多态性的分层治疗)。

结论

Nrf2通路作为铁死亡的关键刹车点,为肾脏疾病提供了多靶点干预策略。结合天然药物筛选与精准医学,或可突破当前治疗瓶颈,推动肾衰竭防治进入新阶段。

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