年度国自然医学部国自热点的中标数统计如下：

热点

年医学部总中标数

热点

年医学部总中标数

免疫调控

乙酰化

血管生成、重构

细胞焦亡

线粒体

代谢重编程

外泌体

单细胞测序

miRNA

组蛋白修饰

19

干细胞

内质网

76

lncRNA

炎性小体

76

细胞自噬

中性粒细胞诱捕网

67

肠道菌群

糖酵解

13

circRNA

氧化应激

11

m6A、m5C、m7G

类器官

46

铁死亡

超级增强子

25

转录调控

相分离

21

缺氧、低氧

乳酸化修饰

21

泛素化

迁移体

4

氧化应激（OxidativeStress，OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡的一种状态，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基在体内产生的一种负面作用，被认为是导致衰老和疾病的一个重要因素。指机体在内外环境有害刺激下，体内产生活性氧自由基（ReactiveOxygenSpecies，ROS）和活性氮自由基（ReactiveNtrogenSpecies，RNS）所引起的细胞和组织的生理和病理反应。

ROS包括超氧阴离子（.O2-）、羟自由基（.OH-）和过氧化氢（H2O2）等；RNS包括一氧化氮（NO）、二氧化碳（CO2）和过氧亚硝酸盐（.ONOO-）等。由于它们可以直接或间接氧化或损伤DNA、蛋白质和脂质，可诱发基因的突变、蛋白质变性和脂质过氧化，被认为是人体衰老和各种重要疾病如肿瘤、心脑血管疾病、神经退行性疾病（老年痴呆）、糖尿病等疾病最重要的危险因素。

氧化应激和抗氧化不单纯是一种生化反应，它更有着极其复杂的细胞和分子机制，包括膜氧化、线粒体代谢、内质网应激、核的重构、DNA损伤修复、基因转录表达、泛素和泛素化、自吞和溶酶体、细胞外基质、信号传递、蛋白折叠等多重的细胞和分子改变。

研究表明，氧化应激在帕金森病(PD)和其他神经退行性疾病的发展中起着至关重要的作用。核因子红细胞2相关因子2(Nrf2)通过一系列抗氧化反应元件(ARE)触发抗氧化基因的表达，从而防止氧化应激。百里醌(TQ)是黑种草的生物活性成分，黑种草是一种具有抗氧化和神经保护作用的药用植物。

年1月14日，安徽中医药大学神医院某团队在FrontiersinPharmacology发表了题为“ThymoquinonePreventsDopaminergicNeurodegenerationbyAttenuatingOxidativeStressViatheNrf2/AREPathway”的一篇文章，研究了胸腺醌可通过Nrf2/ARE途径减轻氧化应激，从而预防多巴胺能神经退行性变；结果表明，TQ通过激活Nrf2/ARE信号级联和减弱氧化应激来缓解进行性多巴胺能神经病理学，从而证明TQ是治疗PD的潜在新型候选药物。

1、百里醌在SH-SY5Y细胞中阻止MPP+诱导的细胞死亡

作者分析表明，MPP+以时间和浓度依赖性方式降低细胞活力；当用1mMMPP+处理24小时时，SH-SY5Y细胞的活力水平显着降低，因此以此条件在所有后续实验中创建PD损伤模型（图1A）。当以0.25–2.0μM的浓度给药24小时时，TQ处理对SH-SY5Y细胞没有细胞毒性作用（图1B）。用1mMMPP+处理显着降低了SH-SY5Y细胞的活力，而不同浓度的TQ预处理（0.25、0.5和0.75μM）有效地阻止了MPP+诱导的细胞死亡（图1C）。与对照组相比，MPP+组TUNEL阳性细胞数显着升高；然而，TQ处理导致TUNEL阳性细胞数量显着减少（图1D）。用MPP+处理24小时后Bax的表达水平上调，而Bcl-2的水平下调。TQ预处理抑制了SH-SY5Y细胞中Bax表达水平的增加，并抑制了Bcl-2表达的降低。TQ处理降低了MPP+介导的caspase-3表达的增加，从而表明TQ抑制了MPP+介导的细胞凋亡（图1E）。

图1

2、百里醌抑制MPP+诱导的氧化应激并激活SH-SY5Y细胞中的Nrf2-ARE信号通路

作者利用H2DCF-DA探针确定ROS生成的特定速率。MPP+提高了ROS的产生率；然而，TQ处理显著降低了ROS生成的增加（图2A）。用1mMMPP+处理后，MDA水平相对于对照组显着升高；TQ以浓度依赖性方式降低MDA活性水平（图2B）。TQ处理增加了MPP+诱导的SH-SY5Y细胞中SOD和GSH-Px的活性（图2C、D）。当用0.5和0.75μM的TQ处理时，核Nrf2的表达显着上调（图2E）。免疫荧光染色结果显示，TQ处理导致MPP+诱导的SH-SY5Y细胞中Nrf2核易位水平增加（图2F）。这些观察结果表明，TQ促进Nrf2核易位。在Nrf2核易位后，蛋白质印迹发现Nrf2-ARE级联下游的几种蛋白质（HO-1、NQO1和GST）的水平在用TQ预处理的SH-SY5Y细胞中显著上调（图2G）。这些数据表明，TQ可能减弱SH-SY5Y细胞中由MPP+引起的氧化应激。

图2

3、百里醌以依赖于Nrf2的方式抑制MPP+诱导的SH-SY5Y细胞的细胞毒性

蛋白质印迹和RT-PCR结果表明Nrf2siRNA成功地沉默了细胞中Nrf2的表达，而NCsiRNA则没有（图3A、B）。SH-SY5Y细胞中Nrf2的沉默显着降低了Nrf2的表达。用TQ预处理转染NCsiRNA的SH-SY5Y细胞后，核Nrf2的表达显着升高。Nrf2沉默抑制了SH-SY5Y细胞中TQ诱导的Nrf2核易位增加（图3C）。在Nrf2沉默的SH-SY5Y细胞中，Nrf2-ARE轴下游的几种蛋白质（HO-1、NQO1和GST）的表达被降低；在用Nrf2siRNA转染TQ预处理的细胞组中，这些蛋白质的表达水平不受影响（图3D）。MTT分析表明，相对于转染NCsiRNA的细胞，SH-SY5Y细胞中Nrf2的沉默导致对MPP+细胞毒性的敏感性增加（图3E）。这些结果表明，TQ对MPP+处理的SH-SY5Y细胞的细胞保护作用是通过Nrf2依赖性途径介导的。

图3

4、百里醌在帕金森病的实验模型中为黑质纹状体多巴胺能变性提供生物保护

IHC染色显示，MPTP治疗后，与对照组相比，黑质致密部(SNc)中TH+多巴胺能神经元显着消耗。然而，TQ治疗减少了SNc中TH+多巴胺能神经元的消耗（图4A）。与对照组相比，给予MPTP的小鼠的α-突触核蛋白免疫反应性增加。然而，与单独的MPTP相比，TQ处理显着降低了SNc中α-突触核蛋白的表达（图4B）。同样，SNc裂解物的蛋白质印迹分析表明，MPTP组中TH蛋白的表达降低，这种趋势被TQ处理减弱。注射MPTP后小鼠SNc中α-突触核蛋白的表达显着升高。然而，TQ处理降低了SNc中α-突触核蛋白的水平（图4C）。FJB染色表明，在PD小鼠模型中，暴露于MPTP伴随着神经变性，并且这些影响通过TQ治疗得到缓解（图4D）。研究表明，TQ为PD小鼠模型中的黑质纹状体多巴胺能神经元提供保护，防止MPTP神经毒性。

图4

5、百里醌减轻氧化应激并激活MPTP治疗小鼠的Nrf2-ARE通路

MDA（膜脂氧化的关键产物）的水平在MPTP暴露后在PD小鼠SNc组织中显着升高，但被TQ处理抑制（图5A）。MPTP处理的小鼠SNc中SOD和GSH-Px的活性显着降低；也被TQ处理逆转（图5B、C）。与对照组相比，MPTP治疗增加了PD小鼠SNc中8-OHdG的水平；用TQ治疗后，与MPTP组相比，8-OHdG的水平显着降低（图5D）。这些结果表明，TQ减轻了MPTP诱导的氧化损伤。与对照组相比，MPTP小鼠的SNc中Nrf2的表达显着降低（图5E）。然而，TQ增加了TQ处理小鼠SNc中Nrf2的水平以响应MPTP。此外，与MPTP处理相比，Nrf2靶向的三个抗氧化基因（HO-1、NQO1和GST）在TQ处理后的SNc中显着上调（图5E）。这些数据表明TQ激活了PD小鼠模型中的Nrf2-ARE信号通路。

图5

6、百里醌以Nrf2依赖性方式预防MPTP诱导的多巴胺能变性并挽救TH+神经元的耗竭

小鼠注射siNrf2后观察到脑组织切片中的绿色荧光（图6A）以及Nrf2蛋白水平降低（图6B）。TQ处理后NC注射小鼠的SNc中Nrf2蛋白表达增加；而注射siNrf2缓解了这种增加（图6C）。在SNc中Nrf2下调后，TQ未能在注射siNrf2的小鼠中诱导NQO1、GST和HO-1表达的显着升高（图6C）。这些数据表明，在MPTP治疗的小鼠中施用TQ后，通过体内siRNA治疗使大脑中的Nrf2沉默抑制了Nrf2-ARE信号传导的激活。

图6

TQ给药后注射NC的PD小鼠的SNc中MDA和8-OHdG的水平降低。在注射NC和TQ治疗的小鼠中，SOD和GSH-Px的水平显示出相应的增加。在施用TQ后，用siNrf2治疗减少甚至消除了MDA和8-OHdG的下调，以及SOD和GSH-Px的上调（图7A-D）。在注射TQ后注射NC的PD小鼠的SNc中TH表达水平降低，α-突触核蛋白水平升高。然而，在注射siNrf2后，TQ未能减轻MPTP诱导的TH+神经元丢失和α-突触核蛋白在SNc中的积累（图7E、F）。FJB染色发现TQ治疗导致注射了NC的PD小鼠中变性神经元的数量显着减少，并且这种效果被siNrf2的注射所抑制（图7G）。基于这些结果，很明显TQ对PD小鼠模型的抗氧化作用是通过Nrf2信号级联发生的。

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