- 课题背景
阿尔茨海默症(Alzheimerrsquo;s disease，AD)是一种以渐进性认知功能障碍和记忆能力损害为主要表现，与年龄密切相关的中枢神经系统退行性疾病。AD的主要病理学特征是beta;-淀粉样蛋白(beta;-amyloid，A)沉积构成的老年斑(senile plaques，SPs)和tau蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles，NFTs)。虽然目前有很多针对tau蛋白磷酸化和NFT生成的研究。
KEAP1-NRF2-ARE信号通路概述
核转录因子红细胞系-2p45(NF-E2)相关因子-2 (nuclear factor erythroid-2 related factor 2，Nrf2)，分子量为66 kDa，是一种CNC (cap-lsquo;nrsquo;-collar)家族的核转录因子，含有一高度保守的碱性亮氨酸拉链(basic region-leucine zipper, bZIP)结构，广泛存在于骨骼肌、肾脏和肝脏等部位。当细胞受到射线、有毒物质刺激时,容易引起机体的氧化还原稳态失衡。有研究指出,增强Nrf2的转录活性,可经其调节的多条信号通路,上调抗氧化蛋白及Ⅱ相解毒酶的表达,提高机体清除氧自由基的能力以恢复细胞氧化还原稳态,进而达到保护细胞和组织器官的目的。它是调控哺乳动物细胞抗氧化响应的核心转录因子,其调控着多个与氧化应激、药物转运、能量和物质代谢、线粒体功能和DNA损伤修复等功能相关基因的表达,并在肿瘤的发生、发展和预防治疗中有着重要且复杂的两面性,其一方面具有保护正常细胞,减少氧化损伤和肿瘤发生的风险；另一方面则会保护肿瘤细胞,促进其存活、增殖和耐药。
Itoh等根据Nrf2保守序列，将Nrf2分为6个功能域，分别被命名为Neh1—Neh6 (Nrf2-ECH homology)。Neh1包含bZIP DNA区域，这是一个DNA绑定和异源二聚化作用的区域，能与小分子肌腱纤维瘤蛋白(muscloaponeurotic fibrosarcoma protein, Maf )形成异源二聚体结合到DNA上。Neh2 包含了两个重要的保守区域DLG和ETGE，是与KEAP1蛋白相互作用而被锚定于细胞质中的位点。Neh3位于C端，可与CHD6 (a chromo-ATPase/helicase DNA binding protein) 绑定，从而促进抗氧化反应元 件 (antioxidant response element, ARE)调控相关基因的转录。Neh4 和 Neh5 两个区域一起可以与CBP (cAMP response element (CREB) binding protein) 蛋白相互作用，起到转录活化的作用。Neh6 区域富含丝氨酸，是非KEAP1依赖的Nrf2降解的调控区域。Wang等最近发现新功能域Neh7, 是与视黄醇类受体(retinoid X receptor alpha, RXRalpha;) 相互作用的区域。
ARE是一种顺式作用元件，其序列为5rsquo;-(G/ A)TGA(G/C)nnnGC(G/A)-3rsquo;(n代表任何种类核苷酸)，是在Nrf2发现之前由Cecil Pickett和Violet Daniel实验室在研究编码谷胱甘肽巯基转移酶Ya启动子时发现的。以Nrf2-敲除小鼠为工具，且基于微阵列分析研究发现Nrf2调控二百多种基因的表达，其中许多基因都用于编码解毒、抗氧化和谷胱甘肽生物合成酶等。
Kelch样环氧氯丙烷相关蛋白1 (Kelch-1ike ECH- associated protein l，KEAP1)，是由Itoh等通过酵母双杂交分离得到的一种相对分子量为69kDa的胞浆蛋白。KEAP1富含半胱氨酸，在正常生理状态下，KEAP1的双甘氨酸序列(DGR)与Nrf2的Neh2部位相互作用，从而促进NRF2被泛素蛋白酶体(Cul3 E3)的降解，导致Nrf2 的表达量维持在较低水平；在氧化应激状态下，亲电性化合物和KEAPl的半胱氨酸相互作用导致其构象发生变化因而与Nrf 2解偶联 , 泛素蛋白酶体Cul3 E3不再降 解Nrf2，导致Nrf2在细胞核内积累。Nrf2与小分子Maf蛋白形成异二聚体并与特异的ARE相互作用 , 启动一系列抗氧化基因和二相解毒酶基因的表达使生物大分子免受损伤，对细胞起到保护作用。
Nrf2激动剂
Nrf2激动剂多为植物化学物质，并广泛存在于可食植物或膳食补充剂中，包括萝卜硫素(sulforaphane，SFN)、苯乙基异硫氰酸酯、奥替普拉、姜黄素、白藜芦醇、富马酸及其酯、齐墩果烷三萜及其合成衍生物甲基巴多索隆(bardoxolone methyl，CDDO-Me)等，其中的部分化合物已经进入人群研究或临床试验，甚至已作为治疗药物获得美国食品和药物管理局(Food and Drug Admistraton，FDA)批准。
Nrf2具备保护多种组织器官的重要作用,其激动剂的研究对临床治疗策略有极其重要的应用价值。近年研究的Nrf2激动剂,如富马酸二甲酯已应用于临床试验以治疗皮肤癌症、多发性硬化症等,但目前尚未开展Nrf2对治疗放射损伤的临床试验。例如，SFN是一种广泛存在于十字花科蔬菜中的异硫氰酸盐类植物化学物,通过修饰Keap1蛋白上特定的半胱氨酸残基来阻止Nrf2泛素化降解,进而激活Nrf2。富马酸又名反丁烯二酸或延胡索酸,是能量代谢中的重要中间代谢物,同时也是常见的工业原料。DMF和其代谢产物富马酸单甲酯(monomethyl fumarate，MMF)可激活Nrf2信号,上调抗氧化、抗炎性反应基因的表达,提高线粒体膜电位并改善线粒体功能,从而对中枢神经系统损伤产生保护作用。CDDO-Me由天然物质齐墩果酸经结构改造而来的,同样通过共价修饰Keap1蛋白来激活Nrf2介导的抗氧化信号通路,并抑制核因子-kappa;B(nuclear factor-kappa;B，NF-kappa;B)等炎性反应信号转导。除上述典型的Nrf2激动剂外,还有许多天然物质可通过调节Nrf2通路对化疗药物毒性产生保护作用,同时不影响甚至增加化疗药物疗效。
化合物ZD03
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