内质网应激 申宗侯
CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制及蚯蚓活性组分的干预作用
CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制及蚯蚓活性组分的干预作用CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制及蚯蚓活性组分的干预作用摘要：内质网是细胞内的一个重要器官，参与调控细胞内的蛋白质合成、折叠和修复等生物过程。
当内质网功能失调时，导致内质网应激，进而引起细胞发生一系列的异常反应，如炎症和细胞凋亡等。
CHOP是内质网应激下的一种转录因子，参与调控细胞中的应激反应。
本文将综述CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制，并探讨蚯蚓活性组分在内质网应激中的干预作用。
引言：内质网是细胞质中充满了生物合成蛋白质或膜的细胞器，在细胞内发挥着重要的功能。
内质网应激是指内质网功能紊乱，导致蛋白质合成、折叠和修复等生物过程发生异常。
内质网应激触发了一系列的细胞反应，如折叠蛋白的超聚集、蛋白酶体的激活和炎症反应的启动。
CHOP是一种转录因子，它在内质网应激中发挥着重要角色。
研究表明，CHOP参与介导细胞发生应激反应，并调控一系列与细胞应激相关的基因表达。
CHOP的过表达在多种病理情况下都与肝损伤有关。
然而，CHOP的具体调控机制以及其在内质网应激所致肝损伤中的作用仍不十分清楚。
蚯蚓活性组分是一种来源于蚯蚓体内的天然物质，具有多种生物活性。
研究发现，蚯蚓活性组分具有抗氧化、抗炎症和抗肿瘤等作用。
因此，探索蚯蚓活性组分在内质网应激中的干预作用，有助于理解内质网应激机制的调控，并为新的肝损伤治疗策略提供新的思路。
CHOP对内质网应激所致肝损伤的调控机制：内质网应激导致CHOP的表达上调，CHOP通过调控一系列基因表达参与细胞的应激反应。
研究发现，HIV降解酶1（HRD1）是CHOP的一个直接下游目标基因，其作用是促进蛋白质的降解。
此外，CHOP还可以通过激活c-Jun氨基末端激活蛋白激酶（JNK）信号通路参与内质网应激引起的肝损伤。
激活的JNK信号通路可以进一步引起氧化应激和炎症反应的产生。
蚯蚓活性组分对内质网应激的干预作用：蚯蚓活性组分具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎症和抗肿瘤等作用。
内质网应激反应对细胞的保护与凋亡作用
细胞凋亡是一种生理性和主动性的细胞死亡，主要包括外源性的死亡受体途径、内源性的线粒体损伤途径和近期发现的内质网应激途径。
细胞凋亡时，内质网〔 endoplasmic reticulum,ER〕发生扩张，与细胞膜融合。
内质网是细胞内重要的细胞器，分为粗面内质网和滑面内质网。
内质网不仅是蛋白质合成后折叠、运输的场所，也是细胞内 Ca2 +储存及胆固醇、类固醇和许多脂质合成的主要场所。
在多种生理或病理条件下，如蛋白质糖基化的抑制、钙离子的流失及氧化复原状态的改变都会引起未折叠蛋白或错误折叠蛋白在内质网内的堆积，从而损伤内质网的正常生理功能，即为内质网应激〔 ER stress,ERS〕 .在这种条件下，内质网通过激活未折叠蛋白反响〔 unfolded protein re-sponse,UPR〕 ,暂停早期蛋白质的合成，减少未折叠蛋白或错误折叠蛋白在内质网内的聚集，从而恢复细胞的正常生理功能，保护细胞。
但如果内质网应激反响持续进行或无法缓解，信号就会由促生存转向促凋亡，最终引起细胞凋亡。
1 ERS 与 UPR 关键性因素1. 1 伴侣蛋白 GRP78葡萄糖调节蛋白 78 〔 glucoser egulatedprotein,GRP78〕为热休克蛋白 70 〔 Hsp70〕家族成员[1].除位于内质网，GRP78 还被发现位于细胞质、线粒体、细胞核和肿瘤细胞的外表[2 -3].作为一种分子伴侣蛋白，GRP78 能够在低氧、低糖、低 Ca2 +等应激状态下大量表达，参与蛋白质的折叠和转运，从而维持内质网的稳态，保护细胞。
正常生理情况下，GRP78 在内质网膜上分别与 3种转膜蛋白〔 inositol - requiring kinase/endoribonucle-ase 1,IRE1; protein kinase activated by double - stran-ded RNA 〔 PKR〕 - like ER kinase,PERK; activatingtranscriptionfactor 6,ATF6〕的管腔域局部以非共价键的形式结合在一起，使得其处于一种无活性的状态。
内质网应激与疾病
内质网应激
? 定义：内质网应激是内质网功能紊乱时， 蛋白质出现错误折叠并与未折叠蛋白在腔 内聚集，以及钙平衡紊乱的状态。
? 信号通路：内质网应激主要包括三条信号 通路：(1)非折叠蛋白反应；(2)内质网超负 荷反应；(3)固醇级联反应。而非折叠蛋白 反应是其中研究较多的信号通路，其最终 目的是通过减少蛋白质合成，促使蛋白质 降解和增加分子伴侣合成帮助蛋白质正确 折叠，使细胞的压力减轻。当应激超过适 应能力时可损害细胞功能，引起细胞凋亡。
? (2)IRE1、PERK及ATF6均可激活NF-κB信号通路， NF-κB是由一系列 DNA结合蛋白因子组成，与促 炎因子的转录密切相关，介导细胞的黏附、免疫 及促炎反应等。 NF-κB的活化需要IRE1α与接头蛋 白肿瘤坏死因子 α受体相关因子 2等形成复合体， 以小干扰RNA(siRNA) 阻断IRE1α活性可以抑制肿 瘤坏死因子 α的表达。此外， ATF6αsiRNA 处理可 抑制蛋白激酶 B(Akt)磷酸化，Akt磷酸化位于 NFκB的上游，表明 ATF6可通过Akt－NF-κB信号通 路激活炎症反应。
内质网应激
? 发生机制：IRE1与BIP分离后发生自我磷酸化及寡聚化， 活化后的IRE1剪接X盒结合蛋白1(X-box binding protein 1,XBP1)mRNA产生有活性的XBP1s。XBP1s翻译后作为转录 因子进入细胞核内参与分子伴侣、内质网相关蛋白、磷脂 的合成及其他相关蛋白的降解和分泌。PERK的活化过程与 IRE1类似，PERK活化后可催化真核起始因子 2α(eukaryotic initiation factor 2α,eIF2α)第51位 丝氨酸磷酸化，引起活化转录因子4的表达上调。活化转 录因子4可以调控氨基酸代谢、细胞氧化还原、抗应激反 应及CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白(C/EBP homologous protein, CHOP)的转录。应激状态下，内质网膜上ATF6的 N端被剪切，ATF6转移至高尔基体，经过水解酶S1P及S2P 水解后成为具有活性的转录因子。ATF6在细胞核内与三种 顺式作用元件：内质网应激反应元件、非折叠蛋白反应元 件及内质网应激反应元件Ⅱ结合，诱导包括CHOP在内的基 因的表达。
内质网应激反应性细胞凋亡机制研究进展
内质网应激反应性细胞凋亡机制研究进展内质网是细胞内的亚细胞器，调节细胞内蛋白质的合成、折叠、细胞对于应激的反应以及维持细胞内钙离子水平的稳定，当新合成的蛋白质N－末端糖基化受到抑制，二硫键结合减少，钙离子的排空及蛋白质从内质网向高尔基体转运受阻时，可导致ERS［1］，未折叠或错误折叠的蛋白质在内质网的大量蓄积引发未折叠蛋白反应(UPR)。
ERS能促进ER对网腔内错误折叠或未折叠蛋白的处理，通过诱导分子伴侣如葡萄糖调节蛋白78（GRP78）提高细胞存活，但ERS时间过长会导致细胞凋亡(programmed cell death)。
1 UPR信号通路和调控目前在ER膜上有3种信号转导蛋白：抑制物阻抗性酯酶1（IRE1）,双链RNA依赖蛋白激酶样内质网激酶（PERK）和激活转录因子6（ATF6）。
PERK为Ⅰ型跨膜蛋白，正常情况下与GRP78结合而处于无活性状态，当未折叠蛋白在ER内堆积，引起PERK-GRP78复合体解离，PERK发生寡聚化及转-自主磷酸化，活化的PERK能够磷酸化真核细胞翻译起始因子2α（translation initiation factor-2α,eIF2α），从而阻止蛋白质合成。
PERK的活化和eIF2α的磷酸化导致ER内蛋白折叠量减少，eIF2α磷酸化依赖的ERS基因的表达及细胞生存率的提高［2］。
研究发现［3］分子伴侣P58 ipk高表达的细胞中磷酸化的eIF2α含量很低，是因为P58ipk能结合PERK的激酶区并抑制其活化。
eIF2α是PERK 的底物，目前仅在中国仓鼠卵巢细胞中发现eIF2α的活化是不依赖PERK的［4］。
IRE1是丝/苏氨酸跨膜蛋白激酶，有α、β两种亚型，IRE1α在大多数的细胞和组织中广泛表达，在胰腺和胎盘含量尤高；IREβ只存在于肠上皮细胞。
IRE1由ER腔内的N-末端信号肽、短跨膜区及C-末端胞质区组成，胞质内含有核糖核酸内切酶结构域（endoribonucleaseRNase）。
内质网应激对免疫细胞功能的影响
内质网应激对免疫细胞功能的影响内质网应激是指细胞内内质网受到各种异常刺激，导致其功能失调的一种细胞生物学现象。
内质网应激在很多生理和病理过程中都扮演了重要的角色，包括免疫细胞的发育、分化、调节和功能。
本文将探讨内质网应激对免疫细胞功能的影响，包括T细胞、B细胞、巨噬细胞和树突状细胞。
内质网应激与T细胞功能T细胞是免疫系统中的主要细胞类型之一，能够通过识别和攻击细菌、病毒、肿瘤细胞等病原体，维护机体的免疫系统。
内质网应激在T细胞的功能调节中扮演了重要的角色。
与其他细胞类型相比，T细胞在生命过程中面临着各种应激源的挑战，包括抗原的结合、成熟和功能发挥等。
研究表明，T细胞中的内质网应激响应通路会受到各种刺激的影响，从而导致T细胞功能的异常和失调。
具体来说，内质网应激可以影响T细胞的发育和分化，包括选择信号通路、细胞因子信号通路、代谢途径等方面。
内质网应激还可以影响T细胞的增殖、周期和存活，降低其产生细胞毒素、细胞因子等免疫分子的能力，从而影响机体的免疫防御功能。
内质网应激与B细胞功能B细胞是一种能够产生免疫球蛋白（抗体）的免疫细胞。
内质网应激在B细胞的活化、增殖和功能发挥中也起着重要的作用。
B细胞活化的过程需要依赖于蛋白质合成、分泌和折叠等过程，而这些过程都与内质网应激密切相关。
研究表明，B细胞中的内质网应激响应通路的过度激活可以导致B细胞凋亡和功能丧失，从而影响机体对于病原体的抵抗能力。
内质网应激与巨噬细胞功能巨噬细胞是免疫系统中的一种专门负责吞噬和清除细菌、病毒等病原体的细胞。
内质网应激在巨噬细胞的发育、增殖以及吞噬功能的调节中也具有重要作用。
内质网应激可以影响巨噬细胞的吞噬和清除功能，引起吞噬体的异常积累或分泌物的异常增加，从而影响巨噬细胞的功能发挥。
同时，内质网应激还可以引起细胞因子分泌的异常和炎症反应的加强，进一步影响机体的免疫防御能力。
内质网应激与树突状细胞功能树突状细胞是免疫系统中最重要的专门负责抗原提示和T细胞激活的细胞。
内质网应激与疾病
内质网应激
• 定义：内质网应激是内质网功能紊乱时， 蛋白质出现错误折叠并与未折叠蛋白在腔 内聚集，以及钙平衡紊乱的状态。 • 信号通路：内质网应激主要包括三条信号 通路：(1)非折叠蛋白反应；(2)内质网超负 荷反应；(3)固醇级联反应。而非折叠蛋白 反应是其中研究较多的信号通路，其最终 目的是通过减少蛋白质合成，促使蛋白质 降解和增加分子伴侣合成帮助蛋白质正确 折叠，使细胞的压力减轻。当应激超过适 应能力时可损害细胞功能，引起细胞凋亡。
相关疾病
• 四、内质网应激与帕金森病 • 帕金森病(PD)是中老年常见的中枢神经系统退行性疾 病, 主要病理特征为选择性黑质多巴胺能神经元缺失及残 存神经元呈A-突触核蛋白和泛素染色阳性的胞浆内Lew y 小体形成。许多学者认为，ERS不仅可以启动只有保护作 用的未折叠蛋白反应(UPR)和ER相关降解(ERAD), 还可以 触发ERS相关的细胞凋亡。错误折叠的A-突触核蛋白的聚 集为帕金森病(PD)发病机制的关键环节。目前已经在PD 兔子、小鼠和大鼠模型上发现ERS的存在，也有许多研究 应用不同的细胞系和工具药对PD的ERS进行了验证和探 讨。在人多巴胺能神经元SH-SY5Y上, Conn等使用MPTP 后, 发现CHOP出现了升高, 而对照组中使用传统上认为会 造成线粒体损伤的鱼藤酮和细胞氧化应激损伤的6-OHDA 并没有引起CHOP的明显变化, 提示MPTP所造成的损伤可 能与以前所发现的PD的病理生理机制即线粒体损伤和氧 化应激相区别。
内质网应激应用前景
• 内质网应激是把双刃剑，它既是细胞维持稳态的生存手段， 又是导致细胞功能受损甚至凋亡的重要因素，因此通过阻 断不恰当的内质网应激防止或治疗代谢性疾病成为研究的 热点。比如胰高血糖素样肽1可以通过抑制CHOP通路及 eIF2α去磷酸化提高暴露于内质网应激因子中的β细胞细胞 生存率。胰高血糖素样肽1类似物Exendin-4可以通过增加 BIP等的表达抵抗脂毒性造成的内质网应激及凋亡，从而 保护β细胞，同时通过这一机制可以抑制肝脂肪变性，表 明胰高血糖素样肽1类似物通过抑制内质网应激对非酒精 性脂肪肝有保护作用。CHOP是内质网应激诱导凋亡的重 要蛋白，向肥胖小鼠注射CHOP siRNA后发现小鼠体重减 轻，同时糖耐量改善，胰岛素抵抗改善。目前内质网应激 中仍有许多机制尚不明确，随着方法的改进、研究的深入， 内质网应激学说将更为完善，有助于系统地揭示代谢疾病 发生发展的分子机制，并为临床提供更多的预防途径及治 疗靶点。
内质网应激与疾病
? 三、内质网应激与 2型糖尿病
? 发病机制： 目前发现诸多因素均可通过影响两条 信号通路而导致肝脏、骨骼肌和脂肪组织的胰岛 素抵抗。随着对内质网应激认识的深入，近年来 的研究发现 ERS可通过影响上述两条信号通路诱
导肝脏、肌肉和脂肪组织的胰岛素抵抗的形成， 促进2型糖尿病的发生。内质网应激条件下，一些
目前发现诸多因素均可通过影响两条信号通路而导致肝脏骨骼肌和脂肪组织的胰岛的研究发现ers可通过影响上述两条信号通路诱导肝脏肌肉和脂肪组织的胰岛素抵抗的形成upr介质能通过激活若干丝氨酸苏氨酸激酶包括jnk和ikk进一步导致ire1traf2复合物的形成间接促进了jnk的磷酸化和激活jnkakt磷酸化的能力从而抑制胰岛素的信号转导最终促使炎症细胞的表达和加重胰岛素抵抗
内质网应激
? 发生机制：IRE1与BIP分离后发生自我磷酸化及寡聚化， 活化后的IRE1剪接X盒结合蛋白1(X-box binding protein 1,XBP1)mRNA产生有活性的XBP1s。XBP1s翻译后作为转录 因子进入细胞核内参与分子伴侣、内质网相关蛋白、磷脂 的合成及其他相关蛋白的降解和分泌。PERK的活化过程与 IRE1类似，PERK活化后可催化真核起始因子 2α(eukaryotic initiation factor 2α,eIF2α)第51位 丝氨酸磷酸化，引起活化转录因子4的表达上调。活化转 录因子4可以调控氨基酸代谢、细胞氧化还原、抗应激反 应及CCAAT增强子结合蛋白同源蛋白(C/EBP homologous protein, CHOP)的转录。应激状态下，内质网膜上ATF6的 N端被剪切，ATF6转移至高尔基体，经过水解酶S1P及S2P 水解后成为具有活性的转录因子。ATF6在细胞核内与三种 顺式作用元件：内质网应激反应元件、非折叠蛋白反应元 件及内质网应激反应元件Ⅱ结合，诱导包括CHOP在内的基 质网应激是慢性代谢疾病的 重要标志，也是连接免疫系统与代谢系统 的桥梁。代谢系统的细胞作为合成代谢活 跃的细胞，具有高度发达的内质网。内质 网被视为“代谢感受器”，与内分泌网络 建立了广泛而密切的联系。在营养过剩状 态下，内质网发生应激，成为触发代谢疾 病的重要因素。下面主要从炎症和细胞凋 亡的角度阐述内质网应激的致病机制。
内质网与氧化应激反应的相互作用研究
内质网与氧化应激反应的相互作用研究随着人类对生命科学的认知不断增加，内质网(Endoplasmic Reticulum，ER) 作为一个重要的细胞器，越来越受到研究者的关注。
内质网既是蛋白质合成和修饰的重要场所，也是一些信号传递通路、代谢和钙离子调节的重要组成部分。
然而，环境的变化以及诸多外因的干扰都可能导致内质网功能障碍，引起一系列的细胞应激反应，包括氧化应激反应。
本文将探讨内质网与氧化应激反应之间的相互作用。
一、内质网与氧化应激反应氧化应激反应是细胞内“氧化物”及其后代“自由基”参与的复杂反应过程，存在于众多生物体的体内。
氧化应激反应作为细胞中一种常见的细胞应激反应，其产物是活性氧物质，可以与无数细胞内部分子结合，导致DNA、蛋白质、脂质等多种分子的氧化损伤。
环境的变化、压力、疾病等都可能导致氧化应激反应的发生，而在内质网功能障碍情况下，氧化应激反应会被加剧。
内质网在细胞中起到了很多重要的功能：它可以通过内质网膜捏合的方式完成核糖体进行蛋白质合成的过程；在角质形成、脂质合成等各种合成过程中也起到了至关重要的作用；还可以调节细胞内钙离子的平衡，参与信号传递过程。
当内质网功能受到资源匮乏、突破性环境压力、疾病等因素的干扰时，内部的许多蛋白质不能被正确的折叠和修饰，将导致内质网应激反应，这个过程可以被看作是一个“保护性反应”，它包括了许多与蛋白质质量控制、抗氧化等有关的信号传递通路。
然而，如果这个过程过长或者过于剧烈，那么就会导致内质网功能的损伤进一步加剧，与此同时，氧化应激反应也会被加剧。
二、内质网功能障碍与氧化应激反应的关系内质网功能障碍关联了许多疾病，比如糖尿病、肥胖症、神经系统疾病等，而氧化应激反应则是许多疾病的共同点。
整合内质网功能障碍和氧化应激反应、探究它们之间的相互作用对于增进对疾病发病机理的研究具有重要意义。
许多证据表明，内质网功能障碍导致氧化应激反应的发生，进而反过来可能进一步导致内质网功能的损伤。