肺纤维化是由多种原因引起的肺间质的炎症性疾病，病变主要累及肺间质，也可累及肺泡上皮细胞及肺血管。 明确的病因有石棉、霉草尘、棉尘、药物及放射性损伤等等， 未知原因的称之为特发性肺纤维化 (IPF)， 约占 65% 左右， 是一种特殊类型、慢性进展性、纤维化型间质性肺炎，主要发生于老年人，病变局限于肺部，组织病理学或(和)高分辨率 CT(HRCT)显示普通间质性肺炎(UIP)特征，平均生存时间仅 2-5 年 ^[1]。 目前药物治疗效果不佳，因此积极寻找有效靶点，一直是国内外研究的热点。 有大量临床及动物实验证明肺纤维化发病机制中存在氧化与抗氧化失衡^[2]。 另外从2011年由 ATS、ERS、JRS 和 ALAT 共同制定的特发性肺纤维化诊治指南可以看出： 传统的激素及细胞毒药物强烈不建议使用，但是弱不推荐单用 N-乙酰半胱氨酸制剂。 Nrf2 (nuclea factor erythroid -2 -related factor 2)是一种氧化应激基本表达的关键转录因子，存在于全身多个器官，如肺脏、 肝脏、 肾脏、睾丸等，它的缺失或激活障碍直接引起细胞对应激源的敏感性变化。 通过激活 Nrf2/ARE 信号通路，可以增加抗氧化蛋白及Ⅱ相解毒酶的合成，进而人体增强的抗氧化能力， 达到延缓肺纤维化进展的目的。

1 Nrf2/ARE 传导通路组成

Nrf2/ARE 信号通路包括 3 个核心分子：Nrf2、 Kelch 样 ECH 相 关 蛋 白 l (Kelch -like ECHassociatedprotein 1，Keapl) 和抗氧化反应元件((antioxidant response element，ARE)^[3]。

1.1 Nrf2 结 构 基 础 核 因 子 E2 相 关 因 子 2（Nuclearfactorerythroid-2p45-relatedfactor 2， Nrf2）属于 CNC 亮氨酸拉链转录激活因子家族，最早由 Moi 等 ^[4]  发现， 该家族有 6 个成员 p45 一Nfe2、Nrf1、Nrf2、Nrf3、BTB-CNC 异体同源体(Bachl)和 Bach2。 Nrf2 几乎在各种细胞内都可以表达，因此也被认为是成员中活性最强转录调节因子。有研究表明^[5，6]，Nrf1 在细胞组织分化、炎症及肿瘤等方面发挥重要功能。在不同种类的人和大鼠、鸡等的同源性分析发现的 Nrf2 基因含有 6 个结构域，分别被命名为（图 1）Nebl～6，其中 Neh1 即含有 CNC家族特有的 bZIP 结构域，bZIP 与小 Maf 蛋白（smallMafproteins）形成异二聚体，从而启动目标基因转录^[7]；Neh2 可与 Keapl 高度结合对 Nrf2 功能起负性调控作用 ^[8]；Neh3 可维持 Nrf2 的转录活性^[9]；Neh4～5 同参与对 Nef2 目标基因转录活性的激活^[10]，Neh6 含有大量的丝氨酸残基，是非 Keap1 依赖的 Nrf2 降解的调控区域^[11]。

1.2 Keap1 结构基础 Keap1 因与果蝇肌动蛋白结合蛋白相似而被命名 Keapl 是一种含有 BTB 结构域的蛋白，主要包括 5 个结构域：N 末端序列 NTR (N-terminalregion)；BTB 二聚化作用区域 (Broad - Complex Tramtrack，and Bric abrac)， 是 Keap1 与 Cul3 作用的结构域，该结构域中的 C151 突变可使Keap1 与 Cul3 的作用解离， 进而导致 Nrf2 不被泛素化降解而积累； 含有 25 个半胱氨酸的 IVR(intervening region)，可能是对亲电子化合物或氧化剂起反应的感应蛋白；DC 区域包括 6 个 Kelch 重复结构域 DGR(double glycine repeat) 和 C 端区域CTR(C-terminal region) 是与Nrf2-Neh2 相互作用的位点，也是与胞浆内肌动蛋白结合区位^[11]。

1.3 ARE 结构基础 ARE 即抗氧化反应元件 ，是在编码谷胱甘肽巯基转移酶 Ya 启动子而发现的，其序列为 TGAnnnGC， 含有 1 个 API/TPA 反应元件即 TRE 元件 (TPA response element) 和 1 个类TRE 元件。 直至 Nrf2 基因被发现，人们对 ARE 的相关转录因子及结合蛋白逐渐了解， 对下游的抗氧化酶基因的表达具有重要作用， 其下游受其影响 的 基 因 主 要 包 括 NADH 苯 醌 氧 化 还 原 酶(NQOI)、 过氧化氢酶 （CAT）、 超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽硫转移酶(GST)等。

2 Nrf2/ARE 传导通路活化机制

关于 Nrf2/ARE 的活化机制，最初认为是在正常生理情况下，Nrf2 通过与 Keapl 耦联， 并与肌动蛋白细胞骨架结合，同时被锚定于胞质，且稳定地存在细胞质中。 当氧化刺激、外源性化学物质或亲电子化合物的刺激下，半胱氨酸残基发生氧化，从而导致 Nrf2 和 Keapl 解耦联，Nrf2 从细胞质中易位至细胞核内，Nrf2 与其它的包括 Jun/Fos 家族、Fra、 小 Maf 和 ATF4 的 bZIP 蛋白形成异二聚体，与 ARE 相互作用， 从而激活抗氧化反应序列元件下游的Ⅱ相解毒酶基因及产生抗氧化酶的基因转录。 目前认为 Nrf2/ARE 通路主要由 MAPK(丝裂原活化的蛋白激酶)，包含：ERK，JNK，P38、PKC(蛋白激酶 C)信号通路激活，具体机制有待进一步研究。其中包括谷胱甘肽转移酶(GST)、谷胱甘肽合成酶、谷氨酸半胱氨酸连接酶、过氧化氢酶、环氧化物水解酶、乙醛基转移酶、UGT 葡萄糖转移酶、醌氧化还原酶、 血红素加氧酶等众多解毒酶和抗氧化蛋白等细胞保护基因，这些基因的诱导表达，有助于增加细胞对氧化应激、 外源性化学物质及亲电子化合物刺激的抗性。

3 Nrf2/ARE 传导通路在肺部的表达

微阵列分析研究发现 Nrf2/ARE 通路可调节200 多种基因的表达， 这些基因主要编码解毒、抗氧化和谷胱甘肽生物合成酶等。 其中抗氧化酶有20 多种。 不同的器官 Nrf2 调控表达的基因数量和种类是不同， 由于肺脏具有独特的生理功能和解剖位置，直接与外界相通，并且持续暴露在较高的氧分压环境中，更易遭受氧化应激反应，因此 Nrf2/ ARE 通路在肺部主要调控抗氧化基因的表达 ，对肺组织起到保护作用。 这些基因有谷氨酰半胱氨酸连接酶 (glutamylcysteine ligase，GCL)， 血红素加氧酶 1(haem oxygenase-1，HMOX1)，γ-谷酰半胱氨酸合成酶 (γ-glutamyl cysteine synthetase，γ-GCS)等。

4 Nrf2/ARE 激动剂对氧化应激的抑制作用

大量的临床与实验研究表明， 肺纤维化的发生发展与氧化应激有着密切的关系，Nrf2/ARE 通路可以介导多种抗氧化酶及Ⅱ相解毒酶， 来保护人体组织，因此，Nrf2/ARE 通路诱导物有可能成为有潜力的基因靶向治疗药物。 我们在查阅文献时发现， 目前这一领域在呼吸系统疾病研究尚未开展，通过总结 Nrf2/ARE 通路激动剂对氧化应激导致病所发挥的治疗效果，可推测 Nrf2/ARE 的活化可能为肺纤维化的治疗带来新的方向。 目前，许多疾病化学预防剂已经进入临床实验， 包括莱菔硫（sulforaphane，SFN）、叔丁基对苯二酚(tBHQ)、丙炔苯丙胺、2-吲哚啉酮衍生物 PMID、齐墩果酸、苦参碱、 槲皮素等， 这些化合物都可以通过诱导 Nrf2/ ARE 下游基因的表达，保护细胞，减少氧化应激造成的损伤。 表 2 总结了氧化应激化学预防的疾病模型及表型。

5 展望

Nrf2/ARE 通路在肺内的保护和各项解毒酶的诱导表达中起关键作用， 可有效降低肺脏氧化应激的敏感性，目前国内外学者已经对 Nrf2/ARE 传导通路的作用机制进行了大量实验研究， 并且开展很多关于 Nrf2/ARE 通路激动剂的研究，取得明显效果。 但是，关于 Nrf2/ARE 信号通路对肺纤维化的调控仍然有许多问题亟需解答， 例如 ROS 作用于 Nrf2/ARE 通路的确切位点及作用机制、Nrf2/ARE 对 ROS 生成的反馈机制等等。 相信随着科学研究的深入，ROS 与 Nrf2/ARE 通路之间的相互作用机制一定会完整地展现在人们面前， 并在疾病的诊断和治疗中起重要的作用。

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