引用本文： 付文麗, 劉維英, 張莎, 王娟, 李樂萍. 核因子E2相關因子2在慢性阻塞性肺疾病中的研究進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2022, 21(8): 598-601. doi: 10.7507/1671-6205.202204077 復制
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）是以持續存在的呼吸系統癥狀和氣流受限為特征，在我國影響大約8.6%的人[1]，造成嚴重的社會經濟負擔。氧化應激、炎癥反應、蛋白酶/抗蛋白酶失衡和細胞衰老等是慢阻肺的重要驅動機制，卷煙煙霧（cigarette smoke，CS）和空氣污染是其常見誘發因素，其中，氧化應激是引發慢阻肺的一個關鍵環節[2-3]。核因子E2相關因子2（nuclear factor erythroid-2-related factor 2，Nrf2）是抗氧化反應的重要調節因子。近年來，多項研究證實Nrf2參與調節慢阻肺病理生理進展的多個過程。本綜述將結合基礎和臨床研究的最新證據，闡述Nrf2在慢阻肺發生發展中的作用，以及Nrf2激活劑的應用價值，以期為慢阻肺靶向精準治療提供理論依據。
1 Nrf2的簡要概述
Nrf2屬于Cap'n'collar（CNC）轉錄因子家族，在生理條件下，Nrf2的自然抑制劑Kelch樣ECH相關蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein1，Keap1）將Nrf2保存在細胞質中，并進行泛素化，以促進其被26S蛋白酶體降解；當發生氧化還原失衡時，Keap1發生氧化修飾和構象改變進而釋放Nrf2易位至細胞核，與抗氧化反應元件（antioxidant response element，ARE）結合[4]。Nrf2一般以應激依賴性方式調節一系列細胞保護基因的轉錄，包括調節氧化應激、炎癥、外源代謝、細胞凋亡和自噬等相關基因[4-6]。
2 Nrf2在慢阻肺中的作用及機制
近年來，越來越多的研究證實Nrf2在慢阻肺中具有一定的保護作用。有研究報道，當支氣管上皮細胞暴露于富含氧化劑的CS和顆粒物時，會誘導細胞毒性、炎癥和氧化應激增加，使Nrf2轉錄活性增強，蘿卜硫素可進一步促進Nrf2活化及其下游基因表達來消除它們誘導的不利影響[3]。同樣，Jiao等[7]也證明蘿卜硫素通過上調Nrf2的表達來保護肺泡上皮細胞免受CS誘導的氧化損傷。有研究者使用果蠅進行實驗，將果蠅暴露在CS后Nrf2表達增加，并誘發了一系列與慢阻肺患者相似的表征，包括體力活動下降、體脂減少、代謝率增加，并導致動物過早死亡；使用一種Nrf2信號轉導激活劑進行干預后，發現Nrf2信號轉導激活劑顯著提高了CS暴露后動物的存活率[8]。為了解慢阻肺患者吸煙狀況對Nrf2的影響，Sidhaye等[9]進行了人體研究，發現與慢阻肺已戒煙者相比，目前吸煙者中支氣管上皮是Nrf2及其靶基因轉錄激活最敏感的組織。最近研究表明慢阻肺患者外周血單個核細胞中Nrf2和轉錄因子Bach1表達失衡，并與肺功能和吸煙相關[10]。然而，也有研究報道Nrf2/ARE在CS或豬胰彈性蛋白酶誘導后出現下調，因而失去了對肺氧化應激損傷的保護作用[11]。同樣，在臨床研究也報道了類似的結果，有學者對從手術中獲得的慢阻肺患者肺組織進行相關表達測量，發現Nrf2及其穩定劑帕金森蛋白-7降低，相關性分析顯示帕金森蛋白-7和Nrf2與第1秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，FEV1）呈正相關，表明肺Nrf2和帕金森蛋白-7下調誘發慢阻肺的發生發展[12]。Fratta Pasini等[13]的一項觀察性縱向研究證實慢阻肺患者外周血單個核細胞中Nrf2/ARE基因表達的下調可能是FEV1下降和慢阻肺進展的決定因素之一。對Nrf2基因沉默的進一步研究也證實Nrf2對慢阻肺的發展起一定保護作用。在野生型小鼠和人肺泡上皮A549細胞中，硫化氫對顆粒物引發的氣道炎癥和肺氣腫具有保護作用，但在Nrf2基因敲除小鼠和Nrf2沉默的A549細胞中并沒有該作用[14]。與野生型慢阻肺模型組相比，Nrf2基因敲除慢阻肺模型組的肺功能顯著下降[15]。
由此可見，目前的研究關于慢阻肺患者或者實驗動物模型Nrf2的表達水平結果并不一致。產生這種差異的可能原因在于：（1）由于實驗造模慢阻肺模型時所用動物品系以及誘導刺激不同，這導致其對氧化應激的敏感性不同。（2）Nrf2處在復雜的調節網絡中，并不是在單一調節器下。（3）推測與不同研究CS暴露時間長短或者慢阻肺病程不同有關，在氧化應激早期Nrf2可代償性升高，降低活性氧，對機體產生保護作用，當過度和慢性氧化應激時，抗氧化系統受損，Nrf2降低；但是可以明確的是Nrf2基因缺失會加重慢阻肺，激活Nrf2會對慢阻肺產生保護作用。
有證據顯示，Nrf2基因多態性與慢阻肺相關。一項針對俄羅斯人群的研究報道Nrf2的AA基因型（rs35652124）與吸煙者的慢阻肺相關[16]。另有一項前瞻性研究表明Nrf2單核苷酸多態性可能是吸煙引起肺氣腫的預測因子，Nrf2基因多態性rs6726395可促進吸煙者肺氣腫相關衰老的發生[17]。
2.1 Nrf2與慢阻肺氧化應激
近年來研究提出氧化應激在慢阻肺發病中具有重要作用，而Nrf2是抗氧化防御系統的重要調節因子，與慢阻肺相關氧化應激機制關系密切。Fratta Pasini等[13]進行隨訪評估研究發現，與對照組相比，慢阻肺患者的Nrf2及相關下游靶基因下調、肺功能下降更快、氧化應激產物如8-異前列腺素增加，而抗氧化劑谷胱甘肽降低，表明Nrf2在慢阻肺氧化應激發病機制中的作用。最近一項研究報道，一種源自白藜蘆醇的Nrf2激活劑通過抑制氧化應激和炎癥反應改善CS誘導的慢阻肺疾病進展[18]。同樣，Kubo等[19]發現蝦青素通過激活Nrf2保護小鼠免受氧化應激并改善CS引起的肺氣腫。慢阻肺是一種全身性疾病，骨骼肌功能障礙是其表現之一。有文獻報道暴露于CS的小鼠進行體力活動會增加鳶尾素（骨骼肌分泌的一種肌動蛋白）水平，該物質通過Nrf2和血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）的表達增加，發揮對氧化應激的保護作用，改善CS所致肺氣腫。這加強了慢阻肺患者在病情穩定時應該適當增加體力活動的證據。因此，上調慢阻肺患者Nrf2水平可能有助于減少其氧化應激誘導的疾病進展的負面影響。
2.2 Nrf2與慢阻肺炎癥、巨噬細胞功能
氣道炎癥是慢阻肺發病的又一重要因素。國外有學者進行臨床研究，證實了慢阻肺患者血漿Nrf2水平隨全身炎癥加重而逐漸升高[20]。有研究報道，激活Wnt3a/β-catenin和AMPK通路可以減弱彈性蛋白酶誘導的肺氣腫和CS誘導的炎癥反應，但這在Nrf2基因缺失小鼠中沒有觀察到[21]，從而證明Nrf2至少部分介導Wnt3a/β-catenin和AMPK途徑在慢阻肺發展過程中對肺部炎癥反應的保護作用。Sohrabi等[22]研究發現彈性蛋白酶可誘導Nrf2和HO-1基因表達降低，活化B細胞的核因子-κB輕鏈增強子（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells，NF-κB）基因表達升高，抗氧化化合物沒食子酸通過調節彈性蛋白酶誘導的大鼠肺氣腫中的Nrf2-HO-1-NF-κB信號通路抑制炎癥和氧化應激，佐證了Nrf2可調節炎癥基因的證據。研究表明Nrf2激活劑蘿卜硫素可通過抑制NLRP3炎癥小體的活化，抑制下游炎癥因子的分泌，從而減輕慢阻肺小鼠炎癥反應[23]。Xu等[24]也證明了一種從沙棘屬和銀杏葉中提取的活性成分異鼠李素可通過激活Nrf2/Keap1通路而顯著減輕CS誘導的慢阻肺小鼠的炎癥反應。另有文獻報道Nrf2調控慢阻肺發病中巨噬細胞炎癥和巨噬細胞吞噬功能[25]。Bewley等[26]發現慢阻肺患者肺泡巨噬細胞的調理吞噬功能缺陷與其臨床惡化頻率、病原菌分離和健康相關的生活質量評分相關，進一步指出這種現象與慢阻肺對Nrf2調節的細胞應激轉錄反應受損有關，并通過Nrf2激動劑靶向逆轉。而Nrf2敲低顯著抑制脂多糖誘導的膠原結構巨噬細胞受體轉錄，這種受體與巨噬細胞吞噬和巨噬細胞炎癥有關，靶向Nrf2信號傳導可能是增強巨噬細胞功能的有效方法[27]。2022年一項新發表的研究報道了不同Nrf2激活劑對慢阻肺患者肺泡巨噬細胞中Nrf2下游靶基因的誘導效應不同，新型PPI-Nrf2化合物比萊菔硫烷等其他Nrf2激活劑效能要高[28]。這提示不同研究所用Nrf2激活劑效能大小可能存在差異。
2.3 Nrf2與慢阻肺相關凋亡與自噬
已有研究證明Nrf2與慢阻肺相關凋亡與自噬機制有關。Hosaka等[29]研究發現，慢阻肺小氣道上皮細胞中Nrf2和溶酶體相關膜蛋白2A表達水平降低，當敲低Nrf2基因，溶酶體相關膜蛋白2A的表達受到抑制，伴侶介導的自噬受損，通過增強未折疊蛋白反應來介導CS誘導的肺上皮細胞凋亡增加。推測慢阻肺發病與Nrf2降低，進而負向調節細胞凋亡有關。國內有學者通過細胞和動物模型證實，抗氧化劑維生素D上調Nrf2信號通路，通過Nrf2依賴性增加自噬體和自噬相關蛋白的方式誘導自噬，以預防肺損傷。此外，研究還表明維生素D通過激活Nrf2，上調基質金屬蛋白酶9促進顆粒誘導的肺上皮修復[30]。Zhang等[31]研究表明Nrf2經典激活劑紅木素通過激活Nrf2信號通路對轉化生長因子-β1和纖連蛋白的進行負調控，對基質金屬蛋白酶9正調控，而減輕氧化應激、增加增殖和遷移、減少細胞凋亡達到促進組織修復的作用。
2.4 Nrf2與慢阻肺激素抵抗
皮質類固醇抵抗是慢阻肺患者有效抗炎治療的重要障礙，Nrf2與慢阻肺激素抵抗的相關組蛋白脫乙酰酶2（histone deacetylase 2，HDAC2）水平下降有關，穩定的HDAC2水平也有助于防止炎癥擴大。Jain等[32]研究表明CS暴露使小鼠抗氧化能力受損，Nrf2表達下降，HDAC2表達下調，氣道和肺組織中炎癥水平增加。穿心蓮內酯可通過增加Nrf2核積累，上調慢阻肺中的HDAC2水平，恢復皮質類固醇的敏感性[33]。Tao等[34]在CS刺激的人支氣管上皮細胞中建立糖皮質激素耐藥模型研究發現，CS誘導后細胞中Nrf2、HO-1、多藥耐藥相關蛋白1（multidrug resistance associated protein 1，MRP1）和HDAC2的表達降低，從而造成激素耐藥；二甲雙胍可以通過激活Nrf2/HO-1信號通路上調MRP1表達，進一步調節HDAC2蛋白的表達來降低糖皮質激素抵抗。
2.5 Nrf2與慢阻肺其他相關機制
氣道重塑是慢阻肺的重要特征。Chi等[35]研究發現慢阻肺大鼠肺組織中Nrf2和微小RNA-29b的表達降低，進一步利用氣道上皮細胞模型轉染Nrf2siRNA來阻斷Nrf2表達，相應地抑制了微小RNA-29b表達，而基質金屬蛋白酶2表達增加，進而促進氣道上皮重塑，Th1/Th2分化失調。從而證實了Nrf2對Th1/Th2分化和氣道上皮細胞重塑過程有影響。MRP1可通過排泄外源有毒物質和某些促炎分子來減輕相關肺損傷從而參與慢阻肺發病。多項研究表明MRP1與Nrf2通路有關。有研究報道Nrf2基因缺失顯著降低了小鼠肺組織中MRP1蛋白表達[15]。同樣，Xu等[36]也通過實驗證實MRP1的上調與帕金森病蛋白7/Nrf2的激活有關。也有研究提出，代謝失調會引起慢阻肺疾病惡化。Wang等[37]證實在CS誘導的小鼠和慢阻肺受試者中Nrf2表達降低，肺泡巨噬細胞中的代謝從線粒體氧化轉變為糖酵解，進一步給予CS暴露小鼠一種已知的Nrf2激活劑CPUY192018干預，小鼠巨噬細胞表現出以Nrf2依賴性的方式重編程代謝；同時，增強小鼠的抗氧化應激、巨噬細胞吞噬能力，減輕炎癥反應，從而發揮對CS誘導慢阻肺小鼠的保護作用。已經明確的是，鐵死亡與慢阻肺相關。研究者通過人體、CS誘導的慢阻肺模型，證明Nrf2啟動子的高甲基化通過抑制慢阻肺中的Nrf2-GPX4軸誘導鐵死亡，這與慢阻肺的發生和發展有關[38]。Liu等[39]研究發現，一種黃酮類化合物二氫槲皮素以濃度依賴性方式增加Nrf2的水平，通過激活Nrf2介導的通路顯著逆轉了體內外CS誘導的鐵死亡，而鐵死亡參與慢阻肺的發病過程。
3 不足與展望
綜上，目前的研究表明Nrf2可通過調節氧化應激、炎癥、巨噬細胞功能和凋亡自噬等多個機制參與慢阻肺的發生發展，因此Nrf2基因下調會加重慢阻肺，激活Nrf2會對慢阻肺產生保護作用，這為Nrf2激活劑在慢阻肺患者中的應用提供了理論依據，靶向Nrf2有望成為未來慢阻肺藥物治療的新策略。不足之處在于目前的研究以造模的慢阻肺動物和細胞模型為主，相關人體研究較少，未來需要一些大型、多中心、高質量的臨床研究來進一步驗證。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）是以持續存在的呼吸系統癥狀和氣流受限為特征，在我國影響大約8.6%的人[1]，造成嚴重的社會經濟負擔。氧化應激、炎癥反應、蛋白酶/抗蛋白酶失衡和細胞衰老等是慢阻肺的重要驅動機制，卷煙煙霧（cigarette smoke，CS）和空氣污染是其常見誘發因素，其中，氧化應激是引發慢阻肺的一個關鍵環節[2-3]。核因子E2相關因子2（nuclear factor erythroid-2-related factor 2，Nrf2）是抗氧化反應的重要調節因子。近年來，多項研究證實Nrf2參與調節慢阻肺病理生理進展的多個過程。本綜述將結合基礎和臨床研究的最新證據，闡述Nrf2在慢阻肺發生發展中的作用，以及Nrf2激活劑的應用價值，以期為慢阻肺靶向精準治療提供理論依據。
1 Nrf2的簡要概述
Nrf2屬于Cap'n'collar（CNC）轉錄因子家族，在生理條件下，Nrf2的自然抑制劑Kelch樣ECH相關蛋白1（Kelch-like ECH-associated protein1，Keap1）將Nrf2保存在細胞質中，并進行泛素化，以促進其被26S蛋白酶體降解；當發生氧化還原失衡時，Keap1發生氧化修飾和構象改變進而釋放Nrf2易位至細胞核，與抗氧化反應元件（antioxidant response element，ARE）結合[4]。Nrf2一般以應激依賴性方式調節一系列細胞保護基因的轉錄，包括調節氧化應激、炎癥、外源代謝、細胞凋亡和自噬等相關基因[4-6]。
2 Nrf2在慢阻肺中的作用及機制
近年來，越來越多的研究證實Nrf2在慢阻肺中具有一定的保護作用。有研究報道，當支氣管上皮細胞暴露于富含氧化劑的CS和顆粒物時，會誘導細胞毒性、炎癥和氧化應激增加，使Nrf2轉錄活性增強，蘿卜硫素可進一步促進Nrf2活化及其下游基因表達來消除它們誘導的不利影響[3]。同樣，Jiao等[7]也證明蘿卜硫素通過上調Nrf2的表達來保護肺泡上皮細胞免受CS誘導的氧化損傷。有研究者使用果蠅進行實驗，將果蠅暴露在CS后Nrf2表達增加，并誘發了一系列與慢阻肺患者相似的表征，包括體力活動下降、體脂減少、代謝率增加，并導致動物過早死亡；使用一種Nrf2信號轉導激活劑進行干預后，發現Nrf2信號轉導激活劑顯著提高了CS暴露后動物的存活率[8]。為了解慢阻肺患者吸煙狀況對Nrf2的影響，Sidhaye等[9]進行了人體研究，發現與慢阻肺已戒煙者相比，目前吸煙者中支氣管上皮是Nrf2及其靶基因轉錄激活最敏感的組織。最近研究表明慢阻肺患者外周血單個核細胞中Nrf2和轉錄因子Bach1表達失衡，并與肺功能和吸煙相關[10]。然而，也有研究報道Nrf2/ARE在CS或豬胰彈性蛋白酶誘導后出現下調，因而失去了對肺氧化應激損傷的保護作用[11]。同樣，在臨床研究也報道了類似的結果，有學者對從手術中獲得的慢阻肺患者肺組織進行相關表達測量，發現Nrf2及其穩定劑帕金森蛋白-7降低，相關性分析顯示帕金森蛋白-7和Nrf2與第1秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，FEV1）呈正相關，表明肺Nrf2和帕金森蛋白-7下調誘發慢阻肺的發生發展[12]。Fratta Pasini等[13]的一項觀察性縱向研究證實慢阻肺患者外周血單個核細胞中Nrf2/ARE基因表達的下調可能是FEV1下降和慢阻肺進展的決定因素之一。對Nrf2基因沉默的進一步研究也證實Nrf2對慢阻肺的發展起一定保護作用。在野生型小鼠和人肺泡上皮A549細胞中，硫化氫對顆粒物引發的氣道炎癥和肺氣腫具有保護作用，但在Nrf2基因敲除小鼠和Nrf2沉默的A549細胞中并沒有該作用[14]。與野生型慢阻肺模型組相比，Nrf2基因敲除慢阻肺模型組的肺功能顯著下降[15]。
由此可見，目前的研究關于慢阻肺患者或者實驗動物模型Nrf2的表達水平結果并不一致。產生這種差異的可能原因在于：（1）由于實驗造模慢阻肺模型時所用動物品系以及誘導刺激不同，這導致其對氧化應激的敏感性不同。（2）Nrf2處在復雜的調節網絡中，并不是在單一調節器下。（3）推測與不同研究CS暴露時間長短或者慢阻肺病程不同有關，在氧化應激早期Nrf2可代償性升高，降低活性氧，對機體產生保護作用，當過度和慢性氧化應激時，抗氧化系統受損，Nrf2降低；但是可以明確的是Nrf2基因缺失會加重慢阻肺，激活Nrf2會對慢阻肺產生保護作用。
有證據顯示，Nrf2基因多態性與慢阻肺相關。一項針對俄羅斯人群的研究報道Nrf2的AA基因型（rs35652124）與吸煙者的慢阻肺相關[16]。另有一項前瞻性研究表明Nrf2單核苷酸多態性可能是吸煙引起肺氣腫的預測因子，Nrf2基因多態性rs6726395可促進吸煙者肺氣腫相關衰老的發生[17]。
2.1 Nrf2與慢阻肺氧化應激
近年來研究提出氧化應激在慢阻肺發病中具有重要作用，而Nrf2是抗氧化防御系統的重要調節因子，與慢阻肺相關氧化應激機制關系密切。Fratta Pasini等[13]進行隨訪評估研究發現，與對照組相比，慢阻肺患者的Nrf2及相關下游靶基因下調、肺功能下降更快、氧化應激產物如8-異前列腺素增加，而抗氧化劑谷胱甘肽降低，表明Nrf2在慢阻肺氧化應激發病機制中的作用。最近一項研究報道，一種源自白藜蘆醇的Nrf2激活劑通過抑制氧化應激和炎癥反應改善CS誘導的慢阻肺疾病進展[18]。同樣，Kubo等[19]發現蝦青素通過激活Nrf2保護小鼠免受氧化應激并改善CS引起的肺氣腫。慢阻肺是一種全身性疾病，骨骼肌功能障礙是其表現之一。有文獻報道暴露于CS的小鼠進行體力活動會增加鳶尾素（骨骼肌分泌的一種肌動蛋白）水平，該物質通過Nrf2和血紅素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）的表達增加，發揮對氧化應激的保護作用，改善CS所致肺氣腫。這加強了慢阻肺患者在病情穩定時應該適當增加體力活動的證據。因此，上調慢阻肺患者Nrf2水平可能有助于減少其氧化應激誘導的疾病進展的負面影響。
2.2 Nrf2與慢阻肺炎癥、巨噬細胞功能
氣道炎癥是慢阻肺發病的又一重要因素。國外有學者進行臨床研究，證實了慢阻肺患者血漿Nrf2水平隨全身炎癥加重而逐漸升高[20]。有研究報道，激活Wnt3a/β-catenin和AMPK通路可以減弱彈性蛋白酶誘導的肺氣腫和CS誘導的炎癥反應，但這在Nrf2基因缺失小鼠中沒有觀察到[21]，從而證明Nrf2至少部分介導Wnt3a/β-catenin和AMPK途徑在慢阻肺發展過程中對肺部炎癥反應的保護作用。Sohrabi等[22]研究發現彈性蛋白酶可誘導Nrf2和HO-1基因表達降低，活化B細胞的核因子-κB輕鏈增強子（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells，NF-κB）基因表達升高，抗氧化化合物沒食子酸通過調節彈性蛋白酶誘導的大鼠肺氣腫中的Nrf2-HO-1-NF-κB信號通路抑制炎癥和氧化應激，佐證了Nrf2可調節炎癥基因的證據。研究表明Nrf2激活劑蘿卜硫素可通過抑制NLRP3炎癥小體的活化，抑制下游炎癥因子的分泌，從而減輕慢阻肺小鼠炎癥反應[23]。Xu等[24]也證明了一種從沙棘屬和銀杏葉中提取的活性成分異鼠李素可通過激活Nrf2/Keap1通路而顯著減輕CS誘導的慢阻肺小鼠的炎癥反應。另有文獻報道Nrf2調控慢阻肺發病中巨噬細胞炎癥和巨噬細胞吞噬功能[25]。Bewley等[26]發現慢阻肺患者肺泡巨噬細胞的調理吞噬功能缺陷與其臨床惡化頻率、病原菌分離和健康相關的生活質量評分相關，進一步指出這種現象與慢阻肺對Nrf2調節的細胞應激轉錄反應受損有關，并通過Nrf2激動劑靶向逆轉。而Nrf2敲低顯著抑制脂多糖誘導的膠原結構巨噬細胞受體轉錄，這種受體與巨噬細胞吞噬和巨噬細胞炎癥有關，靶向Nrf2信號傳導可能是增強巨噬細胞功能的有效方法[27]。2022年一項新發表的研究報道了不同Nrf2激活劑對慢阻肺患者肺泡巨噬細胞中Nrf2下游靶基因的誘導效應不同，新型PPI-Nrf2化合物比萊菔硫烷等其他Nrf2激活劑效能要高[28]。這提示不同研究所用Nrf2激活劑效能大小可能存在差異。
2.3 Nrf2與慢阻肺相關凋亡與自噬
已有研究證明Nrf2與慢阻肺相關凋亡與自噬機制有關。Hosaka等[29]研究發現，慢阻肺小氣道上皮細胞中Nrf2和溶酶體相關膜蛋白2A表達水平降低，當敲低Nrf2基因，溶酶體相關膜蛋白2A的表達受到抑制，伴侶介導的自噬受損，通過增強未折疊蛋白反應來介導CS誘導的肺上皮細胞凋亡增加。推測慢阻肺發病與Nrf2降低，進而負向調節細胞凋亡有關。國內有學者通過細胞和動物模型證實，抗氧化劑維生素D上調Nrf2信號通路，通過Nrf2依賴性增加自噬體和自噬相關蛋白的方式誘導自噬，以預防肺損傷。此外，研究還表明維生素D通過激活Nrf2，上調基質金屬蛋白酶9促進顆粒誘導的肺上皮修復[30]。Zhang等[31]研究表明Nrf2經典激活劑紅木素通過激活Nrf2信號通路對轉化生長因子-β1和纖連蛋白的進行負調控，對基質金屬蛋白酶9正調控，而減輕氧化應激、增加增殖和遷移、減少細胞凋亡達到促進組織修復的作用。
2.4 Nrf2與慢阻肺激素抵抗
皮質類固醇抵抗是慢阻肺患者有效抗炎治療的重要障礙，Nrf2與慢阻肺激素抵抗的相關組蛋白脫乙酰酶2（histone deacetylase 2，HDAC2）水平下降有關，穩定的HDAC2水平也有助于防止炎癥擴大。Jain等[32]研究表明CS暴露使小鼠抗氧化能力受損，Nrf2表達下降，HDAC2表達下調，氣道和肺組織中炎癥水平增加。穿心蓮內酯可通過增加Nrf2核積累，上調慢阻肺中的HDAC2水平，恢復皮質類固醇的敏感性[33]。Tao等[34]在CS刺激的人支氣管上皮細胞中建立糖皮質激素耐藥模型研究發現，CS誘導后細胞中Nrf2、HO-1、多藥耐藥相關蛋白1（multidrug resistance associated protein 1，MRP1）和HDAC2的表達降低，從而造成激素耐藥；二甲雙胍可以通過激活Nrf2/HO-1信號通路上調MRP1表達，進一步調節HDAC2蛋白的表達來降低糖皮質激素抵抗。
2.5 Nrf2與慢阻肺其他相關機制
氣道重塑是慢阻肺的重要特征。Chi等[35]研究發現慢阻肺大鼠肺組織中Nrf2和微小RNA-29b的表達降低，進一步利用氣道上皮細胞模型轉染Nrf2siRNA來阻斷Nrf2表達，相應地抑制了微小RNA-29b表達，而基質金屬蛋白酶2表達增加，進而促進氣道上皮重塑，Th1/Th2分化失調。從而證實了Nrf2對Th1/Th2分化和氣道上皮細胞重塑過程有影響。MRP1可通過排泄外源有毒物質和某些促炎分子來減輕相關肺損傷從而參與慢阻肺發病。多項研究表明MRP1與Nrf2通路有關。有研究報道Nrf2基因缺失顯著降低了小鼠肺組織中MRP1蛋白表達[15]。同樣，Xu等[36]也通過實驗證實MRP1的上調與帕金森病蛋白7/Nrf2的激活有關。也有研究提出，代謝失調會引起慢阻肺疾病惡化。Wang等[37]證實在CS誘導的小鼠和慢阻肺受試者中Nrf2表達降低，肺泡巨噬細胞中的代謝從線粒體氧化轉變為糖酵解，進一步給予CS暴露小鼠一種已知的Nrf2激活劑CPUY192018干預，小鼠巨噬細胞表現出以Nrf2依賴性的方式重編程代謝；同時，增強小鼠的抗氧化應激、巨噬細胞吞噬能力，減輕炎癥反應，從而發揮對CS誘導慢阻肺小鼠的保護作用。已經明確的是，鐵死亡與慢阻肺相關。研究者通過人體、CS誘導的慢阻肺模型，證明Nrf2啟動子的高甲基化通過抑制慢阻肺中的Nrf2-GPX4軸誘導鐵死亡，這與慢阻肺的發生和發展有關[38]。Liu等[39]研究發現，一種黃酮類化合物二氫槲皮素以濃度依賴性方式增加Nrf2的水平，通過激活Nrf2介導的通路顯著逆轉了體內外CS誘導的鐵死亡，而鐵死亡參與慢阻肺的發病過程。
3 不足與展望
綜上，目前的研究表明Nrf2可通過調節氧化應激、炎癥、巨噬細胞功能和凋亡自噬等多個機制參與慢阻肺的發生發展，因此Nrf2基因下調會加重慢阻肺，激活Nrf2會對慢阻肺產生保護作用，這為Nrf2激活劑在慢阻肺患者中的應用提供了理論依據，靶向Nrf2有望成為未來慢阻肺藥物治療的新策略。不足之處在于目前的研究以造模的慢阻肺動物和細胞模型為主，相關人體研究較少，未來需要一些大型、多中心、高質量的臨床研究來進一步驗證。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。