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豌豆肽通過Keap1/Nrf2/TXNIP信號通路減輕鉛誘導的PC12細胞氧化應激損傷

健康知識養生常識

據世界衛生組織稱 ， 鉛中毒仍然是一個主要的環境健康威脅 。 兒童早期接觸鉛會損害中樞神經系統 ， 并導致各種認知問題 ， 如精神障礙、注意力缺陷和多動癥（ADHD）以及低智商（TangZ,CarrelM.,2022） 。 海鮮、肉制品甚至環境中的鉛含量如果超標 ， 鉛則可以通過消化道、呼吸道和皮膚接觸進入并積聚在體內 ， 當它積累到一定水平 ， 就會導致鉛中毒 。
豌豆肽通過Keap1/Nrf2/TXNIP信號通路減輕鉛誘導的PC12細胞氧化應激損傷
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▲鉛中毒癥狀（圖片源自Wikipedia） 。
背景介紹
據報道 ， 鉛中毒會導致體內氧化應激 ， 這是其潛在機制之一（Lopesetal.,2016） 。 鉛暴露引起的氧化應激不僅可能導致高血壓和心血管疾病的發展 ， 而且還可能通過氧化應激誘導的紅細胞損傷影響血液系統 。 氧化應激是體內氧化和抗氧化作用之間不平衡的狀態 ， 它促進氧化過程 ， 導致中性粒細胞的炎性浸潤和蛋白酶的分泌增加 ， 從而產生大量氧化中間體 。 體內的抗氧化系統由抗氧化酶和非酶抗氧化劑組成 ， 其中 ， 抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽還原酶（GR）和谷胱甘肽過氧化物酶（GPx）；非酶抗氧化劑由維生素C、維生素E和類胡蘿卜素組成（圖1） 。
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圖1氧化應激示意圖（ZandiP,SchnugE.,2022） 。
研究顯示 ， NRF2-KEAP1信號通路是抗氧化應激反應的重要調節因子 。 鉛暴露通過激活Nrf2/Keap1途徑加劇氧化應激（圖2） 。 進一步地 ， 有研究表明 ， 硫氧還蛋白相互作用蛋白（TXNIP）是體內廣泛表達的內源性硫氧還素（TRX）阻遏蛋白 ， 在細胞中 ， 硫氧還蛋白相互作用蛋白是α-阻遏蛋白家族中唯一能與TRX結合的蛋白 ， 其半胱氨酸63位和半胱氨酸247位可與還原的TRX活性位點的疏水基團形成二硫鍵 ， 從而抑制TRX的抗氧化功能并促進活性氧ROS積累 。 此外 ， 研究還發現 ， TXNIP對TRX/ROS的作用被p38MAPK信號通路抑制劑SB03580阻斷 ， 這表明TXNIP參與了p38MAPK對細胞內ROS的調節（Suetal.,2015） 。
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圖2鉛暴露通過激活Nrf2/Keap1途徑加劇氧化應激（Jiangetal.,2021） 。
從豌豆中提取的蛋白質具有多種生物學功能 。 例如 ， 豌豆中的粘性可溶性多糖可以提高葡萄糖耐量 ， 降低血脂 ， 并增加回腸膽汁酸的分泌（SarmadiBH,IsmailA.,2010）；豌豆蛋白可有效降低STZ誘導的糖尿病小鼠的血糖（Liuetal.,2021） ， 水解物可降低高血壓大鼠的血壓（Lietal.,2011） 。 此外 ， 豌豆籽蛋白在結腸炎小鼠模型中顯示出抗炎作用（Utrillaetal.,2015） 。
豌豆肽作用機制
2022年8月11日 ， 河南農業大學食品科學與技術學院李寧教授在FrontiersinNutrition雜志上發表了題為“AlleviatingeffectsofpeapeptideonoxidativestressinjuryinducedbyleadinPC12cellsviaKeap1/Nrf2/TXNIPsignalingpathway”的研究性文章 。 該文章指出 ， 當大鼠嗜鉻細胞瘤細胞系PC12細胞暴露于鉛時 ， 會產生大量ROS ， 導致氧化應激 。 細胞內抗氧化系統受到抑制 ， 如SOD、CAT、GR、GPx水平下降 ， GSH/GSSG比值下降 ， 產生大量脂質過氧化物 ， 如MDA水平上升；細胞內Keap1的表達水平增加 ， Nrf2的表達水平降低 ， 并與細胞質中的Keap1分離 ， 然后轉移到細胞核；細胞核內的TXNIP水平增加 ， 并從細胞核轉移到細胞質和線粒體 ， 與TRX結合 ， 抑制機體的抗氧化系統 。 當使用豌豆肽PP3、PP4或PP6預孵育后 ， 逆轉了這些現象 。
豌豆肽通過Keap1/Nrf2/TXNIP信號通路減輕鉛誘導的PC12細胞氧化應激損傷
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圖3PP3、PP4和PP6在減輕鉛暴露引起的氧化應激中的作用機制（LiNetal.,2022） 。