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人类生存的环境存在着大量的重金属、机动车尾气、二手香烟烟雾等污染物,肺与环境直接接触,极容易受到伤害。因此,肺癌、慢性阻塞性肺病等肺部疾病的发病率和死亡率居高不下。研究证实,氧化应激在肺部疾病病理进程中发挥着重要作用,激活核因子 E2 相关因子 2(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)信号通路是预防和治疗氧化损伤引起的人类肺部疾病的有效策略。天然产物作为药物的重要来源,是发现Nrf2激动剂并用于肺部疾病预防和治疗的有效途径。本文分两个部分对天然小分子化合物进行生物活性评价,发现优质的Nrf2激动剂,并探索其对人支气管上皮细胞的保护作用和作用机制。第一部分:肉桂中Nrf2激动剂及其对人支气管上皮细胞的保护作用肉桂为常用香料和中药,能够激活Nrf2信号通路,具有成为防治氧化应激诱发疾病药物的潜力。肉桂含有倍半萜类、酚酸类、木脂素类、黄酮类、苯丙素类、香豆素类、甾体类等结构多样的化学成分,肉桂醛衍生物和酚酸类化合物被认为是肉桂主要抗氧化成分。课题组前期研究发现,肉桂醛为弱的Nrf2激动剂,肉桂中可能含有结构新颖的强Nrf2激动作用成分。本课题用醌还原酶(QR)诱导活性实验对所有鉴定成分进行氧化应激的潜在抑制作用评价,发现肉桂中木脂素松脂醇(PRO)和黄酮醇(-)-(2R,3R)-5,7-二甲氧基-3’,4’-亚甲基二氧基黄烷-3-醇(MFO)具有强氧化应激抑制活性,为新型Nrf2激动剂。PRO和MFO能够诱导Nrf2转位入核、提高Nrf2、NQO1和γ-GCS蛋白水平和mRNA水平、延长Nrf2蛋白的半衰期。PRO和MFO能够提高细胞中的GSH含量,消除损伤物诱导的ROS积聚,对亚砷酸钠[As(Ⅲ)]损伤的人支气管上皮细胞Beas-2B具有保护作用。第二部分:异海松烷型二萜对Nrf2信号通路的激动及人支气管上皮细胞的保护作用二萜类化合物具有广泛的生物活性,本课题采用QR诱导活性实验评价了 66种萜类化合物的氧化应激抑制活性,发现BD,SA,SC具有强Nrf2激动活性;进一步结果表明,三个异海松烷型二萜能够激活人支气管上皮细胞Beas-2B中的Nrf2信号通路,促进相关基因和蛋白的表达;泛素化实验和蛋白半衰期实验表明异海松烷型二萜抑制Nrf2蛋白的泛素化,延长蛋白半衰期;加入激酶抑制剂后,检测异海松烷型二萜Sphaeropsidin A(SA)对Nrf2信号通路的影响,发现SA激活Nrf2通路与PI3K、PKC和PERK通路相关;此外,异海松烷型二萜对亚砷酸钠[As(Ⅲ)]以及烟草提取物(CES)诱导的Beas-2B细胞损伤具有保护作用。综上所述,木脂素PRO、黄酮醇MFO以及异海松烷型二萜BD、SA、SC是新型的Nrf2激动剂,具有抑制氧化应激的作用,并对氧化应激诱导的人支气管上皮Beas-2B细胞损伤表现出预防保护作用。