Nrf2激活劑在阿爾茨海默病治療中的應(yīng)用

吳鈺鳳，徐莉莉，狄 斌，李 博

(中國藥科大學藥物分析系，蛋白質(zhì)化學與結(jié)構(gòu)生物學重點實驗室，南京 210009)

阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)是老年人中最常見的神經(jīng)退行性疾病，其臨床表現(xiàn)為記憶缺陷和認知能力下降，這些都是由于海馬和大腦皮層的突觸神經(jīng)元丟失引起的。AD患者腦中的主要神經(jīng)病理學特征為細胞外老年斑中β淀粉樣蛋白(amyloid-β，Aβ)的異常沉積和過度磷酸化的tau蛋白形成的細胞內(nèi)纏結(jié)(neurofibrillary tangles，NFTs)[1]。依據(jù)發(fā)病年齡，AD分為家族型和散發(fā)型兩種亞型。家族型只占所有AD病例中的5%～10%，一般55歲前發(fā)病，是由編碼淀粉樣蛋白前體蛋白(amyloid precursor protein，APP)、早老蛋白1和早老蛋白2這3種蛋白的基因突變引起的，以上3種蛋白均參與Aβ肽的產(chǎn)生。散發(fā)型病例約占所有AD病例的90%～95%，通常表現(xiàn)為發(fā)病年齡較晚(≥65歲)[2]。AD的病因迄今未明，在多種因素共同作用下發(fā)病，可能與年齡、遺傳和其他因素(包括教育水平、頭部外傷、飲食、其他疾病如糖尿病等)有關(guān)，目前尚無有效的治療方法[3]。與線粒體功能障礙有關(guān)的氧化應(yīng)激已被確證為促進AD發(fā)生發(fā)展的重要因素。與正常大腦相比，AD患者腦組織中的氧化應(yīng)激增加，在人AD患者大腦的海馬神經(jīng)元細胞核中檢測到Nrf2水平降低，Nrf2介導的抗氧化和解毒基因轉(zhuǎn)錄減少，胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)失衡，導致疾病發(fā)生[4]。

氧化應(yīng)激(oxidative stress，OS)由體內(nèi)氧化還原狀態(tài)失衡誘導產(chǎn)生，涉及體內(nèi)反應(yīng)活性氧(reactive oxygen species，ROS)的過量蓄積或抗氧化系統(tǒng)的功能障礙[2,5]。在正常生理條件下，機體產(chǎn)生的ROS與抗氧化系統(tǒng)消除的ROS處于動態(tài)平衡。當ROS的產(chǎn)生超過抗氧化系統(tǒng)的消除能力時則會產(chǎn)生OS，造成細胞損傷。由于大腦的高耗氧量和豐富的多不飽和脂肪酸(易于氧化)，更易受到ROS的影響[6]。

Keap1-Nrf2-ARE信號通路是機體抗氧化和/或親電子應(yīng)激最重要的防御機制之一，通過此通路可以調(diào)節(jié)細胞的氧化還原狀態(tài)以維持細胞穩(wěn)態(tài)，減少OS。研究表明，隨著年齡增長，腦中Nrf2表達下降及ROS累積可導致OS。因此，激活Keap1-Nrf2-ARE信號通路可能是治療AD的一個新的研究方向。本文主要綜述Nrf2激活劑在AD治療中的應(yīng)用。

1 阿爾茨海默病與氧化應(yīng)激

中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)對OS特別敏感，原因如下：(1)大腦消耗能量大，對氧氣需求量高(大腦每分鐘可以代謝高達約4×1021個葡萄糖分子；(2)大腦中特定的神經(jīng)化學反應(yīng)(如多巴胺氧化)產(chǎn)生高水平的ROS；(3)衰老導致大腦中金屬離子沉積增加，加速ROS的產(chǎn)生；(4)大腦中具有高豐度的易于氧化的多不飽和脂肪酸[8]。大腦中的OS增加促進AD的發(fā)生和發(fā)展[10]，其來源有：(1)脂質(zhì)氧化增加，產(chǎn)生的過氧化產(chǎn)物活性醛，包括4-羥基壬烯酸、丙二醛、2-丙烯醛(丙烯醛)以及8-異前列腺素；(2)蛋白質(zhì)氧化增加，產(chǎn)生羰基蛋白質(zhì)和3-硝基酪氨酸；(3)DNA氧化增加，導致DNA雙鏈斷裂，產(chǎn)生高水平的8-羥基脫氧鳥苷和8-羥基鳥嘌呤；(4)抗氧化劑水平或抗氧化酶活性降低，研究發(fā)現(xiàn)AD患者血漿中的抗氧化劑如白蛋白、膽紅素、尿酸、番茄紅素、維生素A、維生素C和維生素E水平降低。AD大腦不同區(qū)域(包括額葉和顳葉皮層)的抗氧化酶的活性顯著降低(如SOD、CAT、GPx和血紅素加氧酶HO-1)；(5)大腦中汞、鐵和鋁沉積物增加，刺激產(chǎn)生更多的自由基；(6)能量代謝減少和細胞色素C氧化酶(cytochrome C oxidase)活性降低等[2,12]。

AD的確切病因仍然未知，然而，越來越多的證據(jù)表明ROS可能發(fā)揮關(guān)鍵作用，因為在AD患者的大腦中經(jīng)常觀察到高水平的ROS。雖然ROS可能不是AD的觸發(fā)因素，但它們可能通過氧化損傷及與線粒體的相互作用加劇疾病進展。因此，通過降低體內(nèi)ROS水平，維持細胞氧化還原穩(wěn)態(tài)可能是治療AD的一個新的研究方向。

2 Keap1-Nrf2-ARE通路與氧化應(yīng)激

細胞不斷受到外源性(異生素、藥物和紫外線等)和內(nèi)源性(ROS、氫過氧化物和醌等)物質(zhì)的刺激，一旦體內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)被打破，則會導致相關(guān)疾病的發(fā)生[13]。為抵御OS，細胞具有不同的防御系統(tǒng)以抵御其造成的損傷。Keap1-Nrf2-ARE信號通路是機體抗氧化應(yīng)激的最重要的防御機制之一，它與炎癥性疾病密切相關(guān)，包括腫瘤、神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病和衰老等[14]。

核因子紅細胞系-2相關(guān)因子2(nuclear factor erythroid 2 related factor 2，Nrf2)，是堿性亮氨酸拉鏈(basic leucine zipper，bZIP)轉(zhuǎn)錄因子家族中的一員。Nrf2介導了超過100種OS相關(guān)基因的表達，包括抗氧化蛋白、Ⅰ期和Ⅱ期解毒酶、生長因子、蛋白酶體亞基以及一些轉(zhuǎn)錄因子等。這些蛋白編碼基因的啟動子區(qū)都含有順式調(diào)節(jié)元件ARE序列(抗氧化應(yīng)答元件)，它是Nrf2的結(jié)合靶標[14-15]。

Kelch樣ECH伴隨蛋白1(Kelch-like ECH-associated protein 1,Keap1)是一種銜接蛋白，可與泛素連接酶(Cul3-Rbx1)及Nrf2結(jié)合。Keap1具有3個重要的半胱氨酸殘基(Cys151、Cys273和Cys288)，可以感知細胞的氧化還原狀態(tài)，并對Nrf2進行負調(diào)節(jié)。在正常生理條件下，Nrf2以無活性的形式存在于胞漿中，并與Keap1偶聯(lián)，Keap1介導Nrf2的泛素化蛋白酶體降解，使胞漿中的Nrf2維持在低濃度水平。在OS存在的條件下(例如ROS或親電化學物質(zhì))，Keap1中的半胱氨酸殘基被共價修飾，導致Keap1的構(gòu)象改變，Keap1與Nrf2解聚，Nrf2的泛素化降解過程停止，新合成的Nrf2累積并易位至細胞核中，誘導一系列細胞保護基因(如SOD、CAT、GPx、HO-1、NADPH醌氧化還原酶(NQO1)等)的轉(zhuǎn)錄，最終導致防御系統(tǒng)的激活，維持細胞穩(wěn)態(tài)。簡而言之，Keap1-Nrf2-ARE信號傳導途徑可以調(diào)節(jié)細胞的氧化還原狀態(tài)以維持細胞穩(wěn)態(tài)。許多研究已經(jīng)證明Nrf2在細胞對氧化和其他形式應(yīng)激的適應(yīng)性反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，Keap1-Nrf2-ARE通路的激活有助于保護人類抵御各種疾病，包括心血管疾病、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病和腫瘤等。許多學者認為Nrf2是治療AD的靶標，并且研究發(fā)現(xiàn)，激活Keap1-Nrf2-ARE通路在帕金森病、亨廷頓病和多發(fā)性硬化癥等其他神經(jīng)退行性疾病中也具有很強的治療潛力。因此，開發(fā)Nrf2激活劑激活Keap1-Nrf2-ARE通路可以作為減少OS、治療AD的一個新的嘗試[14,16-18]。

3 Nrf2激活劑在阿爾茨海默病中的應(yīng)用

眾多研究表明，相對于正常大腦，AD患者腦內(nèi)Nrf2的含量下降，OS明顯增加。OS會導致腦內(nèi)β淀粉樣蛋白的沉積，Aβ肽沉積會加劇OS，導致AD疾病的發(fā)生與發(fā)展。Keap1-Nrf2-ARE信號通路是維持體內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)的重要調(diào)節(jié)通路，Nrf2激活劑可以增加腦內(nèi)Nrf2的含量，誘導細胞保護基因的轉(zhuǎn)錄，減少OS，改善AD癥狀，可作為治療AD的候選化合物。本文根據(jù)激活劑的結(jié)構(gòu)分類，主要綜述黃酮類、酚類、羧酸類、酯類及其他類Nrf2激活劑用于AD治療的研究進展，為研究者提供參考。

3.1 黃酮類

黃酮類化合物泛指基本母核為2-苯基色原酮的一系列化合物，廣泛存在于自然界中，多為抗氧化劑，可清除體內(nèi)自由基，阻止細胞衰老。部分黃酮類化合物為Nrf2激活劑，可增加腦內(nèi)Nrf2的含量，作為治療AD的有效候選化合物。

葒草苷(orientin)是一種黃酮類化合物，已被證明具有多種生物活性，如抗炎、抗糖化、抗氧化、抗菌和輻射防護等[19]。Law等[20]發(fā)現(xiàn)orientin可以降低半胱天冬酶3、7、8和9的活性，從而減少神經(jīng)細胞SH-SY5Y的凋亡。Yu等[21]將Aβ1-42肽注射到小鼠的雙側(cè)海馬中構(gòu)建AD模型，同時腹腔注射orientin，發(fā)現(xiàn)orientin可以激活小鼠的Nrf2/HO-1信號通路，提高海馬中Nrf2、HO-1水平，降低ROS含量，降低蛋白質(zhì)的氧化產(chǎn)物3-硝基酪氨酸、脂質(zhì)氧化產(chǎn)物4-羥基壬烯醛和DNA氧化產(chǎn)物8-羥基-2′-脫氧鳥苷水平，抑制Aβ1-42肽誘導的OS，減弱Aβ1-42肽誘導的AD小鼠海馬中的線粒體功能障礙和細胞凋亡。水迷宮實驗發(fā)現(xiàn)orientin可改善認知功能障礙，可作為治療AD的候選化合物。

黃芩苷(baicalin)是從植物黃芩(ScutellariabaicalensisGeorgi)的干燥根中提取分離出來的一種黃酮類化合物，具有多種生物活性，如抗炎、抗氧化、抑菌、利尿等[22-23]。Chen等[24]發(fā)現(xiàn)黃芩苷可改善AD模型大鼠的記憶障礙，減少膠質(zhì)細胞的活化，抑制炎癥因子TNF-α和IL-6的釋放。Ding等[22]用Aβ1-42肽建立了AD大鼠模型，發(fā)現(xiàn)黃芩苷可以上調(diào)Nrf2表達，降低丙二醛(malonaldehyde，MDA)水平，減少脂質(zhì)氧化，上調(diào)CAT、SOD、GPx等抗氧化酶的基因和酶的表達。同時，黃芩苷可下調(diào)細胞色素C、半胱天冬酶3和9的水平，減少OS。黃芩苷還可以改善Aβ1-42肽引起的學習和記憶障礙(水迷宮)，抑制神經(jīng)細胞凋亡，減輕Aβ1-42肽引起的海馬損傷，對AD模型大鼠具有保護作用，對AD治療具有指導意義。

Jing等[25]報道圣草酚(eriodictyl)可通過激活Nrf2通路保護原代神經(jīng)元抵御Aβ25-35肽引發(fā)的死亡，減少OS，可能作為治療AD的新型化合物。

此外，Lee等[26]研究了甘草查耳酮A和香豆素的合成衍生物LM-031對Aβ肽聚集的抑制作用，對ROS的清除作用及對Tet-On Aβ-GFP 293/SH-SY5Y AD細胞模型的保護作用。機制研究表明LM-031通過增強HSPB1和Nrf2相關(guān)的抗氧化途徑表現(xiàn)出抗Aβ毒性的神經(jīng)保護作用。

3.2 酚 類

酚類化合物廣泛存在于自然界中。部分酚類化合物為親電子化合物，可以與Keap1上的特定巰基反應(yīng)，在細胞質(zhì)中釋放Nrf2，Nrf2易位至細胞核，與啟動子上的抗氧化反應(yīng)元件(ARE)結(jié)合，誘導Ⅱ相保護基因的轉(zhuǎn)錄，保護細胞抵御OS。

特丁基對苯二酚(tertiary butylhydroquinone，tBHQ)是一種食用抗氧化劑，也是已知的Nrf2誘導劑。Eftekharzadeh等[27]報道tBHQ可抑制H2O2/FeSO4和/或4-羥基-2-壬烯醛刺激下NT2N神經(jīng)細胞的死亡，減少氧化應(yīng)激，提高谷胱甘肽的水平，抑制Aβ斑塊的形成。Liu等[28]報道tBHQ可通過增加腦抗氧化能力/降低氧化應(yīng)激水平促使Aβ肽從腦中降解/清除。Nouhi等[29]將Aβ1-42肽注射到大鼠海馬兩側(cè)構(gòu)建AD模型，發(fā)現(xiàn)膳食補充tBHQ可增加大鼠腦中Nrf2、GSH、HO-1和谷氨酰半胱氨酸合成酶的含量，降低MDA水平，減少氧化應(yīng)激，tBHQ的預(yù)處理可降低大鼠腦內(nèi)Aβ沉積，具有治療AD的潛力。

姜黃素(curcumin)是源自姜黃根莖的主要活性類多酚化合物，具有抗Aβ、抗炎、抗氧化和金屬螯合特性[30]。在分子水平上，姜黃素含有親電子α，β-不飽和羰基，它可以選擇性地與親核試劑如Keap1上的半胱氨酸的巰基反應(yīng)，從而釋放出Nrf2，激活Keap1-Nrf2通路。Sarkar等[31]報道姜黃素可減輕有機磷農(nóng)藥和Aβ25-35肽刺激條件下神經(jīng)母細胞瘤細胞的OS，減少ROS含量，誘導Nrf2的核轉(zhuǎn)錄，增加細胞存活率，減少神經(jīng)毒性，增加DNA修復(fù)酶APE1(adaptive prencdictive encoding)、polβ(polymerase beta)和PARP1(poly ADP-ribose polymerase)酶的表達，減輕AD癥狀。

Chen[32]和Yang等[33]曾報道白藜蘆醇(resveratrol)和白花丹素(plumbagin)等酚類化合物均可以激活Keap1-Nrf2-ARE信號通路，使Nrf2易位至細胞核中，促進細胞保護基因的轉(zhuǎn)錄，導致細胞防御系統(tǒng)的激活，保護神經(jīng)細胞，減輕AD癥狀，可作為治療AD的候選化合物，為AD治療提供新的研究方向[34]。

此外，Simoni等[35]報道了一類新的抗聚集劑，其先導化合物1在初步研究中表現(xiàn)出令人滿意的結(jié)果?；贏β肽識別的要求，研究者通過藥物合理設(shè)計得到兒茶酚衍生物12。在SH-SY5Y神經(jīng)母細胞瘤細胞中，化合物12呈現(xiàn)出顯著的自由基清除特性能夠觸發(fā)Nrf2通路并誘導Nrf2-依賴的防御基因NQO1。

3.3 羧酸類

鼠尾草酸(carnosic acid，CA)是一種在迷迭香和鼠尾草中發(fā)現(xiàn)的化學物質(zhì)，具有抗氧化、延緩衰老等作用[36]。它是一種親電子化合物，通過氧化應(yīng)激轉(zhuǎn)化為活性形式，激活Keap1-Nrf2-ARE信號通路，使Nrf2易位至細胞核中，誘導Ⅱ相抗氧化酶如HO-1、NQO1等的轉(zhuǎn)錄，保護細胞抵御OS。在細胞模型中，對暴露于Aβ寡聚肽環(huán)境中的原代神經(jīng)元具有保護作用。在AD動物模型中，CA可減少樹突狀損失、突觸丟失、神經(jīng)膠質(zhì)增生、Aβ肽沉積、緩解AD癥狀[37]。

迷迭香酸(rosmarinic acid)是從多種藥用植物如迷迭香中分離得到的水溶性羧酸類化合物，是一種天然的抗氧化劑[38]。Rong等[39]用Aβ25-35肽孵育PC12細胞構(gòu)建AD模型，發(fā)現(xiàn)迷迭香酸可增強Nrf2核轉(zhuǎn)錄，與ARE結(jié)合，提高Nrf2、HO-1的蛋白及mRNA水平，降低ROS含量，減少脂質(zhì)過氧化物，降低細胞的OS水平，可作為AD神經(jīng)保護治療的候選物。

香草酸(vanillic acid)由傳統(tǒng)中藥當歸中獲得，常作為食品和藥品的調(diào)味劑，具有抗氧化、抗炎和神經(jīng)保護作用。Singh等[40]發(fā)現(xiàn)香草酸可抵御磺胺甲唑引起的氧化應(yīng)激，改善小鼠學習和記憶功能，發(fā)揮抗炎和抗氧化作用。Amin等[41]向小鼠腦內(nèi)注射Aβ1-42構(gòu)建AD模型，導致ROS水平升高、神經(jīng)炎癥、突觸缺陷、記憶障礙和神經(jīng)變性。腹腔注射香草酸可激活Nrf2/HO-1通路，提高GSH的水平并抑制ROS的產(chǎn)生，降低Aβ1-42肽誘導的神經(jīng)細胞凋亡和神經(jīng)炎癥，并改善認知缺陷。同時，香草酸對細胞無不良作用并可增加暴露于Aβ1-42肽的HT22的細胞活力，可作為AD治療的有效候選化合物。

3.4 酯 類

咖啡酸苯乙酯(caffeic acid phenethyl ester，CAPE)是蜂膠中的主要成分之一，具有廣泛的藥理活性，包括抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤等，可透過血腦脊液屏障(BBB)。Morroni等[42]通過向小鼠腦內(nèi)注射Aβ肽引發(fā)ROS水平升高、神經(jīng)變性、神經(jīng)炎癥和記憶障礙。腹膜內(nèi)給予CAPE后發(fā)現(xiàn)CAPE可激活Nrf2/HO-1通路，提高海馬區(qū)Nrf2和HO-1水平，降低ROS水平和神經(jīng)細胞死亡，改善學習記憶和認知功能，減少神經(jīng)膠質(zhì)細胞(小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞)活化，發(fā)揮抗氧化和抗炎作用。因此，CAPE可作為進一步治療AD的研究對象。

穿心蓮內(nèi)酯(andrographolide)是從亞洲和歐洲的藥用植物穿心蓮中提取的主要活性成分，是一種二萜內(nèi)酯類化合物，具有多種藥理活性，包括抗炎、抗病毒、抗腫瘤、抗糖尿病和保肝作用等[43]。Serrano等[44]報道穿心蓮內(nèi)酯可減少AβPPswe/PS-1小鼠的認知障礙。Seo等[45]報道穿心蓮內(nèi)酯可以誘導海馬HT22細胞內(nèi)Nrf2的表達，促進Nrf2從細胞質(zhì)易位至細胞核，從而激活含ARE的基因轉(zhuǎn)錄和抗氧化蛋白表達。穿心蓮內(nèi)酯減少了白細胞介素IL-6、IL-1β、前列腺素(PG)E2和一氧化氮(NO)的產(chǎn)生，抑制膠質(zhì)細胞活化。這些結(jié)果表明穿心蓮內(nèi)酯可能具有進一步治療AD的潛力。

富馬酸二甲酯(dimethyl fumarate，DMF)是百健公司開發(fā)的用于治療多發(fā)性硬化癥的藥物，以商品名Tecfidera銷售，它是一種前藥，在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為其活性代謝產(chǎn)物富馬酸單甲酯(monomethyl fumarate，MMF)。2013年3月，美國FDA批準DMF作為一線藥物用于治療復(fù)發(fā)型多發(fā)性硬化癥患者，2014年1月再獲歐洲EMA批準[46]。DMF可提高Nrf2的mRNA和蛋白質(zhì)水平，減少H2O2誘導的ROS產(chǎn)生，降低OS引起的細胞死亡[47]。Campolo等[48]用Aβ1-42肽刺激SH-SY5Y建立AD模型，發(fā)現(xiàn)DMF及其MMF可以減少Aβ1-42肽誘發(fā)的細胞死亡，降低tau蛋白的過度磷酸化，通過Nrf2通路誘導SOD和HO-1的活化，從而降低OS，具有神經(jīng)保護作用，為AD的治療提供了有力支持。

此外，Ansari等[49]曾報道EDPOO，表沒食子兒茶素沒食子酸酯(epigallocatechin gallate，EGCG)[50]及吡咯烷二硫代氨基甲酸酯等酯類化合物[51]，可以通過激活Nrf2通路，改善AD癥狀，為AD治療提供支持。

3.5 其他結(jié)構(gòu)類

除上述黃酮類、酚類、羧酸類、酯類化合物外，研究者還發(fā)現(xiàn)一些其他結(jié)構(gòu)的化合物具有Nrf2誘導活性，可減少OS，為AD治療提供參考。

3H-1,2-二硫雜環(huán)戊烯-3-硫酮(D3T)是一種強效的自由基清除劑，能夠激活Nrf2信號通路[52]。Burton等[53]報道D3T可激活Nrf2通路保護小鼠免受MPTP誘導的神經(jīng)毒性，對Nrf2敲除小鼠沒有保護作用。Wang等[54]利用N2a/APPswe細胞構(gòu)建AD細胞模型，分析表明：D3T可顯著上調(diào)Nrf2的mRNA轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)表達，隨后增強N2a/APPswe細胞中HO-1和NQO1的mRNA轉(zhuǎn)錄，同時，小干擾RNA對Nrf2的下調(diào)使D3T的細胞保護作用消失，說明D3T通過激活Nrf2通路發(fā)揮保護作用。除此之外，D3T能夠降低AD細胞模型中ROS的生成，提高線粒體膜電位(mitochondrial membrane potential，MMP)水平，改善線粒體障礙并降低MDA含量。此外，用D3T處理細胞24 h，顯示出對N2a/APPswe細胞中Aβ肽水平的顯著抑制，可作為AD治療的補充。

KHG26693是一種噻唑衍生物，Cho等[55]報道KHG26693可顯著減弱原代皮質(zhì)神經(jīng)元中Aβ肽誘導的氧化應(yīng)激。Kim等[56]通過將Aβ25-35肽注射到小鼠海馬區(qū)構(gòu)建小鼠AD模型，腹腔給予KHG26693。研究表明，KHG26693可激活A(yù)D小鼠模型中的Nrf2通路，提高HO-1表達，降低TNF-α和IL-1β水平。KHG26693通過降低iNOS水平降低Aβ肽介導的丙二醛生成，下調(diào)MMP水平，減少蛋白質(zhì)氧化(蛋白質(zhì)羰基)、脂質(zhì)氧化(MDA)和ROS的形成，提高抗氧化酶如CAT、SOL和GPx的表達，保護大腦免受Aβ肽誘導的氧化損傷，為治療AD的潛在化合物。

番茄紅素(lycopene，LYC)是一種在番茄、西瓜、杏等中發(fā)現(xiàn)的紅色植物色素，已被證明具有抗氧化、抗肥胖和抗腫瘤等藥理活性。Yu等[57]曾報道LYC可通過抑制OS和tau蛋白過度磷酸化改善含P301L突變的tau轉(zhuǎn)基因小鼠的認知能力。Wang等[58]評價了番茄紅素對LPS誘導的神經(jīng)炎癥和OS的影響，發(fā)現(xiàn)LYC提高了細胞核中Nrf2的表達，HO-1和NQO1的表達量也隨之升高，顯著降低了Aβ1-42肽的沉積，降低了IBA-1(小膠質(zhì)細胞激活標記物)的表達，減少了炎癥介質(zhì)如iNOS、COX-2、IL-1β和基質(zhì)金屬蛋白酶mRNA的水平，增強了抗氧化酶如GSH的表達，減少了OS水平，并且它可改善由LPS引起的記憶損失和認知功能障礙，是治療AD的候選藥物。

Tusi等[59]報道1,2,4-triazine衍生物可以誘導Nrf2轉(zhuǎn)運入核繼而上調(diào)HO-1、谷胱甘肽過氧化物酶和谷氨酰半胱氨酸合成酶的表達。此類三嗪類衍生物可以透過BBB進而發(fā)揮神經(jīng)保護作用。BBB是AD藥物開發(fā)的另一個問題，因為98%的潛在CNS藥物不能穿越BBB[60]。

Kerr等[61]首次報道了1-(3-methylphenyl)-4-(3-nitrophenyl)-1,2,3-triazole的體內(nèi)研究結(jié)果，證實其對Nrf2的負調(diào)控因子Keap1的特異性抑制作用，進而抵御AD誘導劑Aβ42肽的神經(jīng)元毒性，與Nrf2激活相關(guān)。該研究強調(diào)在AD的治療中，特異性抑制Keap1是Nrf2激活的有效途徑，為進一步研究Keap1直接抑制劑預(yù)防體內(nèi)神經(jīng)元變性提供支持。

Chen和Shen等[62-63]的一系列研究發(fā)現(xiàn)L-F001可抵御OS從而產(chǎn)生神經(jīng)保護作用。L-F001可直接抑制NF-κB激活進而直接抑制促炎因子的表達[64-65]。L-F001上調(diào)Nrf2下游靶基因HO-1和GCLM的表達。總之，這些結(jié)果表明新型多功能ROCK抑制劑L-F001通過抑制NF-κB并激活Nrf2從而抑制體內(nèi)神經(jīng)炎癥，L-F001可能是治療神經(jīng)炎癥相關(guān)CNS疾病的理想候選藥物，包括AD[66]。

此外，Song等[67]報道胍丁胺(agmatine)、大蒜素(allicin)[68]、蘿卜硫素(sulforaphane)[69-70]、川芎嗪(tetramethylpyrazine)[71]、27-羥基膽固醇(oxysterol 27-hydroxycholesterol，27-OHC)[72]、殼寡糖[73]、CART肽[74]及他克林-6-阿魏酸(tacrine-6-ferulic acid，T6FA)[75]等均有抗氧化活性，可通過激活Nrf2通路增強抗氧化酶的表達，抵御AD模型中的OS，改善AD癥狀，為AD治療提供參考。

4 總結(jié)與展望

根據(jù)世界老年癡呆癥報告，2015年全球約有4 680萬人患有癡呆癥，預(yù)計這個數(shù)字幾乎每20年翻一番，是僅次于心力衰竭致老年人死亡的第二大原因[76]。AD是最常見的癡呆類型，占所有癡呆的50%～75%[77]。AD是一種不可逆的神經(jīng)退行性疾病，以SP的廣泛分布、NFT的形成、慢性神經(jīng)炎癥、神經(jīng)元損傷和突觸喪失等為特征[78]。AD的病因尚不明確，其可能是多種因素共同作用的結(jié)果，引發(fā)和促進AD的生化和遺傳因素包括：(1)OS增加；(2)慢性炎癥；(3)線粒體功能障礙；(4)由淀粉樣蛋白前體蛋白產(chǎn)生的Aβ1-42肽；(5)蛋白酶體抑制和(6)淀粉樣蛋白前體蛋白、早老素-1和早老素-2基因的突變等[79]。越來越多的研究表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA的氧化引發(fā)的OS在AD疾病的發(fā)生發(fā)展中起著關(guān)鍵作用[80]，可導致神經(jīng)細胞死亡，影響大腦正常結(jié)構(gòu)和功能。氧化應(yīng)激是指抗氧化劑和氧化劑之間的失衡導致細胞內(nèi)ROS積累，引發(fā)氧化損傷，這種失衡可由自由基增加或抗氧化防御減少引發(fā)[81]。體內(nèi)產(chǎn)生的ROS大多來自于呼吸鏈，通常ROS維持在低水平，具有細胞信使等重要功能[6]。但細胞積累過多的ROS會引發(fā)氧化應(yīng)激，由于大腦的高氧消耗(占全身消耗量的20%)，大腦可能對氧化應(yīng)激引起的氧化損傷特別敏感。為抵御氧化應(yīng)激，細胞具有不同的防御系統(tǒng)調(diào)控氧化應(yīng)激導致的損傷。Ⅱ相抗氧化反應(yīng)被認為是細胞中最重要的防御途徑，受轉(zhuǎn)錄因子Nrf2的調(diào)節(jié)[18]。轉(zhuǎn)錄因子Nrf2調(diào)節(jié)超過250個細胞保護基因的表達，這些基因在其啟動子區(qū)中含有ARE[82]，參與Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ期解毒反應(yīng)、GSH和過氧化物酶/硫氧還蛋白代謝、NADPH產(chǎn)生、脂肪酸氧化、鐵代謝、蛋白酶體、自噬過程、以及其他轉(zhuǎn)錄因子的基因調(diào)控[83]，發(fā)揮細胞保護作用。研究AD患者死后腦組織，發(fā)現(xiàn)其氧化應(yīng)激增加，Nrf2的含量下降。因此，激活Keap1-Nrf2-ARE信號通路可能是治療AD的一個新的研究思路。

到目前為止，將激活Nrf2信號通路應(yīng)用于AD的治療已經(jīng)取得了顯著成就。許多研究者探索了Nrf2在各種AD模型中的保護作用，以及Nrf2對抗有毒試劑和氧化應(yīng)激的保護作用。極為重要的是許多研究表明,在在體和離體的AD模型中，上調(diào)Nrf2以激活相應(yīng)的抗氧化酶體系顯示其保護作用。激活Nrf2-ARE信號通路可能是治療AD的有效靶標。Nrf2激活劑代表了一系列新型藥物，可以激活多種細胞防御體系。但是，與Nrf2誘導劑相關(guān)的報道有限，仍需要深入了解這些誘導劑的功能以及其作用機制，為AD的治療提供指導和幫助。只有更加全面深刻地研究Nrf2才能更有效地研發(fā)出治療阿爾茨海默病的新藥。