六硫氰基己烷（Hexaraphane）通过双重靶向Keap1和Gsk-3调控转录因子Nrf2的分子机制及其在氧化应激相关疾病中的潜在应用

本研究揭示了天然化合物六硫氰基己烷（HXN）通过双重靶向Keap1和Gsk-3β激酶，协同激活抗氧化转录因子Nrf2的新机制。研究人员通过分子对接、激酶活性检测及基因敲除实验证实，HXN不仅能通过经典Keap1-Cys151结合抑制Nrf2降解，还可直接阻断Gsk-3β的ATP结合口袋，抑制Nrf2-Ser338磷酸化及β-TrCP介导的降解。该发现为开发针对阿尔茨海默病、糖尿病等Nrf2功能缺陷相关疾病的双靶点疗法提供了新思路。

　　

在氧化应激相关疾病治疗领域，如何有效激活细胞防御中枢Nrf2信号通路一直是研究热点。Nrf2作为调控400多种抗氧化和解毒基因的"总开关"，其活性受Keap1介导的泛素化降解和Gsk-3β/β-TrCP磷酸化降解双重调控。然而现有激活剂多仅靶向Keap1，在Gsk-3β过度激活的慢性疾病中疗效有限。马德里自治大学（Universidad Autónoma de Madrid）生物化学系Antonio Cuadrado团队发现，日本山葵提取物六硫氰基己烷（HXN）能突破单靶点限制，通过前所未有的双机制协同激活Nrf2。

研究采用多学科技术联用策略：通过Keap1基因敲除小鼠胚胎成纤维细胞（MEF）模型验证Keap1非依赖途径；利用PC-3（PTEN缺失）细胞排除Pten/Pi3k/Akt通路干扰；结合体外激酶实验直接检测HXN对Gsk-3β磷酸化Nrf2-Ser³³⁸的抑制；采用分子动力学模拟解析HXN与Gsk-3β ATP结合口袋的相互作用模式；通过shRNA敲低和突变体（Nrf2^ΔETGE-6SA）明确Gsk-3β的关键作用。

研究结果可分为四个关键发现：

3.1节显示HXN在Keap1^-/- MEF中仍能提升Nrf2蛋白水平30%，而经典Keap1抑制剂SFN无效，首次揭示其Keap1非依赖途径。

3.2节通过磷酸化蛋白组学证实HXN不激活Akt/Mapk信号，与tBHQ形成鲜明对比，排除常见间接调控机制的干扰。

3.3节发现HXN与Gsk-3β抑制剂SB216763类似，能阻断Nrf2泛素化并减少其与Gsk-3β^Δ9（持续活性突变体）的结合，且两者联用无叠加效应，提示共同作用靶点。

3.4-3.5节通过500ns分子动力学模拟揭示HXN通过6碳疏水链锚定Gsk-3β的ATP口袋，与Lys⁸⁵/Asp²⁰⁰形成稳定氢键网络，而4碳链的SFN则结合微弱。体外激酶实验直接证实9μM HXN可完全抑制Nrf2-Ser³³⁸磷酸化。

这项发表于《Free Radical Biology and Medicine》的研究具有三重突破性意义：首先，HXN成为首个被证实能同时靶向Keap1和Gsk-3β的天然化合物，其6碳链结构决定独特的双靶向特性；其次，阐明Gsk-3β活性腔中Val¹³⁵/Tyr¹³⁴等关键残基的调控节点价值，为设计选择性抑制剂提供新靶点；最重要的是，为阿尔茨海默病等伴随Gsk-3β过度激活的疾病提供"双管齐下"的治疗新策略——既通过Keap1-Cys¹⁵¹结合解除基础抑制，又通过阻断Gsk-3β/β-TrCP轴抵抗病理性的Nrf2过度降解。未来研究可进一步优化HXN衍生物的药代动力学特性，推动其向临床转化。