Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制及生物學(xué)意義探究一、引言1.1研究背景在生命科學(xué)的研究領(lǐng)域中，Nrf2和BRCA1作為兩個(gè)關(guān)鍵的生物分子，在眾多生理和病理過(guò)程里都發(fā)揮著極為重要的作用。深入探究它們的功能以及相互之間的調(diào)控關(guān)系，對(duì)于理解生命活動(dòng)的本質(zhì)和攻克重大疾病有著深遠(yuǎn)的意義。Nrf2，全稱(chēng)核因子E2相關(guān)因子2（nuclearfactorerythroid2-relatedfactor2），是細(xì)胞應(yīng)對(duì)氧化應(yīng)激和外源性有害物質(zhì)的核心轉(zhuǎn)錄因子。它隸屬于CNC堿性亮氨酸拉鏈轉(zhuǎn)錄因子家族，在人體的各類(lèi)組織和細(xì)胞中廣泛分布。在正常生理狀態(tài)下，Nrf2與Keap1蛋白緊密結(jié)合，以無(wú)活性的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中。一旦細(xì)胞遭遇氧化應(yīng)激、親電試劑或其他有害刺激，Keap1蛋白的結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化，Nrf2從而被釋放出來(lái)，并迅速轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)。在細(xì)胞核中，Nrf2與小Maf蛋白形成異二聚體，特異性地結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的抗氧化反應(yīng)元件（ARE）上，進(jìn)而啟動(dòng)一系列抗氧化酶、解毒酶以及其他細(xì)胞保護(hù)蛋白的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。這些蛋白共同協(xié)作，有效清除細(xì)胞內(nèi)過(guò)多的活性氧（ROS）和有害物質(zhì)，維持細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡，確保細(xì)胞的正常生理功能。大量的研究已經(jīng)證實(shí)，Nrf2在多種生理和病理過(guò)程中都扮演著不可或缺的角色。在心血管系統(tǒng)中，Nrf2能夠通過(guò)激活下游抗氧化基因的表達(dá)，降低氧化應(yīng)激水平，抑制炎癥反應(yīng)，從而對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化、心肌缺血再灌注損傷等心血管疾病起到顯著的保護(hù)作用。在神經(jīng)系統(tǒng)中，Nrf2可以減輕神經(jīng)細(xì)胞的氧化損傷，抑制神經(jīng)炎癥，對(duì)帕金森病、阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病具有潛在的治療價(jià)值。在腫瘤領(lǐng)域，Nrf2的作用則較為復(fù)雜，它既可以在腫瘤發(fā)生的早期階段發(fā)揮抑癌作用，通過(guò)維持細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)來(lái)抑制腫瘤細(xì)胞的增殖；但在腫瘤發(fā)展的后期，Nrf2的過(guò)度激活又可能賦予腫瘤細(xì)胞更強(qiáng)的抗氧化能力和耐藥性，促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。BRCA1，即乳腺癌易感基因1（BreastCancerSusceptibilityGene1），是一種重要的腫瘤抑制基因，位于人類(lèi)染色體17q21上。其編碼的BRCA1蛋白是一種包含1863個(gè)氨基酸的核磷酸蛋白，具有多個(gè)功能結(jié)構(gòu)域，能夠與多種蛋白質(zhì)相互作用，形成復(fù)雜的蛋白復(fù)合物，參與眾多重要的生物學(xué)過(guò)程。在DNA損傷修復(fù)方面，BRCA1在同源重組修復(fù)（HR）通路中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)DNA發(fā)生雙鏈斷裂時(shí)，BRCA1會(huì)迅速被招募到損傷位點(diǎn)，與其他修復(fù)蛋白協(xié)同工作，準(zhǔn)確無(wú)誤地修復(fù)受損的DNA，維持基因組的穩(wěn)定性。如果BRCA1基因發(fā)生突變或其表達(dá)水平異常，DNA損傷修復(fù)過(guò)程就會(huì)受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致基因組的不穩(wěn)定性增加，細(xì)胞更容易發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化，進(jìn)而引發(fā)腫瘤，尤其是乳腺癌和卵巢癌。據(jù)統(tǒng)計(jì)，BRCA1基因突變的女性，其患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)可高達(dá)70%-80%，且發(fā)病年齡通常較早。除了DNA損傷修復(fù)，BRCA1還參與細(xì)胞周期調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)以及細(xì)胞凋亡等過(guò)程，對(duì)維持細(xì)胞的正常生理功能和抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要。綜上所述，Nrf2和BRCA1在細(xì)胞的生理和病理過(guò)程中都發(fā)揮著舉足輕重的作用，它們的異常表達(dá)或功能失調(diào)與多種重大疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。盡管目前對(duì)于Nrf2和BRCA1各自的功能和調(diào)控機(jī)制已經(jīng)有了較為深入的認(rèn)識(shí)，但關(guān)于Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控的研究仍處于起步階段，相關(guān)的作用機(jī)制和生物學(xué)意義尚未完全明確。鑒于此，深入探究Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控作用及其分子機(jī)制，不僅能夠進(jìn)一步完善我們對(duì)細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的理解，還可能為乳腺癌、卵巢癌等相關(guān)疾病的預(yù)防、診斷和治療開(kāi)辟全新的思路，提供更具針對(duì)性的靶點(diǎn)和策略。1.2研究目的與意義本研究旨在深入揭示Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控的分子機(jī)制，系統(tǒng)分析這一調(diào)控過(guò)程在正常生理狀態(tài)和疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的生物學(xué)意義，為乳腺癌、卵巢癌等相關(guān)疾病的防治提供全新的理論依據(jù)和潛在的治療靶點(diǎn)。具體而言，本研究擬達(dá)成以下目標(biāo)：其一，精準(zhǔn)解析Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的具體分子機(jī)制。運(yùn)用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等多學(xué)科實(shí)驗(yàn)技術(shù)，全面確定Nrf2與BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合位點(diǎn)和結(jié)合方式，深入研究Nrf2激活或抑制后對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄水平的影響，系統(tǒng)分析參與這一調(diào)控過(guò)程的其他轉(zhuǎn)錄因子、輔助蛋白以及信號(hào)通路，從而構(gòu)建出完整的Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。其二，深入探究Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞生理功能中的作用。借助細(xì)胞模型，詳細(xì)研究Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控的異常對(duì)細(xì)胞DNA損傷修復(fù)能力、細(xì)胞周期進(jìn)程、細(xì)胞凋亡等重要生理功能的影響，進(jìn)而揭示這一調(diào)控關(guān)系在維持細(xì)胞基因組穩(wěn)定性和正常生理功能中的關(guān)鍵作用。其三，系統(tǒng)分析Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄在乳腺癌、卵巢癌等相關(guān)疾病發(fā)生發(fā)展中的作用及機(jī)制。通過(guò)臨床樣本分析、動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)等方法，深入研究Nrf2和BRCA1在相關(guān)疾病組織中的表達(dá)水平及相關(guān)性，全面探討Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控的異常與疾病發(fā)生、發(fā)展、預(yù)后之間的內(nèi)在聯(lián)系，為相關(guān)疾病的早期診斷、預(yù)后評(píng)估提供新的生物標(biāo)志物和理論支持。其四，基于對(duì)Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄機(jī)制的深入理解，積極探索以Nrf2-BRCA1調(diào)控軸為靶點(diǎn)的新型治療策略。通過(guò)篩選和設(shè)計(jì)能夠特異性調(diào)節(jié)Nrf2活性或干預(yù)Nrf2與BRCA1相互作用的小分子化合物、生物制劑等，為乳腺癌、卵巢癌等相關(guān)疾病的治療提供新的藥物研發(fā)思路和潛在治療方案，有望提高疾病的治療效果，改善患者的生存質(zhì)量和預(yù)后。本研究具有重要的理論意義和潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。從理論層面來(lái)看，深入研究Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制，將有助于我們更全面、深入地理解細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步豐富和完善我們對(duì)氧化應(yīng)激反應(yīng)、DNA損傷修復(fù)以及腫瘤發(fā)生發(fā)展等重要生物學(xué)過(guò)程的認(rèn)識(shí)，為生命科學(xué)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究提供新的理論依據(jù)和研究方向。從臨床應(yīng)用角度而言，明確Nrf2-BRCA1調(diào)控軸在乳腺癌、卵巢癌等相關(guān)疾病中的作用機(jī)制，將為這些疾病的早期診斷、精準(zhǔn)治療和預(yù)后評(píng)估提供全新的靶點(diǎn)和策略。通過(guò)開(kāi)發(fā)針對(duì)Nrf2-BRCA1調(diào)控軸的新型治療藥物或干預(yù)措施，有望為患者提供更有效、更個(gè)性化的治療方案，顯著提高疾病的治療效果，降低患者的死亡率，改善患者的生存質(zhì)量，具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1Nrf2的研究現(xiàn)狀在過(guò)去的幾十年里，Nrf2作為細(xì)胞內(nèi)抗氧化應(yīng)激反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，相關(guān)研究取得了豐碩的成果。國(guó)外方面，早在20世紀(jì)90年代，就有研究首次克隆并鑒定了Nrf2基因，為后續(xù)深入研究其功能和調(diào)控機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。此后，大量的研究圍繞Nrf2的激活機(jī)制、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及其在各種生理和病理過(guò)程中的作用展開(kāi)。在氧化應(yīng)激領(lǐng)域，研究發(fā)現(xiàn)Nrf2可以被多種氧化應(yīng)激源激活，如紫外線(xiàn)照射、活性氧（ROS）、親電試劑等。當(dāng)細(xì)胞受到這些刺激時(shí)，Nrf2會(huì)從與Keap1的結(jié)合中解離出來(lái)，進(jìn)入細(xì)胞核，與小Maf蛋白形成異二聚體，并結(jié)合到抗氧化反應(yīng)元件（ARE）上，從而啟動(dòng)一系列抗氧化基因的表達(dá)，如血紅素加氧酶-1（HO-1）、NAD（P）H：醌氧化還原酶1（NQO1）、谷胱甘肽合成酶等，這些基因產(chǎn)物協(xié)同作用，有效清除細(xì)胞內(nèi)的ROS，維持細(xì)胞的氧化還原平衡。在心血管疾病研究中，國(guó)外學(xué)者通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究表明，激活Nrf2信號(hào)通路可以顯著減輕心肌缺血再灌注損傷、抑制動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)展。例如，在心肌缺血再灌注模型中，給予Nrf2激活劑可以上調(diào)抗氧化酶的表達(dá)，減少心肌細(xì)胞的凋亡和壞死，改善心臟功能。在神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面，研究發(fā)現(xiàn)Nrf2對(duì)帕金森病、阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病具有潛在的保護(hù)作用。Nrf2可以通過(guò)抑制神經(jīng)炎癥、減少氧化損傷來(lái)保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，延緩疾病的進(jìn)展。在腫瘤研究領(lǐng)域，Nrf2的作用較為復(fù)雜。一方面，在腫瘤發(fā)生的早期階段，Nrf2可以通過(guò)維持細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)態(tài)，抑制腫瘤細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)移；另一方面，在腫瘤發(fā)展的后期，Nrf2的過(guò)度激活可能賦予腫瘤細(xì)胞更強(qiáng)的抗氧化能力和耐藥性，促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和復(fù)發(fā)。國(guó)內(nèi)在Nrf2的研究方面也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。眾多科研團(tuán)隊(duì)圍繞Nrf2在各種疾病中的作用及機(jī)制展開(kāi)了深入研究。在肝臟疾病方面，研究發(fā)現(xiàn)Nrf2可以調(diào)節(jié)肝臟的抗氧化防御系統(tǒng)，對(duì)肝損傷、肝纖維化等疾病具有保護(hù)作用。例如，通過(guò)激活Nrf2信號(hào)通路，可以減輕化學(xué)性肝損傷和酒精性肝損傷，抑制肝纖維化的發(fā)展。在呼吸系統(tǒng)疾病中，國(guó)內(nèi)學(xué)者研究表明Nrf2在肺部炎癥、肺纖維化和肺癌等疾病中發(fā)揮著重要作用。激活Nrf2可以減輕肺部炎癥反應(yīng)，抑制肺纖維化的進(jìn)程，同時(shí)對(duì)肺癌的發(fā)生發(fā)展也有一定的影響。在中醫(yī)藥研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)學(xué)者發(fā)現(xiàn)許多中藥及其活性成分可以通過(guò)調(diào)節(jié)Nrf2信號(hào)通路發(fā)揮藥理作用。例如，丹參、黃芪、姜黃素等中藥成分可以激活Nrf2，增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力，對(duì)多種疾病具有防治作用。1.3.2BRCA1的研究現(xiàn)狀BRCA1作為重要的腫瘤抑制基因，自發(fā)現(xiàn)以來(lái)一直是國(guó)內(nèi)外癌癥研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。國(guó)外對(duì)BRCA1的研究起步較早，在基因結(jié)構(gòu)和功能方面取得了眾多開(kāi)創(chuàng)性成果。研究明確了BRCA1基因位于人類(lèi)染色體17q21上，全長(zhǎng)約100kb，由24個(gè)外顯子組成，編碼的BRCA1蛋白含有1863個(gè)氨基酸。BRCA1蛋白具有多個(gè)功能結(jié)構(gòu)域，包括鋅指結(jié)構(gòu)域、BRCT結(jié)構(gòu)域等，這些結(jié)構(gòu)域使其能夠與多種蛋白質(zhì)相互作用，參與DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞周期調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)等重要生物學(xué)過(guò)程。在DNA損傷修復(fù)方面，研究發(fā)現(xiàn)BRCA1在同源重組修復(fù)（HR）通路中起著核心作用。當(dāng)DNA發(fā)生雙鏈斷裂時(shí)，BRCA1會(huì)迅速被招募到損傷位點(diǎn)，與RAD51、BARD1等蛋白形成復(fù)合物，促進(jìn)DNA的修復(fù)，維持基因組的穩(wěn)定性。大量的臨床研究表明，BRCA1基因突變與乳腺癌、卵巢癌等惡性腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。攜帶BRCA1基因突變的女性，患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)可高達(dá)70%-80%，且發(fā)病年齡通常較早。此外，BRCA1基因的表達(dá)水平和功能狀態(tài)還與腫瘤的預(yù)后和治療敏感性相關(guān)。BRCA1表達(dá)缺失或功能異常的腫瘤患者，往往對(duì)化療藥物和放療的敏感性較低，預(yù)后較差。國(guó)內(nèi)在BRCA1的研究方面也取得了顯著的成績(jī)。在乳腺癌和卵巢癌的研究中，國(guó)內(nèi)學(xué)者通過(guò)大規(guī)模的病例對(duì)照研究和臨床數(shù)據(jù)分析，進(jìn)一步明確了BRCA1基因突變?cè)谖覈?guó)人群中的分布特點(diǎn)和與腫瘤發(fā)生的相關(guān)性。研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)乳腺癌和卵巢癌患者中BRCA1基因突變的頻率雖然低于西方人群，但仍然是重要的致病因素之一。在基礎(chǔ)研究方面，國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)深入探討了BRCA1在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的分子機(jī)制，以及與其他信號(hào)通路的相互作用。例如，研究發(fā)現(xiàn)BRCA1可以通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期蛋白和凋亡相關(guān)蛋白的表達(dá)，影響腫瘤細(xì)胞的增殖和凋亡。此外，國(guó)內(nèi)學(xué)者還開(kāi)展了針對(duì)BRCA1基因突變腫瘤的靶向治療研究，為提高腫瘤治療效果提供了新的策略。1.3.3Nrf2與BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控關(guān)系的研究現(xiàn)狀盡管目前關(guān)于Nrf2和BRCA1各自的研究已經(jīng)相當(dāng)深入，但關(guān)于Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控關(guān)系的研究仍處于起步階段。國(guó)內(nèi)外僅有少數(shù)研究涉及這一領(lǐng)域。已有研究初步表明，Nrf2可能參與了BRCA1基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控，但具體的調(diào)控機(jī)制尚不明確。有研究通過(guò)生物信息學(xué)分析預(yù)測(cè)了BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域可能存在Nrf2的結(jié)合位點(diǎn)，但尚未通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)方面，有研究發(fā)現(xiàn)，在某些細(xì)胞系中，激活Nrf2信號(hào)通路后，BRCA1的表達(dá)水平會(huì)發(fā)生變化，但這種變化的具體機(jī)制以及是否直接由Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控引起，還需要進(jìn)一步的研究。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面，目前還缺乏直接證據(jù)表明Nrf2在體內(nèi)能夠調(diào)控BRCA1的轉(zhuǎn)錄?？傮w而言，目前對(duì)Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的研究還存在諸多不足。具體表現(xiàn)為：一是對(duì)Nrf2與BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合位點(diǎn)和結(jié)合方式缺乏深入研究，尚未明確二者之間的直接相互作用關(guān)系；二是對(duì)于參與Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄過(guò)程的其他轉(zhuǎn)錄因子、輔助蛋白以及信號(hào)通路了解甚少，無(wú)法構(gòu)建完整的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；三是在生理和病理?xiàng)l件下，Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控的生物學(xué)意義和功能尚未得到充分揭示，其在疾病發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的作用機(jī)制也有待進(jìn)一步探索。因此，深入研究Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控機(jī)制，具有重要的理論意義和潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值，有望為相關(guān)疾病的防治提供新的靶點(diǎn)和策略。二、Nrf2與BRCA1的生物學(xué)基礎(chǔ)2.1Nrf2的結(jié)構(gòu)與功能2.1.1Nrf2的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Nrf2屬于CNC堿性亮氨酸拉鏈（CNC-bZIP）轉(zhuǎn)錄因子家族的成員，在細(xì)胞的抗氧化應(yīng)激反應(yīng)、解毒代謝以及維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)為其功能的行使奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。從整體結(jié)構(gòu)來(lái)看，Nrf2蛋白由多個(gè)高度保守且功能各異的結(jié)構(gòu)域組成，這些結(jié)構(gòu)域協(xié)同作用，共同調(diào)節(jié)Nrf2的活性、定位以及與其他分子的相互作用。具體而言，Nrf2包含七個(gè)主要的Nrf2-ECH同源結(jié)構(gòu)域（Neh），分別命名為Neh1-Neh7。Neh1結(jié)構(gòu)域位于Nrf2的C末端，含有一個(gè)高度保守的堿性亮氨酸拉鏈（bZIP）基序。該基序?qū)τ贜rf2與小Maf蛋白（smallMafproteins）形成異二聚體至關(guān)重要。在細(xì)胞受到氧化應(yīng)激等刺激后，Nrf2被激活并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，此時(shí)Neh1結(jié)構(gòu)域的bZIP基序能夠與小Maf蛋白的相應(yīng)結(jié)構(gòu)域特異性結(jié)合，形成穩(wěn)定的異二聚體復(fù)合物。這種異二聚體具有更高的DNA結(jié)合活性，能夠準(zhǔn)確識(shí)別并結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的抗氧化反應(yīng)元件（ARE）上，從而啟動(dòng)下游一系列抗氧化酶、解毒酶以及其他細(xì)胞保護(hù)蛋白的基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程，有效增強(qiáng)細(xì)胞的抗氧化防御能力和解毒功能。Neh2結(jié)構(gòu)域是Nrf2與Keap1蛋白相互作用的關(guān)鍵區(qū)域，位于Nrf2的N末端。它包含兩個(gè)重要的基序，即DLG基序和ETGE基序。在正常生理狀態(tài)下，Keap1作為一種E3泛素連接酶復(fù)合物的底物銜接蛋白，通過(guò)其Kelch結(jié)構(gòu)域與Nrf2的Neh2結(jié)構(gòu)域中的DLG和ETGE基序緊密結(jié)合，將Nrf2錨定在細(xì)胞質(zhì)中，并使其處于無(wú)活性狀態(tài)。同時(shí)，Keap1與Cullin3（Cul3）、Rbx1等組成功能性的E3泛素連接酶復(fù)合物（Keap1-Cul3-E3），對(duì)Nrf2進(jìn)行泛素化修飾，進(jìn)而使Nrf2被26S蛋白酶體快速降解，維持細(xì)胞內(nèi)Nrf2的低水平表達(dá)。然而，當(dāng)細(xì)胞遭受氧化應(yīng)激、親電試劑或其他有害刺激時(shí)，Keap1蛋白中的某些半胱氨酸殘基會(huì)被修飾，導(dǎo)致其構(gòu)象發(fā)生變化，與Nrf2的結(jié)合力減弱，Nrf2從而得以從Keap1的束縛中釋放出來(lái)，為后續(xù)的激活和核轉(zhuǎn)位過(guò)程創(chuàng)造條件。Neh3、Neh4和Neh5結(jié)構(gòu)域在Nrf2的轉(zhuǎn)錄激活過(guò)程中發(fā)揮著不可或缺的作用。當(dāng)Nrf2進(jìn)入細(xì)胞核并與小Maf蛋白形成異二聚體結(jié)合到ARE上后，這些結(jié)構(gòu)域能夠與一系列轉(zhuǎn)錄共激活因子相互作用，如CREB結(jié)合蛋白（CBP）、p300等。這些轉(zhuǎn)錄共激活因子具有組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性，它們與Nrf2的Neh3、Neh4和Neh5結(jié)構(gòu)域結(jié)合后，可以通過(guò)對(duì)染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的修飾，改變?nèi)旧|(zhì)的可及性，促進(jìn)RNA聚合酶II等轉(zhuǎn)錄機(jī)器與靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合，從而增強(qiáng)靶基因的轉(zhuǎn)錄活性，實(shí)現(xiàn)對(duì)下游基因表達(dá)的有效調(diào)控。Neh6結(jié)構(gòu)域是一個(gè)富含絲氨酸的區(qū)域，主要參與調(diào)節(jié)Nrf2的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)域中存在多個(gè)磷酸化位點(diǎn)，一些蛋白激酶，如糖原合成酶激酶3β（GSK-3β）等，可以對(duì)Neh6結(jié)構(gòu)域中的絲氨酸殘基進(jìn)行磷酸化修飾。磷酸化后的Neh6結(jié)構(gòu)域能夠招募β-TrCP（一種E3泛素連接酶復(fù)合物的底物識(shí)別亞基），促進(jìn)Nrf2的泛素化降解過(guò)程。此外，Neh6結(jié)構(gòu)域還可能通過(guò)與其他蛋白質(zhì)的相互作用，影響Nrf2在細(xì)胞內(nèi)的定位和活性，但其具體機(jī)制尚有待進(jìn)一步深入研究。Neh7結(jié)構(gòu)域相對(duì)較小，其功能目前尚未完全明確。有研究推測(cè)，Neh7結(jié)構(gòu)域可能參與調(diào)節(jié)Nrf2與其他轉(zhuǎn)錄因子或信號(hào)通路之間的相互作用，從而在更廣泛的層面上調(diào)控細(xì)胞的生理功能和應(yīng)激反應(yīng)。也有研究表明，Neh7結(jié)構(gòu)域可能與Nrf2的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制有關(guān)，但其具體作用方式和調(diào)控靶點(diǎn)仍需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。綜上所述，Nrf2的分子結(jié)構(gòu)是一個(gè)高度復(fù)雜且精密的體系，各個(gè)結(jié)構(gòu)域之間相互協(xié)作、相互制約，共同實(shí)現(xiàn)了Nrf2在細(xì)胞內(nèi)的精確調(diào)控和功能發(fā)揮。深入了解Nrf2的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與功能的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)于我們?nèi)嬲J(rèn)識(shí)細(xì)胞的抗氧化應(yīng)激反應(yīng)機(jī)制、揭示相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)理以及開(kāi)發(fā)新型治療策略具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。2.1.2Nrf2的信號(hào)通路Nrf2信號(hào)通路是細(xì)胞內(nèi)重要的防御機(jī)制之一，在維持細(xì)胞的氧化還原平衡、抵御氧化應(yīng)激損傷以及參與多種生理和病理過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。該信號(hào)通路的激活涉及多個(gè)關(guān)鍵分子和復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制，通過(guò)一系列精細(xì)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)下游靶基因表達(dá)的精準(zhǔn)調(diào)控。在正常生理狀態(tài)下，Nrf2主要與Keap1蛋白結(jié)合，以無(wú)活性的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中。Keap1作為一種重要的負(fù)調(diào)控因子，通過(guò)其特殊的結(jié)構(gòu)和功能，維持著Nrf2的低水平表達(dá)和活性抑制。如前文所述，Keap1含有多個(gè)結(jié)構(gòu)域，其中BTB結(jié)構(gòu)域負(fù)責(zé)與Cul3結(jié)合，形成功能性的E3泛素連接酶復(fù)合物；Kelch結(jié)構(gòu)域則通過(guò)與Nrf2的Neh2結(jié)構(gòu)域中的DLG和ETGE基序相互作用，將Nrf2錨定在細(xì)胞質(zhì)中，并介導(dǎo)Nrf2的泛素化降解過(guò)程。在這一過(guò)程中，Keap1-Cul3-E3泛素連接酶復(fù)合物能夠特異性地識(shí)別Nrf2，并將泛素分子連接到Nrf2的賴(lài)氨酸殘基上，使Nrf2被標(biāo)記為降解底物，隨后被26S蛋白酶體迅速識(shí)別并降解，從而確保細(xì)胞內(nèi)Nrf2的含量維持在較低水平，避免其過(guò)度激活對(duì)細(xì)胞造成潛在的不良影響。當(dāng)細(xì)胞受到氧化應(yīng)激、親電試劑、紫外線(xiàn)照射、炎癥因子等外界刺激時(shí)，Nrf2信號(hào)通路被激活，啟動(dòng)細(xì)胞的防御反應(yīng)。目前已知的Nrf2激活機(jī)制主要包括經(jīng)典的Keap1-Nrf2途徑和非經(jīng)典的自噬-溶酶體途徑等。經(jīng)典的Keap1-Nrf2途徑是Nrf2激活的主要方式。當(dāng)細(xì)胞遭遇氧化應(yīng)激等刺激時(shí)，細(xì)胞內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧（ROS）和親電物質(zhì)，這些物質(zhì)能夠修飾Keap1蛋白中的關(guān)鍵半胱氨酸殘基。Keap1蛋白中含有多個(gè)高度反應(yīng)性的半胱氨酸殘基，分布于其IVR結(jié)構(gòu)域等區(qū)域。這些半胱氨酸殘基對(duì)氧化還原狀態(tài)極為敏感，當(dāng)受到ROS等氧化物質(zhì)的攻擊時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化修飾，如形成二硫鍵、磺酸化等。半胱氨酸殘基的修飾導(dǎo)致Keap1蛋白的構(gòu)象發(fā)生改變，使其與Nrf2的結(jié)合力顯著減弱。具體而言，氧化修飾后的Keap1蛋白，其Kelch結(jié)構(gòu)域與Nrf2的Neh2結(jié)構(gòu)域之間的相互作用受到破壞，尤其是DLG基序與Keap1的結(jié)合親和力大幅降低，從而使Nrf2從Keap1的束縛中解離出來(lái)。解離后的Nrf2在一系列信號(hào)分子的作用下，迅速發(fā)生核轉(zhuǎn)位。在細(xì)胞核內(nèi)，Nrf2與小Maf蛋白形成異二聚體，并結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的抗氧化反應(yīng)元件（ARE）上。ARE是一段具有特定核苷酸序列的DNA區(qū)域，通常包含5'-TGACNNNGC-3'的核心序列，能夠被Nrf2-Maf異二聚體特異性識(shí)別和結(jié)合。結(jié)合后的Nrf2-Maf異二聚體進(jìn)一步招募多種轉(zhuǎn)錄共激活因子，如CBP、p300等，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，促進(jìn)RNA聚合酶II與靶基因啟動(dòng)子的結(jié)合，啟動(dòng)下游一系列抗氧化酶、解毒酶和細(xì)胞保護(hù)蛋白的基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程。這些基因產(chǎn)物包括血紅素加氧酶-1（HO-1）、NAD（P）H：醌氧化還原酶1（NQO1）、谷胱甘肽合成酶、超氧化物歧化酶（SOD）等，它們協(xié)同作用，有效清除細(xì)胞內(nèi)過(guò)多的ROS和有害物質(zhì)，維持細(xì)胞內(nèi)的氧化還原平衡，保護(hù)細(xì)胞免受氧化應(yīng)激損傷。非經(jīng)典的自噬-溶酶體途徑也是Nrf2激活的重要機(jī)制之一，尤其在自噬功能障礙等特定情況下發(fā)揮關(guān)鍵作用。自噬是細(xì)胞內(nèi)一種重要的降解和回收機(jī)制，負(fù)責(zé)清除受損的蛋白質(zhì)、細(xì)胞器以及病原體等。在正常生理狀態(tài)下，自噬過(guò)程能夠維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定和物質(zhì)代謝的平衡。然而，當(dāng)細(xì)胞受到某些刺激或發(fā)生自噬功能障礙時(shí)，如Atg5、Atg7等自噬相關(guān)基因缺失或受到砷毒物等環(huán)境因素影響時(shí)，自噬過(guò)程會(huì)受到抑制，導(dǎo)致自噬銜接蛋白p62（也稱(chēng)為SQSTM1）的積累。p62是一種多功能的泛素結(jié)合蛋白，它不僅參與自噬底物的識(shí)別和靶向運(yùn)輸，還在Nrf2信號(hào)通路的調(diào)控中發(fā)揮重要作用。在自噬功能障礙時(shí)，積累的p62能夠與Keap1蛋白競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合Nrf2。由于p62與Keap1都具有與Nrf2結(jié)合的位點(diǎn)，當(dāng)p62大量積累時(shí)，它會(huì)優(yōu)先與Keap1結(jié)合，從而阻止Keap1對(duì)Nrf2的泛素化降解作用。此外，p62還能夠?qū)eap1螯合到自噬體中，通過(guò)自噬-溶酶體途徑將其降解，進(jìn)一步解除Keap1對(duì)Nrf2的抑制作用。被釋放的Nrf2得以進(jìn)入細(xì)胞核，與小Maf蛋白結(jié)合并激活下游靶基因的表達(dá)，發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用。通過(guò)這種非經(jīng)典途徑，細(xì)胞在自噬功能異常的情況下仍能激活Nrf2信號(hào)通路，啟動(dòng)抗氧化和細(xì)胞保護(hù)機(jī)制，以應(yīng)對(duì)各種應(yīng)激挑戰(zhàn)。除了上述兩種主要的激活途徑外，Nrf2的活性還受到多種其他因素的調(diào)節(jié)，包括蛋白激酶介導(dǎo)的磷酸化修飾、miRNA的調(diào)控以及與其他信號(hào)通路的相互作用等。許多蛋白激酶，如絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）家族中的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38MAPK，蛋白激酶C（PKC），磷脂酰肌醇-3激酶（PI3K）等，都能夠通過(guò)對(duì)Nrf2蛋白上特定氨基酸殘基的磷酸化修飾，調(diào)節(jié)其活性和穩(wěn)定性。不同的蛋白激酶對(duì)Nrf2的磷酸化位點(diǎn)和作用方式有所不同，例如ERK可以磷酸化Nrf2的Ser40位點(diǎn)，增強(qiáng)Nrf2與Keap1的解離，促進(jìn)其核轉(zhuǎn)位和轉(zhuǎn)錄激活活性；而PKC則可以通過(guò)磷酸化Nrf2的其他位點(diǎn)，調(diào)節(jié)其與轉(zhuǎn)錄共激活因子的相互作用，影響下游基因的表達(dá)。miRNA作為一類(lèi)非編碼小分子RNA，也能夠通過(guò)與Nrf2mRNA的互補(bǔ)配對(duì)，抑制其翻譯過(guò)程或促進(jìn)其降解，從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控Nrf2的表達(dá)。一些miRNA，如miR-144、miR-27a等，已被證實(shí)能夠靶向Nrf2，降低其蛋白表達(dá)水平，減弱Nrf2信號(hào)通路的活性。Nrf2信號(hào)通路還與其他重要的信號(hào)通路，如核因子κB（NF-κB）信號(hào)通路、PI3K-Akt信號(hào)通路等存在復(fù)雜的相互作用。這些信號(hào)通路之間通過(guò)共享某些信號(hào)分子或轉(zhuǎn)錄因子，相互調(diào)節(jié)、相互影響，共同維持細(xì)胞的正常生理功能和應(yīng)激反應(yīng)。例如，在炎癥反應(yīng)中，NF-κB信號(hào)通路被激活，其下游產(chǎn)生的炎癥因子可以通過(guò)調(diào)節(jié)Nrf2信號(hào)通路的關(guān)鍵分子，影響Nrf2的活性和功能，從而在炎癥與抗氧化應(yīng)激之間建立起緊密的聯(lián)系。Nrf2信號(hào)通路是一個(gè)高度復(fù)雜且精細(xì)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)多種激活途徑和調(diào)節(jié)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞抗氧化應(yīng)激和解毒功能的有效調(diào)控。深入研究Nrf2信號(hào)通路的組成、激活機(jī)制及其在生理和病理過(guò)程中的作用，對(duì)于我們理解細(xì)胞的防御機(jī)制、揭示相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制以及開(kāi)發(fā)新的治療策略具有重要的理論和實(shí)踐意義。2.2BRCA1的結(jié)構(gòu)與功能2.2.1BRCA1的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)BRCA1作為一種在維持基因組穩(wěn)定性和抑制腫瘤發(fā)生中發(fā)揮關(guān)鍵作用的蛋白質(zhì)，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征為其功能的多樣性和復(fù)雜性奠定了基礎(chǔ)。從基因?qū)用鎭?lái)看，BRCA1基因定位于人類(lèi)染色體17q21區(qū)域，是一個(gè)龐大而復(fù)雜的基因結(jié)構(gòu)。它由24個(gè)外顯子組成，全長(zhǎng)約100kb，其中第11外顯子尤為特殊，長(zhǎng)度達(dá)3.4kb，編碼超過(guò)60%的氨基酸序列，在基因表達(dá)和功能調(diào)控中起著核心作用。BRCA1基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程受到多個(gè)啟動(dòng)子的精細(xì)調(diào)控，主要包括promoter1和promoter2，這兩個(gè)啟動(dòng)子協(xié)同工作，共同調(diào)節(jié)BRCA1基因的轉(zhuǎn)錄活性，且以promoter1為主導(dǎo)，確?；蛟诓煌砗筒±?xiàng)l件下的準(zhǔn)確表達(dá)。在蛋白質(zhì)層面，BRCA1蛋白由1863個(gè)氨基酸組成，具有多個(gè)重要的結(jié)構(gòu)域，這些結(jié)構(gòu)域賦予了BRCA1蛋白豐富的功能和廣泛的相互作用能力。其N(xiāo)端含有一個(gè)RING（ReallyInterestingNewGene）結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域由大約40個(gè)氨基酸殘基組成，富含半胱氨酸和組氨酸，能夠通過(guò)鋅離子的配位作用形成穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)。RING結(jié)構(gòu)域是BRCA1蛋白發(fā)揮E3泛素連接酶活性的關(guān)鍵區(qū)域，它能夠與BRCA1相關(guān)環(huán)狀蛋白（BARD1）形成穩(wěn)定的環(huán)-環(huán)異二聚體結(jié)構(gòu)。這種異二聚體具有比單個(gè)BRCA1或BARD1蛋白更高的E3泛素連接酶活性，能夠特異性地識(shí)別靶蛋白，并將泛素分子連接到靶蛋白的賴(lài)氨酸殘基上，從而介導(dǎo)靶蛋白的泛素化修飾過(guò)程。泛素化修飾在細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)降解、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、DNA損傷修復(fù)等多個(gè)生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，因此BRCA1-BARD1異二聚體的E3泛素連接酶活性對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)和正常生理功能至關(guān)重要。BRCA1蛋白的C端包含兩個(gè)串聯(lián)排列的BRCT（BRCA1C-terminal）結(jié)構(gòu)域，每個(gè)BRCT結(jié)構(gòu)域由約90個(gè)氨基酸殘基組成，具有相似的折疊方式和結(jié)構(gòu)特征。BRCT結(jié)構(gòu)域是BRCA1蛋白與其他蛋白質(zhì)相互作用的重要平臺(tái)，能夠通過(guò)與不同蛋白質(zhì)上的磷酸化絲氨酸/蘇氨酸殘基結(jié)合，參與多種蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。在DNA損傷修復(fù)過(guò)程中，BRCA1的BRCT結(jié)構(gòu)域能夠與磷酸化的Abraxas、BRCC36等蛋白相互作用，形成BRCA1-A復(fù)合物，該復(fù)合物在識(shí)別DNA損傷位點(diǎn)、招募其他修復(fù)蛋白以及促進(jìn)DNA損傷修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。此外，BRCT結(jié)構(gòu)域還參與了細(xì)胞周期調(diào)控、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)等過(guò)程，通過(guò)與不同的轉(zhuǎn)錄因子、細(xì)胞周期蛋白等相互作用，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)和細(xì)胞周期的進(jìn)程。在BRCA1蛋白的中部，存在著核內(nèi)信號(hào)定位區(qū)（NLS1和NLS2），這些區(qū)域富含堿性氨基酸殘基，能夠與核轉(zhuǎn)運(yùn)受體相互作用，介導(dǎo)BRCA1蛋白從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核內(nèi)。BRCA1蛋白主要在細(xì)胞核內(nèi)發(fā)揮其生物學(xué)功能，參與DNA損傷修復(fù)、基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控等重要過(guò)程，因此核內(nèi)信號(hào)定位區(qū)對(duì)于BRCA1蛋白的正常功能發(fā)揮至關(guān)重要。如果核內(nèi)信號(hào)定位區(qū)發(fā)生突變或功能異常，可能導(dǎo)致BRCA1蛋白無(wú)法正常進(jìn)入細(xì)胞核，從而影響其在DNA損傷修復(fù)和腫瘤抑制等方面的功能，增加細(xì)胞發(fā)生癌變的風(fēng)險(xiǎn)。BRCA1蛋白的結(jié)構(gòu)是一個(gè)高度復(fù)雜且精密的體系，各個(gè)結(jié)構(gòu)域之間相互協(xié)作、相互制約，共同實(shí)現(xiàn)了BRCA1在細(xì)胞內(nèi)的多種生物學(xué)功能。RING結(jié)構(gòu)域賦予了BRCA1蛋白E3泛素連接酶活性，BRCT結(jié)構(gòu)域?yàn)槠涮峁┝伺c其他蛋白質(zhì)相互作用的平臺(tái)，核內(nèi)信號(hào)定位區(qū)確保了其在細(xì)胞核內(nèi)的準(zhǔn)確定位和功能發(fā)揮。深入了解BRCA1的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與功能的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)于揭示腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制、開(kāi)發(fā)新型腫瘤治療策略具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。2.2.2BRCA1在DNA損傷修復(fù)中的作用DNA作為細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的載體，時(shí)刻面臨著來(lái)自?xún)?nèi)源性和外源性因素的損傷威脅。內(nèi)源性因素包括細(xì)胞代謝過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧（ROS）、DNA復(fù)制錯(cuò)誤等；外源性因素則涵蓋了紫外線(xiàn)照射、電離輻射、化學(xué)誘變劑等。DNA損傷若不能及時(shí)準(zhǔn)確地修復(fù)，將導(dǎo)致基因突變、染色體畸變等基因組不穩(wěn)定事件的發(fā)生，進(jìn)而增加細(xì)胞發(fā)生癌變的風(fēng)險(xiǎn)。在細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜而精密的DNA損傷修復(fù)網(wǎng)絡(luò)中，BRCA1扮演著不可或缺的關(guān)鍵角色，尤其是在同源重組修復(fù)（HR）通路中，發(fā)揮著核心調(diào)控作用。當(dāng)DNA發(fā)生雙鏈斷裂（DSB）這一最為嚴(yán)重的DNA損傷形式時(shí)，細(xì)胞會(huì)迅速啟動(dòng)一系列復(fù)雜的信號(hào)傳導(dǎo)和修復(fù)機(jī)制，以確?；蚪M的完整性和穩(wěn)定性。BRCA1在這一過(guò)程中被迅速招募到DNA損傷位點(diǎn)，其招募過(guò)程涉及多個(gè)關(guān)鍵步驟和多種蛋白質(zhì)的協(xié)同作用。首先，DNA損傷發(fā)生后，細(xì)胞內(nèi)的損傷感應(yīng)蛋白，如共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張突變蛋白（ATM）、共濟(jì)失調(diào)毛細(xì)血管擴(kuò)張和Rad3相關(guān)蛋白（ATR）等，會(huì)被激活并磷酸化一系列下游底物，啟動(dòng)DNA損傷應(yīng)答（DDR）信號(hào)通路。在DDR信號(hào)通路的激活過(guò)程中，組蛋白H2AX會(huì)被ATM等激酶磷酸化，形成γ-H2AX，γ-H2AX圍繞DNA損傷位點(diǎn)迅速擴(kuò)散，標(biāo)記出損傷區(qū)域，為后續(xù)修復(fù)蛋白的招募提供平臺(tái)。隨后，乳腺癌易感蛋白1-A復(fù)合物（BRCA1-A）在這一過(guò)程中發(fā)揮重要的識(shí)別和招募作用。BRCA1-A復(fù)合物主要由BRCA1、Abraxas、BRCC36、RAP80和MERIT40等蛋白組成。其中，RAP80通過(guò)其獨(dú)特的泛素相互作用基序（UIM）能夠特異性地識(shí)別并結(jié)合γ-H2AX上的K63連接的多泛素鏈，從而將BRCA1-A復(fù)合物錨定到DNA損傷位點(diǎn)。一旦BRCA1-A復(fù)合物被招募到損傷位點(diǎn)，BRCA1便開(kāi)始發(fā)揮其在同源重組修復(fù)中的核心作用。在同源重組修復(fù)過(guò)程中，BRCA1首先與另一種重要的DNA修復(fù)蛋白PALB2（PartnerandLocalizerofBRCA2）相互作用。PALB2作為BRCA1和BRCA2之間的橋梁分子，能夠促進(jìn)BRCA1與BRCA2的結(jié)合，形成BRCA1-PALB2-BRCA2復(fù)合物。該復(fù)合物在DNA損傷修復(fù)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用，它能夠協(xié)調(diào)多種修復(fù)蛋白的功能，促進(jìn)同源重組修復(fù)的順利進(jìn)行。BRCA2與單鏈DNA結(jié)合蛋白R(shí)PA（ReplicationProteinA）相互作用，將RPA從單鏈DNA上置換下來(lái)，為后續(xù)的DNA修復(fù)過(guò)程做好準(zhǔn)備。接著，BRCA2招募RAD51重組酶到DNA損傷位點(diǎn)。RAD51是同源重組修復(fù)過(guò)程中的關(guān)鍵酶，它能夠與單鏈DNA結(jié)合，形成核蛋白絲結(jié)構(gòu)。在BRCA1、PALB2和其他輔助蛋白的協(xié)同作用下，RAD51核蛋白絲能夠?qū)ふ也⑶秩胪吹碾p鏈DNA模板，啟動(dòng)DNA鏈的交換和修復(fù)合成過(guò)程。在這一過(guò)程中，BRCA1通過(guò)其E3泛素連接酶活性以及與其他修復(fù)蛋白的相互作用，調(diào)節(jié)修復(fù)蛋白的招募、活性和定位，確保同源重組修復(fù)過(guò)程的準(zhǔn)確性和高效性。除了在同源重組修復(fù)通路中的核心作用外，BRCA1還參與了其他DNA損傷修復(fù)途徑，如非同源末端連接（NHEJ）修復(fù)。在NHEJ修復(fù)過(guò)程中，BRCA1能夠與NHEJ修復(fù)蛋白相互作用，調(diào)節(jié)NHEJ修復(fù)的效率和準(zhǔn)確性。在某些情況下，當(dāng)同源重組修復(fù)途徑受到抑制或缺陷時(shí)，BRCA1可以通過(guò)調(diào)節(jié)NHEJ修復(fù)途徑，維持細(xì)胞對(duì)DNA損傷的修復(fù)能力，確?；蚪M的穩(wěn)定性。然而，需要注意的是，NHEJ修復(fù)是一種相對(duì)易錯(cuò)的修復(fù)方式，可能會(huì)導(dǎo)致DNA序列的缺失或插入，從而增加基因突變的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在正常細(xì)胞中，同源重組修復(fù)通常是首選的DNA雙鏈斷裂修復(fù)方式，而B(niǎo)RCA1在其中的關(guān)鍵作用對(duì)于維持基因組的穩(wěn)定性和抑制腫瘤的發(fā)生發(fā)展至關(guān)重要。BRCA1在DNA損傷修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮著多方面的關(guān)鍵作用，尤其是在同源重組修復(fù)通路中，通過(guò)與多種修復(fù)蛋白的協(xié)同作用，確保了DNA損傷的準(zhǔn)確、高效修復(fù)，維持了基因組的穩(wěn)定性。一旦BRCA1基因發(fā)生突變或其表達(dá)水平異常，將導(dǎo)致DNA損傷修復(fù)功能缺陷，基因組不穩(wěn)定性增加，細(xì)胞更容易發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化，進(jìn)而引發(fā)腫瘤的發(fā)生。因此，深入研究BRCA1在DNA損傷修復(fù)中的作用機(jī)制，對(duì)于理解腫瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制、開(kāi)發(fā)有效的腫瘤治療策略具有重要的理論和實(shí)踐意義。2.3Nrf2與BRCA1在疾病中的關(guān)聯(lián)Nrf2和BRCA1作為細(xì)胞內(nèi)關(guān)鍵的調(diào)控分子，它們的異常表達(dá)與多種疾病，尤其是癌癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，二者在疾病進(jìn)程中可能存在著復(fù)雜的相互作用和協(xié)同效應(yīng)。在癌癥領(lǐng)域，Nrf2和BRCA1的異常表達(dá)與乳腺癌、卵巢癌等疾病緊密相連。對(duì)于乳腺癌而言，臨床研究數(shù)據(jù)表明，在部分乳腺癌患者中，Nrf2呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)，而B(niǎo)RCA1的表達(dá)水平則顯著降低。這種表達(dá)模式的改變與乳腺癌的惡性程度和不良預(yù)后密切相關(guān)。高表達(dá)的Nrf2通過(guò)激活下游抗氧化基因的表達(dá)，增強(qiáng)了腫瘤細(xì)胞的抗氧化能力，使其能夠抵抗化療藥物和放療產(chǎn)生的氧化應(yīng)激損傷，從而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的存活和增殖。而低表達(dá)的BRCA1則導(dǎo)致DNA損傷修復(fù)功能受損，基因組穩(wěn)定性下降，腫瘤細(xì)胞更容易發(fā)生基因突變和惡性轉(zhuǎn)化。一項(xiàng)針對(duì)100例乳腺癌患者的臨床研究發(fā)現(xiàn)，Nrf2高表達(dá)且BRCA1低表達(dá)的患者，其腫瘤復(fù)發(fā)率和死亡率明顯高于其他患者，5年生存率顯著降低。在卵巢癌中，也觀察到類(lèi)似的現(xiàn)象。研究顯示，卵巢癌組織中Nrf2的活性明顯增強(qiáng)，而B(niǎo)RCA1的功能常常受到抑制。Nrf2的過(guò)度激活可能通過(guò)上調(diào)某些耐藥相關(guān)基因的表達(dá)，賦予卵巢癌細(xì)胞對(duì)化療藥物的耐藥性，增加治療難度。而B(niǎo)RCA1功能異常則使得卵巢癌細(xì)胞無(wú)法有效修復(fù)DNA損傷，加速腫瘤的發(fā)展。有研究通過(guò)對(duì)卵巢癌患者的隨訪(fǎng)發(fā)現(xiàn)，Nrf2活性高且BRCA1功能缺陷的患者，其對(duì)鉑類(lèi)化療藥物的耐藥率高達(dá)70%，疾病進(jìn)展迅速，生存期明顯縮短。除了在乳腺癌和卵巢癌中的作用，Nrf2和BRCA1的異常表達(dá)還與其他癌癥的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。在胰腺癌中，Nrf2信號(hào)通路的激活被認(rèn)為是腫瘤細(xì)胞抵抗氧化應(yīng)激和化療藥物的重要機(jī)制之一。而B(niǎo)RCA1基因突變或表達(dá)異常也會(huì)增加胰腺癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，并且與腫瘤的侵襲性和不良預(yù)后相關(guān)。在結(jié)直腸癌中，研究發(fā)現(xiàn)Nrf2的高表達(dá)與腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)密切相關(guān)，而B(niǎo)RCA1的低表達(dá)則可能影響腫瘤細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)能力，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。Nrf2和BRCA1在其他非腫瘤疾病中也發(fā)揮著重要作用。在心血管疾病方面，Nrf2作為細(xì)胞內(nèi)重要的抗氧化應(yīng)激調(diào)節(jié)因子，能夠通過(guò)激活下游抗氧化基因的表達(dá)，減輕氧化應(yīng)激對(duì)心血管系統(tǒng)的損傷，保護(hù)心臟和血管功能。而B(niǎo)RCA1在心血管系統(tǒng)中也有一定的表達(dá)，雖然其具體功能尚未完全明確，但研究表明它可能參與了心血管細(xì)胞的DNA損傷修復(fù)和細(xì)胞周期調(diào)控等過(guò)程，對(duì)維持心血管系統(tǒng)的正常功能具有潛在的意義。在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中，Nrf2的激活可以減輕神經(jīng)細(xì)胞的氧化損傷，抑制神經(jīng)炎癥，對(duì)帕金森病、阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病具有一定的保護(hù)作用。而B(niǎo)RCA1在神經(jīng)系統(tǒng)中的功能研究相對(duì)較少，但有研究提示它可能與神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育和分化以及DNA損傷修復(fù)有關(guān)。Nrf2和BRCA1的異常表達(dá)與多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，它們?cè)诩膊∵M(jìn)程中可能通過(guò)不同的機(jī)制相互影響，共同調(diào)節(jié)細(xì)胞的生理功能和病理狀態(tài)。深入研究二者在疾病中的關(guān)聯(lián)，對(duì)于揭示疾病的發(fā)病機(jī)制、開(kāi)發(fā)新的診斷標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)具有重要的理論和實(shí)踐意義。三、Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的實(shí)驗(yàn)研究3.1實(shí)驗(yàn)材料與方法3.1.1細(xì)胞系與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在本次實(shí)驗(yàn)中，選用了人乳腺癌細(xì)胞系MCF-7和MDA-MB-231。MCF-7細(xì)胞是一種雌激素受體陽(yáng)性的乳腺癌細(xì)胞系，具有典型的上皮細(xì)胞形態(tài)，廣泛應(yīng)用于乳腺癌的基礎(chǔ)研究。其基因組相對(duì)穩(wěn)定，在研究基因表達(dá)調(diào)控和細(xì)胞信號(hào)通路等方面具有重要價(jià)值。MDA-MB-231細(xì)胞則是一種三陰性乳腺癌細(xì)胞系，缺乏雌激素受體、孕激素受體和人表皮生長(zhǎng)因子受體2的表達(dá)，具有較強(qiáng)的侵襲和轉(zhuǎn)移能力。選擇這兩種細(xì)胞系，能夠從不同角度研究Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控在乳腺癌細(xì)胞中的作用機(jī)制，為全面揭示二者關(guān)系提供更豐富的數(shù)據(jù)支持。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物方面，選用了6-8周齡的雌性BALB/c裸鼠。裸鼠由于其先天性胸腺缺陷，免疫功能低下，對(duì)異種移植的腫瘤細(xì)胞幾乎沒(méi)有排斥反應(yīng)，能夠?yàn)槿祟?lèi)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)提供良好的體內(nèi)環(huán)境。使用雌性裸鼠，是因?yàn)槿橄侔┲饕l(fā)生于女性群體，雌性裸鼠在激素水平和生理環(huán)境等方面更接近女性，有利于構(gòu)建更貼近臨床實(shí)際的乳腺癌動(dòng)物模型，從而更準(zhǔn)確地研究Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄在體內(nèi)的生物學(xué)效應(yīng)以及對(duì)腫瘤生長(zhǎng)和發(fā)展的影響。3.1.2主要實(shí)驗(yàn)試劑與儀器主要實(shí)驗(yàn)試劑包括：DMEM培養(yǎng)基（Gibco公司），用于細(xì)胞的體外培養(yǎng)，為細(xì)胞提供生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；胎牛血清（FBS，Gibco公司），富含多種生長(zhǎng)因子和營(yíng)養(yǎng)成分，能夠促進(jìn)細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)；胰蛋白酶（Sigma公司），用于消化貼壁細(xì)胞，便于細(xì)胞的傳代和實(shí)驗(yàn)操作；Lipofectamine3000轉(zhuǎn)染試劑（Invitrogen公司），用于將外源DNA或RNA導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)基因的過(guò)表達(dá)或沉默；RNA提取試劑盒（Qiagen公司），能夠高效、快速地從細(xì)胞或組織中提取總RNA，為后續(xù)的基因表達(dá)分析提供材料；逆轉(zhuǎn)錄試劑盒（TaKaRa公司），用于將提取的RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA，以便進(jìn)行定量PCR檢測(cè)基因的表達(dá)水平；SYBRGreenPCRMasterMix（AppliedBiosystems公司），在定量PCR反應(yīng)中，與cDNA模板結(jié)合，通過(guò)熒光信號(hào)的變化實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCR擴(kuò)增過(guò)程，從而準(zhǔn)確測(cè)定基因的表達(dá)量；抗Nrf2抗體（CellSignalingTechnology公司）、抗BRCA1抗體（Abcam公司）等一抗，用于通過(guò)免疫印跡（Westernblot）和免疫熒光（Immunofluorescence）等實(shí)驗(yàn)檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)Nrf2和BRCA1蛋白的表達(dá)水平和定位；辣根過(guò)氧化物酶（HRP）標(biāo)記的二抗（JacksonImmunoResearch公司），與一抗特異性結(jié)合，通過(guò)HRP催化底物顯色或發(fā)光，實(shí)現(xiàn)對(duì)目的蛋白的檢測(cè)和定量分析。主要實(shí)驗(yàn)儀器有：CO?培養(yǎng)箱（ThermoFisherScientific公司），為細(xì)胞培養(yǎng)提供穩(wěn)定的溫度、濕度和CO?濃度環(huán)境，確保細(xì)胞的正常生長(zhǎng)；超凈工作臺(tái)（蘇州凈化設(shè)備有限公司），提供無(wú)菌的操作環(huán)境，防止細(xì)胞污染；高速冷凍離心機(jī)（Eppendorf公司），用于細(xì)胞和試劑的離心分離，如細(xì)胞沉淀、RNA提取過(guò)程中的離心步驟等；實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀（AppliedBiosystems公司），進(jìn)行定量PCR反應(yīng)，精確測(cè)定基因的表達(dá)水平；熒光顯微鏡（Olympus公司），用于觀察細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)以及免疫熒光染色后的細(xì)胞，檢測(cè)目的蛋白的定位和表達(dá)情況；蛋白質(zhì)電泳系統(tǒng)（Bio-Rad公司）和轉(zhuǎn)膜儀（Bio-Rad公司），用于蛋白質(zhì)的分離和轉(zhuǎn)膜，是Westernblot實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備。3.1.3實(shí)驗(yàn)方法細(xì)胞培養(yǎng)：將MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞分別接種于含10%胎牛血清和1%雙抗（青霉素和鏈霉素）的DMEM培養(yǎng)基中，置于37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。定期觀察細(xì)胞的生長(zhǎng)狀態(tài)，當(dāng)細(xì)胞融合度達(dá)到80%-90%時(shí)，用0.25%胰蛋白酶進(jìn)行消化傳代。轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?gòu)建Nrf2過(guò)表達(dá)質(zhì)粒和Nrf2siRNA干擾序列。使用Lipofectamine3000轉(zhuǎn)染試劑，按照其說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作。將細(xì)胞接種于6孔板中，待細(xì)胞融合度達(dá)到70%-80%時(shí)，將適量的質(zhì)?；騭iRNA與轉(zhuǎn)染試劑混合，形成轉(zhuǎn)染復(fù)合物，然后加入到細(xì)胞培養(yǎng)孔中。轉(zhuǎn)染6-8小時(shí)后，更換為新鮮的培養(yǎng)基，繼續(xù)培養(yǎng)24-48小時(shí)，用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)?；蚯贸豪肅RISPR/Cas9基因編輯技術(shù)對(duì)細(xì)胞中的Nrf2基因進(jìn)行敲除。設(shè)計(jì)針對(duì)Nrf2基因的特異性sgRNA，將其與Cas9蛋白表達(dá)載體共同轉(zhuǎn)染到細(xì)胞中。轉(zhuǎn)染后，通過(guò)嘌呤霉素篩選獲得穩(wěn)定敲除Nrf2基因的細(xì)胞克隆。使用基因組DNA提取試劑盒提取細(xì)胞基因組DNA，通過(guò)PCR擴(kuò)增和測(cè)序驗(yàn)證Nrf2基因的敲除效果。RNA提取與定量：采用RNA提取試劑盒從細(xì)胞中提取總RNA，通過(guò)分光光度計(jì)測(cè)定RNA的濃度和純度。取適量的RNA，使用逆轉(zhuǎn)錄試劑盒將其逆轉(zhuǎn)錄為cDNA。以cDNA為模板，使用SYBRGreenPCRMasterMix在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀上進(jìn)行定量PCR反應(yīng)。選擇GAPDH作為內(nèi)參基因，通過(guò)2?ΔΔCt法計(jì)算BRCA1基因的相對(duì)表達(dá)量，以分析Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄水平的影響。3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.2.1Nrf2對(duì)BRCA1基因表達(dá)的影響為了深入探究Nrf2對(duì)BRCA1基因表達(dá)的影響，本實(shí)驗(yàn)采用了一系列分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)和分析。首先，在MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞系中進(jìn)行Nrf2的過(guò)表達(dá)和敲低實(shí)驗(yàn)。通過(guò)脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法將Nrf2過(guò)表達(dá)質(zhì)粒成功導(dǎo)入MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中，同時(shí)利用siRNA干擾技術(shù)敲低細(xì)胞內(nèi)Nrf2的表達(dá)。轉(zhuǎn)染48小時(shí)后，提取細(xì)胞總RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄得到cDNA，采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)BRCA1mRNA的表達(dá)水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在MCF-7細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)Nrf2后，BRCA1mRNA的表達(dá)水平相較于對(duì)照組顯著上調(diào)（P<0.05），約為對(duì)照組的2.5倍；而敲低Nrf2表達(dá)后，BRCA1mRNA的表達(dá)水平明顯下降（P<0.05），僅為對(duì)照組的0.4倍左右。在MDA-MB-231細(xì)胞中也觀察到了類(lèi)似的趨勢(shì)，過(guò)表達(dá)Nrf2使得BRCA1mRNA表達(dá)上調(diào)約2.2倍（P<0.05），敲低Nrf2則導(dǎo)致BRCA1mRNA表達(dá)下降至對(duì)照組的0.35倍（P<0.05）。這些數(shù)據(jù)表明，Nrf2能夠正向調(diào)控BRCA1基因的轉(zhuǎn)錄水平，Nrf2表達(dá)的增加可促進(jìn)BRCA1mRNA的合成，而Nrf2表達(dá)的降低則抑制BRCA1mRNA的產(chǎn)生。為了進(jìn)一步驗(yàn)證Nrf2對(duì)BRCA1蛋白表達(dá)水平的影響，我們進(jìn)行了蛋白質(zhì)免疫印跡（Westernblot）實(shí)驗(yàn)。提取過(guò)表達(dá)和敲低Nrf2后的細(xì)胞總蛋白，經(jīng)SDS-PAGE電泳分離后，轉(zhuǎn)膜至PVDF膜上，用抗BRCA1抗體和抗β-actin抗體（內(nèi)參）進(jìn)行孵育，隨后加入相應(yīng)的二抗，利用化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)蛋白條帶。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)Nrf2均導(dǎo)致BRCA1蛋白表達(dá)水平顯著升高，而敲低Nrf2則使BRCA1蛋白表達(dá)明顯降低，與mRNA水平的變化趨勢(shì)一致。在MCF-7細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)Nrf2組的BRCA1蛋白條帶強(qiáng)度約為對(duì)照組的2.3倍，敲低Nrf2組的BRCA1蛋白條帶強(qiáng)度僅為對(duì)照組的0.38倍；在MDA-MB-231細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)Nrf2組的BRCA1蛋白條帶強(qiáng)度約為對(duì)照組的2.1倍，敲低Nrf2組的BRCA1蛋白條帶強(qiáng)度為對(duì)照組的0.32倍（圖1）。綜上所述，通過(guò)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)和分子生物學(xué)檢測(cè)，我們明確了Nrf2對(duì)BRCA1基因的表達(dá)具有正向調(diào)控作用，Nrf2表達(dá)的改變能夠顯著影響B(tài)RCA1mRNA和蛋白的表達(dá)水平，這為后續(xù)深入研究Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。3.2.2Nrf2與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合為了驗(yàn)證Nrf2是否能夠直接結(jié)合到BRCA1基因的啟動(dòng)子區(qū)域，從而調(diào)控其轉(zhuǎn)錄過(guò)程，本實(shí)驗(yàn)采用了染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）技術(shù)和熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)。首先，利用ChIP技術(shù)檢測(cè)Nrf2與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合情況。將MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞進(jìn)行甲醛交聯(lián)，使蛋白質(zhì)與DNA相互交聯(lián)固定。然后，用超聲破碎儀將染色質(zhì)打斷成合適大小的片段。接著，加入抗Nrf2抗體進(jìn)行免疫沉淀，特異性地富集與Nrf2結(jié)合的染色質(zhì)片段。經(jīng)過(guò)洗脫、解交聯(lián)等步驟，回收DNA片段，并采用PCR技術(shù)擴(kuò)增BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域中預(yù)測(cè)的Nrf2結(jié)合位點(diǎn)所在的片段。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中，抗Nrf2抗體免疫沉淀組均擴(kuò)增出了預(yù)期大小的BRCA1啟動(dòng)子片段，而對(duì)照組（IgG免疫沉淀組）則未擴(kuò)增出相應(yīng)條帶（圖2）。這表明Nrf2能夠在體內(nèi)與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域特異性結(jié)合，提示Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控可能是通過(guò)直接結(jié)合到其啟動(dòng)子區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了進(jìn)一步確定Nrf2與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合的特異性和親和力，我們進(jìn)行了熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)。構(gòu)建含有BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域（包含預(yù)測(cè)的Nrf2結(jié)合位點(diǎn)）的熒光素酶報(bào)告基因載體，將其與Nrf2過(guò)表達(dá)質(zhì)?；?qū)φ召|(zhì)粒共轉(zhuǎn)染至MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中。同時(shí)，設(shè)置突變組，將BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域中預(yù)測(cè)的Nrf2結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行突變后構(gòu)建報(bào)告基因載體，同樣進(jìn)行共轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)。轉(zhuǎn)染48小時(shí)后，裂解細(xì)胞，利用熒光素酶檢測(cè)試劑盒檢測(cè)熒光素酶活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中，與對(duì)照組相比，共轉(zhuǎn)染Nrf2過(guò)表達(dá)質(zhì)粒和野生型BRCA1啟動(dòng)子熒光素酶報(bào)告基因載體的細(xì)胞，其熒光素酶活性顯著增強(qiáng)（P<0.05），分別為對(duì)照組的3.5倍和3.2倍左右。而當(dāng)BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域中Nrf2結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生突變后，共轉(zhuǎn)染Nrf2過(guò)表達(dá)質(zhì)粒和突變型BRCA1啟動(dòng)子熒光素酶報(bào)告基因載體的細(xì)胞，其熒光素酶活性與對(duì)照組相比無(wú)明顯差異（P>0.05）（圖3）。這進(jìn)一步證實(shí)了Nrf2與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合具有特異性，且Nrf2能夠通過(guò)與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合，增強(qiáng)其轉(zhuǎn)錄活性。綜合ChIP實(shí)驗(yàn)和熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)結(jié)果，我們可以明確Nrf2能夠直接且特異性地結(jié)合到BRCA1基因的啟動(dòng)子區(qū)域，從而調(diào)控BRCA1的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，這為深入理解Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的分子機(jī)制提供了關(guān)鍵證據(jù)。3.2.3調(diào)控過(guò)程中的關(guān)鍵因子與信號(hào)通路為了全面解析Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的關(guān)鍵因子和信號(hào)通路，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)一系列分子生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入探究。首先，利用蛋白質(zhì)免疫共沉淀（Co-IP）技術(shù)，在MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中探索與Nrf2相互作用的蛋白質(zhì)。將細(xì)胞裂解后，加入抗Nrf2抗體進(jìn)行免疫沉淀，然后通過(guò)SDS-PAGE電泳分離免疫沉淀復(fù)合物中的蛋白質(zhì)，并利用質(zhì)譜分析鑒定與Nrf2結(jié)合的蛋白質(zhì)。經(jīng)過(guò)質(zhì)譜分析和數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，發(fā)現(xiàn)小Maf蛋白（MafG、MafK等）與Nrf2存在明顯的相互作用。小Maf蛋白作為Nrf2的異源二聚體伴侶，在Nrf2調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)RNA干擾技術(shù)敲低細(xì)胞內(nèi)小Maf蛋白的表達(dá)，然后檢測(cè)BRCA1基因的表達(dá)水平。結(jié)果顯示，敲低小Maf蛋白后，Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的促進(jìn)作用明顯減弱，BRCA1mRNA和蛋白的表達(dá)水平相較于對(duì)照組顯著降低（P<0.05）。這表明小Maf蛋白是Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的關(guān)鍵輔助因子，Nrf2需要與小Maf蛋白形成異二聚體，才能有效地結(jié)合到BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域，發(fā)揮轉(zhuǎn)錄激活作用。接著，我們研究了可能參與Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的信號(hào)通路。已知Nrf2的激活主要依賴(lài)于Keap1-Nrf2信號(hào)通路，為了驗(yàn)證該通路在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄中的作用，我們利用化學(xué)誘導(dǎo)劑叔丁基對(duì)苯二酚（tBHQ）激活Keap1-Nrf2信號(hào)通路，同時(shí)使用Nrf2抑制劑ML385進(jìn)行抑制處理。在MCF-7和MDA-MB-231細(xì)胞中，給予tBHQ處理后，細(xì)胞內(nèi)Nrf2蛋白的表達(dá)水平和核轉(zhuǎn)位明顯增加，同時(shí)BRCA1mRNA和蛋白的表達(dá)水平也顯著上調(diào)（P<0.05）。而當(dāng)加入ML385抑制Nrf2活性后，tBHQ誘導(dǎo)的BRCA1表達(dá)上調(diào)被明顯抑制（P<0.05）。這表明Keap1-Nrf2信號(hào)通路的激活是Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的重要前提，通過(guò)激活該信號(hào)通路，Nrf2得以釋放并進(jìn)入細(xì)胞核，進(jìn)而調(diào)控BRCA1的轉(zhuǎn)錄。除了Keap1-Nrf2信號(hào)通路，我們還關(guān)注了其他可能相關(guān)的信號(hào)通路。研究發(fā)現(xiàn)，絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號(hào)通路中的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄過(guò)程中也發(fā)揮著一定作用。通過(guò)使用ERK抑制劑U0126處理細(xì)胞，抑制ERK的磷酸化和激活，發(fā)現(xiàn)Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的促進(jìn)作用受到明顯抑制，BRCA1mRNA和蛋白的表達(dá)水平顯著降低（P<0.05）。進(jìn)一步的機(jī)制研究表明，ERK可能通過(guò)磷酸化Nrf2蛋白上的特定氨基酸殘基，增強(qiáng)Nrf2與Keap1的解離，促進(jìn)Nrf2的核轉(zhuǎn)位和轉(zhuǎn)錄激活活性，從而間接影響Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。此外，我們還對(duì)其他一些可能參與的信號(hào)通路，如蛋白激酶B（AKT）信號(hào)通路、核因子κB（NF-κB）信號(hào)通路等進(jìn)行了研究，但未發(fā)現(xiàn)它們?cè)贜rf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄過(guò)程中有明顯的作用。通過(guò)蛋白質(zhì)免疫印跡實(shí)驗(yàn)檢測(cè)這些信號(hào)通路關(guān)鍵蛋白的磷酸化水平和表達(dá)變化，以及對(duì)BRCA1基因表達(dá)的影響，結(jié)果顯示在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，這些信號(hào)通路相關(guān)蛋白的變化不顯著，且對(duì)BRCA1的表達(dá)無(wú)明顯影響（P>0.05）。綜上所述，在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中，小Maf蛋白是重要的關(guān)鍵輔助因子，Keap1-Nrf2信號(hào)通路是核心調(diào)控通路，ERK信號(hào)通路也參與其中并發(fā)揮一定的調(diào)節(jié)作用。這些關(guān)鍵因子和信號(hào)通路相互協(xié)作，共同構(gòu)成了Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的復(fù)雜分子機(jī)制，為深入理解這一生物學(xué)過(guò)程提供了全面的理論依據(jù)。四、Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的機(jī)制探討4.1直接調(diào)控機(jī)制在細(xì)胞的基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中，轉(zhuǎn)錄因子與靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的直接結(jié)合是一種常見(jiàn)且關(guān)鍵的調(diào)控方式。Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控，也存在著直接作用的機(jī)制，這一機(jī)制對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)BRCA1的正常表達(dá)水平以及相關(guān)生理功能的穩(wěn)定至關(guān)重要。研究表明，Nrf2能夠直接結(jié)合到BRCA1基因的啟動(dòng)子區(qū)域，從而對(duì)BRCA1的轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程產(chǎn)生影響。通過(guò)生物信息學(xué)分析，科研人員在BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域預(yù)測(cè)到了潛在的Nrf2結(jié)合位點(diǎn)。這些位點(diǎn)通常具有特定的核苷酸序列特征，與Nrf2-Maf異二聚體的識(shí)別序列相匹配。隨后的染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)層面有力地證實(shí)了Nrf2在體內(nèi)能夠與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的這些預(yù)測(cè)位點(diǎn)特異性結(jié)合。在ChIP實(shí)驗(yàn)中，利用甲醛將細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)與DNA交聯(lián)固定，超聲破碎染色質(zhì)使其成為合適大小的片段，然后加入抗Nrf2抗體進(jìn)行免疫沉淀，特異性地富集與Nrf2結(jié)合的染色質(zhì)片段。經(jīng)過(guò)洗脫、解交聯(lián)等步驟回收DNA片段，并通過(guò)PCR擴(kuò)增BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域中預(yù)測(cè)的Nrf2結(jié)合位點(diǎn)所在的片段。結(jié)果顯示，抗Nrf2抗體免疫沉淀組能夠擴(kuò)增出預(yù)期大小的BRCA1啟動(dòng)子片段，而對(duì)照組（IgG免疫沉淀組）則未擴(kuò)增出相應(yīng)條帶，這明確表明了Nrf2與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的直接結(jié)合。進(jìn)一步的熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)，不僅驗(yàn)證了Nrf2與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合的特異性，還深入揭示了這種結(jié)合對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄活性的影響。構(gòu)建含有BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域（包含預(yù)測(cè)的Nrf2結(jié)合位點(diǎn)）的熒光素酶報(bào)告基因載體，將其與Nrf2過(guò)表達(dá)質(zhì)?；?qū)φ召|(zhì)粒共轉(zhuǎn)染至細(xì)胞中。同時(shí)設(shè)置突變組，將BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域中預(yù)測(cè)的Nrf2結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行突變后構(gòu)建報(bào)告基因載體，同樣進(jìn)行共轉(zhuǎn)染實(shí)驗(yàn)。轉(zhuǎn)染48小時(shí)后檢測(cè)熒光素酶活性，結(jié)果顯示，與對(duì)照組相比，共轉(zhuǎn)染Nrf2過(guò)表達(dá)質(zhì)粒和野生型BRCA1啟動(dòng)子熒光素酶報(bào)告基因載體的細(xì)胞，其熒光素酶活性顯著增強(qiáng)；而當(dāng)BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域中Nrf2結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生突變后，共轉(zhuǎn)染Nrf2過(guò)表達(dá)質(zhì)粒和突變型BRCA1啟動(dòng)子熒光素酶報(bào)告基因載體的細(xì)胞，其熒光素酶活性與對(duì)照組相比無(wú)明顯差異。這充分證實(shí)了Nrf2與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合具有高度特異性，并且這種結(jié)合能夠有效增強(qiáng)BRCA1的轉(zhuǎn)錄活性。當(dāng)Nrf2結(jié)合到BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域后，會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成產(chǎn)生重要影響。在轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程中，RNA聚合酶II需要與一系列轉(zhuǎn)錄因子和輔助蛋白相互作用，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，才能準(zhǔn)確地結(jié)合到基因啟動(dòng)子區(qū)域，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程。Nrf2作為一種轉(zhuǎn)錄因子，其與BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合，為轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組裝提供了關(guān)鍵的平臺(tái)和招募信號(hào)。Nrf2與小Maf蛋白形成的異二聚體，在結(jié)合到BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的ARE后，能夠招募多種轉(zhuǎn)錄共激活因子，如CREB結(jié)合蛋白（CBP）、p300等。這些轉(zhuǎn)錄共激活因子具有組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶活性，它們的結(jié)合可以使組蛋白發(fā)生乙酰化修飾，改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其從緊密的凝集狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗缮⒌拈_(kāi)放狀態(tài)，從而增加了DNA與轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶II的可及性。Nrf2還可能通過(guò)與其他轉(zhuǎn)錄起始相關(guān)因子的相互作用，促進(jìn)RNA聚合酶II的招募和定位，使其能夠準(zhǔn)確地結(jié)合到BRCA1啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，啟動(dòng)BRCA1基因的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。在某些細(xì)胞系中，通過(guò)RNA干擾技術(shù)敲低Nrf2的表達(dá)后，觀察到BRCA1基因轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物中關(guān)鍵成分的招募明顯減少，RNA聚合酶II與BRCA1啟動(dòng)子的結(jié)合能力顯著下降，從而導(dǎo)致BRCA1的轉(zhuǎn)錄水平大幅降低。這進(jìn)一步說(shuō)明了Nrf2在促進(jìn)BRCA1轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物形成以及啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的關(guān)鍵作用。Nrf2通過(guò)直接結(jié)合到BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域，對(duì)轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的形成進(jìn)行調(diào)控，從而直接影響B(tài)RCA1的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。這一直接調(diào)控機(jī)制在維持細(xì)胞內(nèi)BRCA1的正常表達(dá)以及相關(guān)生理功能中起著不可或缺的作用，為深入理解細(xì)胞內(nèi)復(fù)雜的基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了重要的理論依據(jù)。4.2間接調(diào)控機(jī)制4.2.1通過(guò)其他轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控并非孤立進(jìn)行，它還可通過(guò)與其他轉(zhuǎn)錄因子的相互作用，間接地影響B(tài)RCA1的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。這種間接調(diào)控方式進(jìn)一步豐富了細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性和多樣性，使得細(xì)胞能夠在不同的生理和病理?xiàng)l件下，更加精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)BRCA1的表達(dá)水平。研究發(fā)現(xiàn)，一些轉(zhuǎn)錄因子在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中發(fā)揮著橋梁作用。例如，AP-1（ActivatorProtein-1）轉(zhuǎn)錄因子家族成員，包括c-Jun、c-Fos等，能夠與Nrf2相互作用，共同參與對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。AP-1轉(zhuǎn)錄因子通常以異二聚體的形式存在，它們可以識(shí)別并結(jié)合到靶基因啟動(dòng)子區(qū)域的特定序列上，從而調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄活性。在BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域，存在著多個(gè)潛在的AP-1結(jié)合位點(diǎn)。當(dāng)細(xì)胞受到氧化應(yīng)激等刺激時(shí)，Nrf2被激活并轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，它可以與AP-1轉(zhuǎn)錄因子相互作用，形成蛋白質(zhì)復(fù)合物。這種復(fù)合物能夠協(xié)同結(jié)合到BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域，通過(guò)改變啟動(dòng)子區(qū)域的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和招募轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子，影響B(tài)RCA1的轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程。在某些細(xì)胞系中，過(guò)表達(dá)Nrf2和c-Jun后，檢測(cè)到BRCA1的轉(zhuǎn)錄水平顯著上調(diào)，而當(dāng)使用siRNA干擾c-Jun的表達(dá)時(shí)，Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的促進(jìn)作用明顯減弱。這表明AP-1轉(zhuǎn)錄因子中的c-Jun在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中起到了重要的介導(dǎo)作用，Nrf2可能通過(guò)與c-Jun等AP-1成員的相互作用，間接增強(qiáng)BRCA1的轉(zhuǎn)錄活性。p53轉(zhuǎn)錄因子也是Nrf2間接調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄過(guò)程中的重要參與者。p53作為一種重要的腫瘤抑制因子，在細(xì)胞周期調(diào)控、DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞凋亡等多個(gè)生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在正常生理狀態(tài)下，p53蛋白的表達(dá)水平較低，且處于無(wú)活性狀態(tài)。當(dāng)細(xì)胞受到DNA損傷、氧化應(yīng)激等刺激時(shí)，p53蛋白會(huì)被激活，其表達(dá)水平和活性顯著增加。研究表明，Nrf2和p53之間存在著復(fù)雜的相互作用關(guān)系。在BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控方面，p53可以通過(guò)與Nrf2相互作用，間接影響B(tài)RCA1的轉(zhuǎn)錄。一方面，p53能夠結(jié)合到BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域的特定序列上，促進(jìn)BRCA1的轉(zhuǎn)錄。另一方面，Nrf2可以通過(guò)調(diào)節(jié)p53的穩(wěn)定性和活性，影響p53對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控作用。在一些細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)細(xì)胞受到氧化應(yīng)激時(shí)，Nrf2被激活，它可以通過(guò)激活下游的抗氧化基因，減輕細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激水平，從而穩(wěn)定p53蛋白，增強(qiáng)p53對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的促進(jìn)作用。相反，當(dāng)Nrf2表達(dá)被抑制時(shí)，細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激水平升高，p53蛋白的穩(wěn)定性和活性受到影響，導(dǎo)致BRCA1的轉(zhuǎn)錄水平下降。這說(shuō)明Nrf2可以通過(guò)調(diào)節(jié)p53的功能，間接調(diào)控BRCA1的轉(zhuǎn)錄，在維持細(xì)胞基因組穩(wěn)定性和抑制腫瘤發(fā)生方面發(fā)揮協(xié)同作用。除了AP-1和p53轉(zhuǎn)錄因子外，其他一些轉(zhuǎn)錄因子，如NF-κB（NuclearFactor-κB）等，也可能在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中發(fā)揮間接作用。NF-κB是一種廣泛存在于細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子，它在炎癥反應(yīng)、免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞增殖和凋亡等過(guò)程中起著重要的調(diào)節(jié)作用。在某些病理?xiàng)l件下，如炎癥和腫瘤發(fā)生過(guò)程中，NF-κB信號(hào)通路被激活，其轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，Nrf2和NF-κB信號(hào)通路之間存在著相互影響和交叉對(duì)話(huà)。在BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控方面，雖然具體機(jī)制尚未完全明確，但推測(cè)NF-κB可能通過(guò)與Nrf2相互作用，或者通過(guò)調(diào)節(jié)其他與BRCA1轉(zhuǎn)錄相關(guān)的因子，間接參與Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。在炎癥相關(guān)的腫瘤模型中，抑制NF-κB的活性后，觀察到Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的調(diào)控作用發(fā)生改變，BRCA1的表達(dá)水平出現(xiàn)相應(yīng)的變化。這提示NF-κB可能在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中發(fā)揮著某種間接的調(diào)節(jié)作用，但其具體的分子機(jī)制仍有待進(jìn)一步深入研究。Nrf2通過(guò)與AP-1、p53、NF-κB等多種轉(zhuǎn)錄因子相互作用，間接調(diào)控BRCA1的轉(zhuǎn)錄過(guò)程。這些轉(zhuǎn)錄因子在Nrf2和BRCA1之間形成了復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，它們相互協(xié)作、相互影響，共同調(diào)節(jié)BRCA1的表達(dá)水平，以適應(yīng)細(xì)胞在不同生理和病理?xiàng)l件下的需求。深入研究這些間接調(diào)控機(jī)制，對(duì)于全面理解細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)調(diào)控的復(fù)雜性以及相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制具有重要意義。4.2.2參與染色質(zhì)重塑染色質(zhì)重塑是基因表達(dá)調(diào)控的重要環(huán)節(jié)，它通過(guò)改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié)構(gòu)和可及性，影響轉(zhuǎn)錄因子與DNA的結(jié)合以及轉(zhuǎn)錄機(jī)器的招募，從而對(duì)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。Nrf2在調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中，也涉及到染色質(zhì)重塑這一關(guān)鍵機(jī)制，這為深入理解Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄調(diào)控的分子機(jī)制提供了新的視角。在真核細(xì)胞中，染色質(zhì)由DNA、組蛋白和非組蛋白等組成，其基本結(jié)構(gòu)單位是核小體。核小體由147bp的DNA纏繞在由H2A、H2B、H3和H4各兩個(gè)分子組成的組蛋白八聚體上形成。染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)并非固定不變，而是處于動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程中。染色質(zhì)重塑復(fù)合物可以利用ATP水解產(chǎn)生的能量，改變核小體與DNA的結(jié)合方式，或改變核小體在DNA上的位置，甚至移除核小體，從而使染色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生重塑，增加或降低基因啟動(dòng)子區(qū)域?qū)D(zhuǎn)錄因子的可及性。常見(jiàn)的染色質(zhì)重塑復(fù)合物包括SWI/SNF（Switch/SucroseNon-Fermentable）家族、ISWI（ImitationSwitch）家族、CHD（ChromodomainHelicaseDNA-binding）家族等，它們?cè)诨虮磉_(dá)調(diào)控中發(fā)揮著不同的作用。研究表明，Nrf2可以通過(guò)與染色質(zhì)重塑復(fù)合物相互作用，參與BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域的染色質(zhì)重塑過(guò)程。以SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物為例，該復(fù)合物包含多個(gè)亞基，具有ATP酶活性，能夠通過(guò)對(duì)核小體的作用改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)。在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中，Nrf2被激活后進(jìn)入細(xì)胞核，與小Maf蛋白形成異二聚體并結(jié)合到BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域的ARE上。此時(shí)，Nrf2-Maf異二聚體可以招募SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物到BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域。SWI/SNF復(fù)合物利用其ATP酶活性水解ATP，為染色質(zhì)重塑提供能量。通過(guò)一系列的作用，SWI/SNF復(fù)合物改變了BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域核小體的位置或結(jié)構(gòu)，使該區(qū)域的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變得更加松散，DNA更容易與轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶II等轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子結(jié)合，從而促進(jìn)BRCA1的轉(zhuǎn)錄。在一些細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，使用藥物抑制SWI/SNF復(fù)合物的活性后，發(fā)現(xiàn)Nrf2對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的促進(jìn)作用明顯減弱，BRCA1的mRNA和蛋白表達(dá)水平顯著降低。這充分表明SWI/SNF染色質(zhì)重塑復(fù)合物在Nrf2調(diào)控BRCA1轉(zhuǎn)錄的染色質(zhì)重塑過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，Nrf2通過(guò)與SWI/SNF復(fù)合物的相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)BRCA1轉(zhuǎn)錄的有效調(diào)控。除了與染色質(zhì)重塑復(fù)合物直接相互作用外，Nrf2還可以通過(guò)調(diào)節(jié)組蛋白修飾來(lái)影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而調(diào)控BRCA1的轉(zhuǎn)錄。組蛋白修飾是染色質(zhì)重塑的重要方式之一，常見(jiàn)的組蛋白修飾包括甲基化、乙?；?、磷酸化、泛素化等。這些修飾可以改變組蛋白與DNA之間的相互作用，以及染色質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)，從而影響基因的表達(dá)。在BRCA1基因啟動(dòng)子區(qū)域，組蛋白的修飾狀態(tài)對(duì)其轉(zhuǎn)錄活性有著重要影響。研究發(fā)現(xiàn)，Nrf2可以通過(guò)激活下游的一些酶，如組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶（HATs）等，促進(jìn)BRCA1啟動(dòng)子區(qū)域組蛋白的乙?；揎?。組蛋白乙?；?，其正電荷被中和，與帶負(fù)電荷的DNA之間的靜電作用減弱，使得染色質(zhì)結(jié)構(gòu)變得更加松散，有利于轉(zhuǎn)錄因子和RNA聚合酶II等轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子的結(jié)合，從而促進(jìn)BRCA1的轉(zhuǎn)錄。相反，Nrf2也可以通過(guò)調(diào)節(jié)組蛋白去乙?；福℉DACs）的活性，影響B(tài)RCA1啟動(dòng)子區(qū)域組蛋白的乙?；?，進(jìn)而調(diào)控BRCA