MicroRNAs介導(dǎo)槲皮素與兒茶素協(xié)同抗氧化應(yīng)激作用的分子機(jī)制
發(fā)布時間:2021-07-07 12:04
氧化應(yīng)激是一種機(jī)體氧化還原失衡的非正常生理狀態(tài),與人體健康有直接或間接的關(guān)系。黃酮類化合物大多具有抗氧化活性,具有保護(hù)細(xì)胞抵御氧化損傷的作用。黃酮類物質(zhì)的廣泛存在性及人類飲食結(jié)構(gòu)的多樣性,決定了攝入機(jī)體的黃酮類物質(zhì)的多元性,其健康效應(yīng)機(jī)制的發(fā)揮被認(rèn)為是多種活性成分交互作用的結(jié)果,多種黃酮類物質(zhì)較單一成分往往具有更強(qiáng)的生理作用和更小的劑量效應(yīng),呈現(xiàn)出協(xié)同增效的作用。因此,闡明黃酮類物質(zhì)協(xié)同增效的機(jī)制更能反應(yīng)其在生物體內(nèi)發(fā)揮生理功能的實際情況。本研究選擇槲皮素、兒茶素這兩種食品中分布廣泛且含量豐富的黃酮類化合物為研究對象,以H2O2損傷的HepG2細(xì)胞為氧化應(yīng)激模型,系統(tǒng)分析了槲皮素與兒茶素的協(xié)同抗氧化作用。細(xì)胞生物學(xué)行為實驗表明,槲皮素與兒茶素具有協(xié)同抗氧化應(yīng)激的作用;為了分析其內(nèi)在分子機(jī)制,我們利用全轉(zhuǎn)錄組高通量測序技術(shù),結(jié)合生物信息學(xué)分析方法對兩種活性成分協(xié)同抗氧化作用的潛在分子靶點(包括miRNA和mRNA)進(jìn)行初步預(yù)測,通過基因功能、通路富集、差異表達(dá)和miRNA-mRNA互作分析等技術(shù)對相關(guān)靶點進(jìn)一步篩選和確認(rèn);后續(xù)選擇差異顯著的具有...
【文章來源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
氧化應(yīng)激分級模型(Gloireetal.,2006)
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文3(Kobayashietal.,2006;Kansanenetal.,2012)?梢钥闯,Keap1作為感知細(xì)胞親電和氧化穩(wěn)態(tài)的分子開關(guān),通過調(diào)節(jié)與Nrf2的結(jié)合關(guān)系,監(jiān)視并調(diào)控Nrf2在細(xì)胞質(zhì)-核間的穿梭(Sunetal.,2011);Nrf2作為細(xì)胞對抗氧化應(yīng)激的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,主要依賴與Maf結(jié)合形成異二聚體并識別位于靶基因調(diào)控區(qū)域的具有特定核苷酸結(jié)合序列(5-TGACnnnGC-3)的ARE(Ohtsujietal.,2008),進(jìn)而啟動包括II相抗氧化酶在內(nèi)的500多種內(nèi)源性保護(hù)基因的轉(zhuǎn)錄進(jìn)程,從而激活廣義上的細(xì)胞防御過程,提高細(xì)胞自我保護(hù)能力(圖2)。因此,Keap1-Nrf2信號通路在調(diào)節(jié)機(jī)體生理和病理性氧化應(yīng)激反應(yīng)中起到至關(guān)重要的作用(Kansanenetal.,2013),也是已明確的最強(qiáng)的細(xì)胞內(nèi)抗氧化應(yīng)激途徑之一(Boetal.,2015)。圖2Keap1-Nrf2信號通路(Choietal.,2014)Fig.2TheKeap1-Nrf2signalingpathway(Choietal.,2014)1.1.2.2NF-κB通路與氧化應(yīng)激轉(zhuǎn)錄因子NF-κB家族共由5個成員組成,分別是NF-κB2p52/p100、NF-κB1p50/p105、c-Rel、RelA/p65、RelB,它們共有一個N末端Rel同源結(jié)構(gòu)域(RHD),負(fù)責(zé)DNA結(jié)合以及同源和異源二聚化作用,負(fù)責(zé)與DNA結(jié)合以及形成二聚體化轉(zhuǎn)錄因子,能夠調(diào)控影響眾多生物學(xué)過程的基因表達(dá),包括先天或獲得性免疫應(yīng)答、胚胎發(fā)生和器官發(fā)育、細(xì)胞增殖和凋亡,以及對各種有害刺激的應(yīng)激反應(yīng)(Haydenetal.,2008)。在經(jīng)典NF-κB途徑中,NF-κB/Rel蛋白被IκB蛋白結(jié)合并受到抑制,當(dāng)促炎細(xì)胞因子、脂多糖(LPS)、生長因子、抗原受體激活I(lǐng)KK復(fù)合物(IKKβ、IKKα、NEMO),該復(fù)
ü??牒笮奘危?姿嶧?⒁陰;?⑻腔??┙?徊?被活化,并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核,單獨(dú)或與其他轉(zhuǎn)錄因子(AP-1、Ets、Stat)結(jié)合,誘導(dǎo)靶基因的表達(dá)(Haydenetal.,2004;Perkins2006);在非經(jīng)典NF-κB途徑中,NF-κB2p100/RelB復(fù)合物在細(xì)胞質(zhì)中失活,通過其受體(LTβR、CD40、BR3)傳導(dǎo)信號激活激酶NIK,進(jìn)而激活可磷酸化NF-κB2p100中C末端殘基的IKKα復(fù)合物,NF-κB2p100的磷酸化導(dǎo)致其泛素化,并被蛋白酶體重新加工成NF-κB2p52,進(jìn)而形成轉(zhuǎn)錄能力較強(qiáng)的NF-κBp52/RelB復(fù)合物,該復(fù)合物易位至細(xì)胞核并誘導(dǎo)靶基因表達(dá)(Sun2012)(圖3)。圖3經(jīng)典與非經(jīng)典NF-κB激活途徑(Gloireetal.,2006)Fig.3Classicalandnon-classicalpathwaysofNF-κBactivation(Gloireetal.,2006)目前,已有許多文獻(xiàn)通過不同的氧化應(yīng)激模型和生物學(xué)條件,深入研究了氧化應(yīng)激對NF-κB信號通路的影響,并揭示了不同刺激作用NF-κB通路的不同機(jī)制(Lingappan2018)。已明確地是,H2O2誘導(dǎo)的NF-κB激活機(jī)制主要依賴于IKK的活化(Gloireetal.,2006),但細(xì)胞類型的不同導(dǎo)致觸發(fā)IKK激活的氧化還原敏感途徑大不相同(Schoonbroodtetal.,2000,Livolsietal.,2001;Takadaetal.,2003)。其中,ROS在炎性細(xì)胞因子(TNF-a和IL-1b)和LPS這兩種先天免疫主要成分激活NF-κB通路中的作用一直是研究的主題(Losetal.,1995;Bonizzietal.,2000),已有證據(jù)證明在IL-1b,TNF-α和LPS刺激下能夠產(chǎn)生ROS(Parketal.,2004;Sasazukietal.,2004),而早期ROS的產(chǎn)生是隨后NF-κB被激活的關(guān)鍵信使,這也表明ROS是觸發(fā)細(xì)胞生存或死亡的重要介體(Gloireetal.,2006)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Micro RNAs in colorectal cancer:Role in metastasis and clinical perspectives[J]. Shan Muhammad,Kavanjit Kaur,Rui Huang,Qian Zhang,Paviter Kaur,Hamza Obaid Yazdani,Muhammad Umar Bilal,Jiang Zheng,Liu Zheng,Xi-Shan Wang. World Journal of Gastroenterology. 2014(45)
[2]康奈爾大學(xué)劉瑞海教授專訪:全食品對健康的益處[J]. 朱海峰,馬建華. 科學(xué)觀察. 2012(04)
碩士論文
[1]黃芪白芍協(xié)同調(diào)控細(xì)胞抗氧化作用機(jī)制的研究[D]. 于佳成.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:3269598
【文章來源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:105 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
氧化應(yīng)激分級模型(Gloireetal.,2006)
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文3(Kobayashietal.,2006;Kansanenetal.,2012)?梢钥闯,Keap1作為感知細(xì)胞親電和氧化穩(wěn)態(tài)的分子開關(guān),通過調(diào)節(jié)與Nrf2的結(jié)合關(guān)系,監(jiān)視并調(diào)控Nrf2在細(xì)胞質(zhì)-核間的穿梭(Sunetal.,2011);Nrf2作為細(xì)胞對抗氧化應(yīng)激的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,主要依賴與Maf結(jié)合形成異二聚體并識別位于靶基因調(diào)控區(qū)域的具有特定核苷酸結(jié)合序列(5-TGACnnnGC-3)的ARE(Ohtsujietal.,2008),進(jìn)而啟動包括II相抗氧化酶在內(nèi)的500多種內(nèi)源性保護(hù)基因的轉(zhuǎn)錄進(jìn)程,從而激活廣義上的細(xì)胞防御過程,提高細(xì)胞自我保護(hù)能力(圖2)。因此,Keap1-Nrf2信號通路在調(diào)節(jié)機(jī)體生理和病理性氧化應(yīng)激反應(yīng)中起到至關(guān)重要的作用(Kansanenetal.,2013),也是已明確的最強(qiáng)的細(xì)胞內(nèi)抗氧化應(yīng)激途徑之一(Boetal.,2015)。圖2Keap1-Nrf2信號通路(Choietal.,2014)Fig.2TheKeap1-Nrf2signalingpathway(Choietal.,2014)1.1.2.2NF-κB通路與氧化應(yīng)激轉(zhuǎn)錄因子NF-κB家族共由5個成員組成,分別是NF-κB2p52/p100、NF-κB1p50/p105、c-Rel、RelA/p65、RelB,它們共有一個N末端Rel同源結(jié)構(gòu)域(RHD),負(fù)責(zé)DNA結(jié)合以及同源和異源二聚化作用,負(fù)責(zé)與DNA結(jié)合以及形成二聚體化轉(zhuǎn)錄因子,能夠調(diào)控影響眾多生物學(xué)過程的基因表達(dá),包括先天或獲得性免疫應(yīng)答、胚胎發(fā)生和器官發(fā)育、細(xì)胞增殖和凋亡,以及對各種有害刺激的應(yīng)激反應(yīng)(Haydenetal.,2008)。在經(jīng)典NF-κB途徑中,NF-κB/Rel蛋白被IκB蛋白結(jié)合并受到抑制,當(dāng)促炎細(xì)胞因子、脂多糖(LPS)、生長因子、抗原受體激活I(lǐng)KK復(fù)合物(IKKβ、IKKα、NEMO),該復(fù)
ü??牒笮奘危?姿嶧?⒁陰;?⑻腔??┙?徊?被活化,并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核,單獨(dú)或與其他轉(zhuǎn)錄因子(AP-1、Ets、Stat)結(jié)合,誘導(dǎo)靶基因的表達(dá)(Haydenetal.,2004;Perkins2006);在非經(jīng)典NF-κB途徑中,NF-κB2p100/RelB復(fù)合物在細(xì)胞質(zhì)中失活,通過其受體(LTβR、CD40、BR3)傳導(dǎo)信號激活激酶NIK,進(jìn)而激活可磷酸化NF-κB2p100中C末端殘基的IKKα復(fù)合物,NF-κB2p100的磷酸化導(dǎo)致其泛素化,并被蛋白酶體重新加工成NF-κB2p52,進(jìn)而形成轉(zhuǎn)錄能力較強(qiáng)的NF-κBp52/RelB復(fù)合物,該復(fù)合物易位至細(xì)胞核并誘導(dǎo)靶基因表達(dá)(Sun2012)(圖3)。圖3經(jīng)典與非經(jīng)典NF-κB激活途徑(Gloireetal.,2006)Fig.3Classicalandnon-classicalpathwaysofNF-κBactivation(Gloireetal.,2006)目前,已有許多文獻(xiàn)通過不同的氧化應(yīng)激模型和生物學(xué)條件,深入研究了氧化應(yīng)激對NF-κB信號通路的影響,并揭示了不同刺激作用NF-κB通路的不同機(jī)制(Lingappan2018)。已明確地是,H2O2誘導(dǎo)的NF-κB激活機(jī)制主要依賴于IKK的活化(Gloireetal.,2006),但細(xì)胞類型的不同導(dǎo)致觸發(fā)IKK激活的氧化還原敏感途徑大不相同(Schoonbroodtetal.,2000,Livolsietal.,2001;Takadaetal.,2003)。其中,ROS在炎性細(xì)胞因子(TNF-a和IL-1b)和LPS這兩種先天免疫主要成分激活NF-κB通路中的作用一直是研究的主題(Losetal.,1995;Bonizzietal.,2000),已有證據(jù)證明在IL-1b,TNF-α和LPS刺激下能夠產(chǎn)生ROS(Parketal.,2004;Sasazukietal.,2004),而早期ROS的產(chǎn)生是隨后NF-κB被激活的關(guān)鍵信使,這也表明ROS是觸發(fā)細(xì)胞生存或死亡的重要介體(Gloireetal.,2006)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Micro RNAs in colorectal cancer:Role in metastasis and clinical perspectives[J]. Shan Muhammad,Kavanjit Kaur,Rui Huang,Qian Zhang,Paviter Kaur,Hamza Obaid Yazdani,Muhammad Umar Bilal,Jiang Zheng,Liu Zheng,Xi-Shan Wang. World Journal of Gastroenterology. 2014(45)
[2]康奈爾大學(xué)劉瑞海教授專訪:全食品對健康的益處[J]. 朱海峰,馬建華. 科學(xué)觀察. 2012(04)
碩士論文
[1]黃芪白芍協(xié)同調(diào)控細(xì)胞抗氧化作用機(jī)制的研究[D]. 于佳成.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
本文編號:3269598
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