硫氧還蛋白與癌癥

1、硫氧還蛋白硫氧還蛋白與癌癥與癌癥：硫氧還蛋白硫氧還蛋白在腫瘤腫瘤氧化中的作用氧化中的作用摘要摘要硫氧還蛋白是一種小型氧化還原調節(jié)蛋白在維持細胞氧化還原體內平衡和細胞存活扮演重要的角色，并且在許多癌癥細胞中高度表達。腫瘤環(huán)境通常處在有氧應激或缺氧性應激中，兩種應激條件下硫氧還蛋白表達都會上調。這些環(huán)境存在于腫瘤組織中是因為它們的異常血管網(wǎng)絡導致不穩(wěn)定的氧交換。因此人類腫瘤的氧化作用模式很復雜導致缺氧再氧化循環(huán)。在致癌機制中腫瘤細胞在應激細

2、胞死亡中通常變得更加耐缺氧或氧化，大多數(shù)關于腫瘤氧化的研究都集中在這兩種腫瘤細胞環(huán)境。然而最近的研究表明低氧循環(huán)的發(fā)生對腫瘤細胞生理活動的作用比單獨的氧化應激或缺氧應激的作用大的多。已經(jīng)知道硫氧還蛋白在這些細胞反應中扮有重要角色，一些研究也表明硫氧還蛋白是癌癥研究進展中的突出貢獻者。然而僅有很少有研究調查在癌細胞中硫氧還蛋白在缺氧和缺氧循環(huán)響應條件下的調節(jié)。本文著重論述了硫氧還蛋白在各種類型的腫瘤氧化中的作用。關鍵詞：關鍵詞：硫氧還蛋白

3、腫瘤缺氧氧化應激預處理缺氧循環(huán)一、一、引文引文氧化應激和缺氧應激的微環(huán)境都普遍存在于腫瘤。這些區(qū)域往往會產(chǎn)生高水平的抗氧化劑特別是硫氧還蛋白(Trx)系統(tǒng)的成員越來越多的證據(jù)表明Trx系統(tǒng)在腫瘤的擴增和轉移中發(fā)揮著重要的作用。本文將重點關注Trx系統(tǒng)在不同氧化水平的腫瘤組織中的參與和調節(jié)。二、二、氧內穩(wěn)態(tài)氧內穩(wěn)態(tài)氧體內平衡對好氧生物機體是非常重要的。然而在一個細胞中這種平衡會被氧氣含量的升高或降低打破。因此在控制細胞體內平衡中氧氣對環(huán)境

4、適應性是至關重要的。細胞利用不同的機制來適應升高或降低的細胞含氧量。有氧生物不斷通過幾個氧化系統(tǒng)代謝氧氣例如NADPH氧化酶類黃嘌呤黃嘌呤氧化酶系統(tǒng)線粒體呼吸鏈等。然而在許多情況下氧失去一個電子形成大量的高度活性分子通常稱為活性氧(ROS)。ROS包括自由基與未配對電子比如超氧陰離子自由基、羥基自由基和氧化劑如過氧化氫(H2O2)所有的這些本質上是不穩(wěn)定的通常是高活性的。甚至在正常生理條件下細胞內也會產(chǎn)生活性氧分子。ROS通過參與細胞信

5、號轉導和細胞的氧化還原調節(jié)扮演一些有益的角色。例如過氧化氫和過氧化陰離子是活性轉錄因子的氧化還原調節(jié)者在細胞內信號轉導中一些細胞因子和生長因子、荷爾蒙和神經(jīng)遞質采用ROS作為二級信使。另一方面ROS也可以在細胞造成重大的傷害比如破壞DNA脂類物質的氧化，氧化蛋白質中氨基酸分子。為保衛(wèi)自身細胞利用幾個不同的抗氧化系統(tǒng)?？寡趸瘎┓肿油ㄟ^阻止或減少ROS氧化目標的氧化抵消ROS過度產(chǎn)生。因此在正常生理條件下有氧呼吸細胞的氧化還原(氧化還原)平

6、衡是由ROS和抗氧化劑控調控的。是所有這些目標基因要確保細胞通過產(chǎn)生的微小的能量恢復氧氣內穩(wěn)態(tài)存活或者細胞因持續(xù)缺乏能量而死亡。有趣的是硫氧還蛋白系統(tǒng)似乎也在低氧反應扮演重要角色(參見硫氧還蛋白與缺氧)。三、三、硫氧還原蛋白系統(tǒng)硫氧還原蛋白系統(tǒng)在硫氧還蛋白系統(tǒng)是由氧化還原性活躍的蛋白質硫氧還蛋白(Trx)、硫氧還蛋白還原酶(TrxR)和NADPH組成的。這種抗氧化系統(tǒng)對正常的細胞功能是很重要的，我們觀察到敲除小鼠Trx基因可導致小鼠胚胎

7、死亡。Trx的系統(tǒng)在許多細胞功能中扮演著重要的角色包括調控氧化還原轉錄因子合成脫氧核苷酸細胞生長因子和調節(jié)氧化應激。硫氧還蛋白是一種小分子(約12KDa)的泛表達蛋白質這種蛋白質在所有物種中都是保守表達的。所有Trxs有氧化還原活性部位的氨基酸序列半胱氨酸甘胺酸脯氨酸半胱氨酸（CysGlyProCys）它可以減少在蛋白質和多肽的二硫鍵化合物。降低Trx催化作用，降低活性氧在細胞內外氧化許多蛋白質的半胱氨酸并且在這一過程中Trx本身變得具

8、有氧化性。Trx會因TrxR消耗NADPH而減少(圖2)。TrxR是目前已知的唯一的Trx電子供體。圖2硫氧還蛋白(Trx)氧化還原系統(tǒng)的作用機制。在氧化細胞蛋白質中減少Trx催化還原的二硫化物(ss)如過氧化物氧化還原蛋白(Prx)。在這個過程中Trx通過減少硫氧還蛋白還原酶(TrxR)消耗NADPH而被氧化。圖2三種亞型并都包含有保守的活性部位的Trx已確定在哺乳動物細胞存在。他們是Trx1（一種細胞質蛋白質）Trx2（一種線粒體蛋