于 婷，李 雷，許 飛，辛 青※

(1.濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室，山東 濟(jì)寧 272067； 2.濟(jì)寧醫(yī)學(xué)院臨床學(xué)院診斷學(xué)教研室，山東 濟(jì)寧 272067； 3.濟(jì)寧市第一人民醫(yī)院血管外科，山東 濟(jì)寧 272011)

糖尿病及其慢性并發(fā)癥的發(fā)病率逐年升高，給患者生活和經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大負(fù)擔(dān)。氧化應(yīng)激在糖尿病及其慢性并發(fā)癥發(fā)病及進(jìn)展過(guò)程中具有重要作用。還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidases，Nox)家族是催化氧生成活性氧類(reactive oxygen species，ROS)的關(guān)鍵酶。迄今為止，Nox家族包括Nox1～Nox5和雙功能氧化酶1、雙功能氧化酶2七名成員。各亞型Nox分布在體內(nèi)不同組織、細(xì)胞以及亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，生成相應(yīng)的產(chǎn)物，在生理和病理狀態(tài)下行使特定功能。Nox4是Nox家族用于生產(chǎn)過(guò)氧化氫(hydrogen peroxide，H2O2)的唯一亞型，腎臟表達(dá)水平最高，也廣泛表達(dá)于其他類型的細(xì)胞，相對(duì)其他比較局限的Nox家族成員，具有更廣泛的生物功能[1]。對(duì)于不同類型的細(xì)胞，Nox4的亞細(xì)胞定位不同，主要有線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、細(xì)胞核及黏著斑。Nox4在缺乏調(diào)控亞基或鈣升高刺激時(shí)始終具有活性，這是Nox4與Nox家族其他成員最主要的區(qū)別，可見(jiàn)Nox4來(lái)源的ROS水平直接取決于Nox4的表達(dá)水平。研究證實(shí)，Nox4活性直接受組織氧分壓的調(diào)控，由Nox4生成的ROS可作為細(xì)胞內(nèi)氧氣水平的傳感器[2]?，F(xiàn)就國(guó)內(nèi)外關(guān)于Nox4的基因、結(jié)構(gòu)、激活機(jī)制、生物活性，尤其是在糖尿病及其慢性并發(fā)癥中的改變以及針對(duì)Nox4的干預(yù)方式，結(jié)合最新文獻(xiàn)予以綜述。

1 Nox的分子生物學(xué)特征

人類Nox4基因位于染色體11q14.2～q21上，包括25個(gè)外顯子。在信使RNA水平已發(fā)現(xiàn)4種Nox4剪接體，分別是NoxB、NoxC、NoxD和NoxE，各自負(fù)責(zé)不同的ROS生成途徑及后續(xù)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[3]。在不同細(xì)胞中，各種調(diào)節(jié)Nox4基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子包括轉(zhuǎn)錄因子E2F、核轉(zhuǎn)錄因子E2相關(guān)因子2、缺氧誘導(dǎo)因子-1α、核因子κB、八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子-1、特異性蛋白3/特異性蛋白1、轉(zhuǎn)錄因子c-jun、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子3，結(jié)合到Nox4的DNA啟動(dòng)子的特定位點(diǎn)，發(fā)揮對(duì)Nox4基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)作用[4]。

完整Nox4蛋白的分子量為66 500，Nox4催化結(jié)構(gòu)域的一級(jí)序列包括578個(gè)氨基酸，分子量為28 000。Nox4一般位于線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，由跨膜部分和胞質(zhì)部分組成，人血管內(nèi)皮細(xì)胞的Nox4跨膜部分則位于核質(zhì)。與Nox家族的Nox1～Nox3類似，Nox4包括6個(gè)跨膜α螺旋，由5個(gè)環(huán)連接，即A～E環(huán)，并含有黃素腺嘌呤二核苷酸及還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸兩個(gè)輔基的結(jié)合位點(diǎn)的脫氫酶域，作為相對(duì)較長(zhǎng)的細(xì)胞質(zhì)C端，C環(huán)和E環(huán)朝向外腔，可能產(chǎn)生ROS，而B(niǎo)環(huán)和D環(huán)朝向細(xì)胞質(zhì)側(cè)，位于脫氫酶域的同側(cè)。此外，4個(gè)保守的組氨酸殘基位于第三和第五跨膜螺旋，結(jié)合兩種不同的亞鐵血紅素分子，經(jīng)過(guò)兩步單電子換元反應(yīng)陸續(xù)對(duì)氧分子進(jìn)行降解[1]。

2 Nox4在糖尿病中的作用

糖尿病以胰島素分泌缺陷和(或)生物作用受損所致的高血糖為主要表現(xiàn)。1型糖尿病多由自身免疫缺陷、病毒感染、遺傳缺陷造成胰島素分泌不足。2型糖尿病早期多由于胰島素生物作用受損所致，以胰島素抵抗為主要表現(xiàn)，也是疾病進(jìn)展的重要原因，晚期也出現(xiàn)胰島素分泌不足。

2.1Nox4在胰島β細(xì)胞損傷中的作用 大鼠和人的胰島細(xì)胞都表達(dá)部分Nox亞型。體內(nèi)研究報(bào)道，糖尿病大鼠和糖尿病患者胰島中Nox介導(dǎo)的ROS生成增加，與胰島細(xì)胞功能降低有關(guān)，參與糖尿病發(fā)病和進(jìn)展[8]。在高脂肪食物喂養(yǎng)的C57BL/6小鼠中，Nox4抑制劑GLX351322治療兩周可改善非空腹高血糖和糖耐量受損，此效應(yīng)可在外周血胰島素敏感性無(wú)任何變化的情況下發(fā)生。葡萄糖和棕櫚酸鈉通過(guò)增加體外培養(yǎng)的人胰島細(xì)胞ROS含量，抑制胰島細(xì)胞釋放胰島素，而Nox4抑制劑可以拮抗以上效應(yīng)[9]。腎性高血壓大鼠胰腺組織及胰島細(xì)胞Nox4表達(dá)升高，通過(guò)氧化應(yīng)激損害胰島細(xì)胞功能，表現(xiàn)為基礎(chǔ)胰島素及葡萄糖刺激的胰島素分泌減少，糖耐量降低[10]。

對(duì)于體外培養(yǎng)的人胰島細(xì)胞，高選擇性Nox4抑制劑GLX7013114減輕促炎細(xì)胞因子和高葡萄糖以及棕櫚酸對(duì)細(xì)胞的影響。Nox4參與體外應(yīng)激誘導(dǎo)的人胰島細(xì)胞凋亡，選擇性抑制Nox4可能是治療2型糖尿病的策略之一[11]。在糖尿病發(fā)展過(guò)程中，晚期糖基化終末產(chǎn)物在體內(nèi)的蓄積是導(dǎo)致胰島細(xì)胞功能減退和凋亡的重要因素之一。晚期糖基化終末產(chǎn)物通過(guò)上調(diào)胰島細(xì)胞Nox4表達(dá)，進(jìn)而增加細(xì)胞內(nèi)ROS含量，促使細(xì)胞凋亡[12]。

2.2Nox4在胰島素抵抗中的作用 不同程度的胰島素抵抗是2型糖尿病、代謝綜合征和肥胖的共同特點(diǎn)，高濃度的葡萄糖和脂肪酸都是胰島素抵抗的刺激因素，而Nox和氧化應(yīng)激則可促進(jìn)多種細(xì)胞胰島素抵抗的形成[13]。當(dāng)處于過(guò)高的葡萄糖和脂肪酸環(huán)境下，脂肪細(xì)胞主要通過(guò)Nox而不是線粒體途徑生成ROS，Nox4作為Nox家族在脂肪細(xì)胞表達(dá)的唯一成員，沉默Nox4基因可抑制ROS生成[14]。

用高脂、高糖飼料喂養(yǎng)脂肪細(xì)胞特異性Nox4基因缺失小鼠，較同樣方式喂養(yǎng)的C57BL/6小鼠，延遲出現(xiàn)肥胖及胰島素抵抗，表明脂肪細(xì)胞Nox4來(lái)源的ROS可能在胰島素抵抗的發(fā)生中起作用[15]。Nox4基因全部敲除小鼠則有其他表現(xiàn)，經(jīng)過(guò)15周高脂飼料喂養(yǎng)，雌性Nox4基因缺失小鼠，較相同方式喂養(yǎng)的野生型小鼠的糖耐量降低，雌性和雄性Nox4基因缺失小鼠，胰島素敏感指數(shù)均與野生型小鼠無(wú)顯著差異[16]。聚合酶δ作用蛋白2通過(guò)穩(wěn)定p22phox(Nox4亞基)復(fù)合物來(lái)增強(qiáng)Nox4的活性，促進(jìn) Nox4產(chǎn)生H2O2，激活蛋白激酶B，改善2型糖尿病模型小鼠肝臟胰島素信號(hào)通路及糖代謝的紊亂[17]。

3 Nox4在糖尿病慢性并發(fā)癥中的作用

3.1Nox4在糖尿病腎病中的作用 糖尿病腎病是終末期腎病最常見(jiàn)的病因，20%～40%的糖尿病患者受累[21]。ROS的過(guò)量產(chǎn)生是影響糖尿病腎病發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵事件。在糖尿病狀態(tài)下，Noxs是細(xì)胞質(zhì)和線粒體產(chǎn)生ROS的主要來(lái)源[22]。

Nox4在糖尿病腎病中的作用受到廣泛關(guān)注。糖尿病腎病患者外周血中Nox4蛋白表達(dá)高于正常對(duì)照者[23]。1型糖尿病動(dòng)物模型(鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病大鼠和OVE26小鼠)及2型糖尿病動(dòng)物模型(db/db小鼠)中，腎臟Nox4表達(dá)均顯著升高。此外，Nox4的膜結(jié)合亞基p22phox的表達(dá)，在db/db小鼠腎皮質(zhì)及經(jīng)高糖培養(yǎng)的腎小球系膜細(xì)胞均上調(diào)。高糖培養(yǎng)可上調(diào)腎小管上皮細(xì)胞、腎小球系膜細(xì)胞及足細(xì)胞的Nox4表達(dá)[24]。調(diào)控糖尿病腎病中Nox4表達(dá)的上游信號(hào)通路已被廣泛研究。高血糖引起系膜細(xì)胞分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1，通過(guò)磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/蛋白激酶C通路上調(diào)Nox4表達(dá)，導(dǎo)致系膜細(xì)胞損傷[25]。高血糖使AMP活化的蛋白激酶失活，上調(diào)Nox4，增強(qiáng)Nox活性，通過(guò)上調(diào)p53的表達(dá)和磷酸化誘導(dǎo)體外培養(yǎng)的足細(xì)胞凋亡。AMP活化的蛋白激酶激活劑可降低1型糖尿病模型OVE26小鼠腎小球Nox4和p53的表達(dá)，防止腎臟增大、腎小球基膜增厚、足突消退和足細(xì)胞丟失，使蛋白尿明顯減少[26]。誘導(dǎo)型應(yīng)激蛋白Sestrin2通過(guò)AMP活化的蛋白激酶抑制高血糖誘導(dǎo)的Nox4表達(dá)，進(jìn)而限制系膜細(xì)胞中Nox4介導(dǎo)的內(nèi)皮型一氧化氮合酶功能障礙和纖維化[27]。小劑量雷帕霉素可以抑制哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白，通過(guò)下調(diào)Nox4降低足細(xì)胞凋亡，減輕腎小球損傷和降低蛋白尿水平[28]。進(jìn)一步的研究顯示，哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白C2而非哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白C1可調(diào)控糖尿病狀態(tài)下Nox4導(dǎo)致的足細(xì)胞凋亡[29]。在高糖培養(yǎng)的人腎細(xì)胞株HK-2細(xì)胞中，過(guò)表達(dá)微RNA-146a可以抑制Nox4表達(dá)、降低ROS的生成、氧化應(yīng)激和炎癥，抑制血管細(xì)胞黏附分子-1和細(xì)胞內(nèi)黏附分子-1的表達(dá)[30]。此外,許多轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子(核因子κB、磷酸酶-1、缺氧誘導(dǎo)因子-1α、核轉(zhuǎn)錄因子E2相關(guān)因子2)可在高糖狀態(tài)下通過(guò)與Nox4基因的啟動(dòng)子區(qū)結(jié)合，上調(diào)Nox4基因表達(dá)[8]。體內(nèi)和體外研究證實(shí)，早期生長(zhǎng)反應(yīng)因子1也可以作為轉(zhuǎn)錄激活因子，上調(diào)糖尿病狀態(tài)下腎臟Nox4的表達(dá)[31]。

敲除(C57Bl6/J)小鼠Nox4基因后，通過(guò)鏈脲佐菌素建立糖尿病模型證實(shí)，Nox4的缺失可能通過(guò)蛋白激酶Cα依賴機(jī)制減輕腎損傷[32]。對(duì)載脂蛋白(apolipoprotein，apo)E基因缺陷-/-糖尿病小鼠模型的研究發(fā)現(xiàn)，Nox4是腎臟ROS的主要來(lái)源，沉默Nox4基因?qū)е翿OS的產(chǎn)生減少，并下調(diào)與糖尿病腎病相關(guān)的促炎和促纖維化標(biāo)志物[33]。條件性敲除足細(xì)胞Nox4基因的糖尿病小鼠，腎小球Ⅳ型膠原和纖連蛋白的積聚減少，腎小球硬化和系膜擴(kuò)張減輕，腎小球基膜厚度下降，尿蛋白減少約50%[34]。達(dá)爾鹽敏感性大鼠Nox4基因缺陷型(達(dá)爾鹽敏感性Nox4-/-)與普通達(dá)爾鹽敏感性大鼠同樣注射鏈脲佐菌素建立糖尿病模型后，達(dá)爾鹽敏感性Nox4-/-大鼠較達(dá)爾鹽敏感性大鼠足細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平降低，糖尿病腎病相關(guān)損傷減少，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Nox4通過(guò)非選擇性鈣通道瞬時(shí)受體電位陽(yáng)離子通道6調(diào)控細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平[35]。

在空中盤(pán)旋的二十分鐘里，我聽(tīng)到了一個(gè)悲傷的故事。教練告訴我，遲羽和七哥結(jié)婚后的第二年，在一次常規(guī)飛行中出了事故。

在糖尿病狀態(tài)下，Nox4可以通過(guò)多種下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路引起腎臟損傷，如Nox4增加腎臟富馬酸鹽水合酶(尿液富馬酸鹽含量調(diào)節(jié)器)水平，進(jìn)而通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激加劇腎小管功能紊亂[36]。Nox4通過(guò)增加刺猬因子相互作用蛋白表達(dá)，激活轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1-Smad2/Smad3級(jí)聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞向間質(zhì)轉(zhuǎn)化，這種轉(zhuǎn)化與內(nèi)皮細(xì)胞纖維化/凋亡相關(guān)[37]。

Nox4抑制劑作為一種糖尿病腎病的治療方式已在實(shí)驗(yàn)中顯示出較好的效果。Nox1/Nox4抑制劑GKT137831減輕1型糖尿病小鼠(OVE26小鼠)腎小球肥大、系膜基質(zhì)擴(kuò)張、尿白蛋白排泄和足細(xì)胞損失[38]。GKT137831通過(guò)抑制促炎和促纖維化因子，對(duì)apoE-/-糖尿病小鼠具有腎臟保護(hù)作用[39]。另一種Nox1/Nox4抑制劑GKT136901通過(guò)降低2型糖尿病小鼠(db/db小鼠)腎臟硫代戊二酸反應(yīng)物質(zhì)水平，減輕腎臟細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2磷酸化，進(jìn)而降低尿白蛋白水平[40]。新型Nox抑制劑APX-115較GKT137831抑制db/db小鼠的腎臟纖維化效果更佳，可見(jiàn)除Nox1/Nox4外，還有其他Nox亞型參與糖尿病腎病狀態(tài)下的腎臟纖維化改變[41]。APX-115對(duì)于鏈脲佐菌素誘導(dǎo)SD大鼠建立的1型糖尿病動(dòng)物模型也具有減輕腎臟損傷的作用，且APX-115的腎臟保護(hù)作用呈劑量依賴性，30 mg/kg治療效果最好[42]。

抗氧化劑四甲基哌啶及血管緊張素轉(zhuǎn)化酶抑制劑雷米普利具有下調(diào)糖尿病大鼠Nox4表達(dá)，降低內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，減輕腎小球損傷的作用[43]。硫化氫通過(guò)募集誘導(dǎo)型一氧化氮合酶進(jìn)而生成一氧化氮，抑制高糖培養(yǎng)的腎近端小管上皮細(xì)胞Nox4表達(dá)以及基質(zhì)蛋白積聚[44]。

3.2Nox4在糖尿病大血管病變中的作用 糖尿病大血管病變主要表現(xiàn)為大中血管動(dòng)脈粥樣硬化，動(dòng)脈壁中層鈣化、內(nèi)膜纖維增生和管腔狹窄是糖尿病患者致死的主要原因之一。Nox4是血管中Nox的主要亞型，在血管壁各層細(xì)胞中均大量表達(dá)。在糖尿病狀態(tài)下，Nox4在血管壁各種細(xì)胞成分的表達(dá)改變與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系尚存在爭(zhēng)議。

對(duì)apoE-/-糖尿病小鼠，Nox1基因缺陷具有明顯的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用，與ROS形成減少、趨化因子表達(dá)減弱、白細(xì)胞血管黏附以及巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、促炎、促纖維化標(biāo)志物表達(dá)減少有關(guān)[45]。從Nox4基因缺陷糖尿病apoE-/-小鼠中分離的主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞表現(xiàn)出一種去分化表型，包括收縮基因表達(dá)缺失、細(xì)胞外基質(zhì)蛋白生成增加以及Nox1相關(guān)ROS水平升高，表明Nox4對(duì)糖尿病apoE-/-小鼠的主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞病理生理反應(yīng)具有抑制作用[46]。

另有研究證實(shí)，Nox4上調(diào)可促進(jìn)糖尿病大血管動(dòng)脈粥樣硬化病變，如鈣離子非依賴型磷酸酯酶A2的β亞型通過(guò)上調(diào)巨噬細(xì)胞Nox4表達(dá)，介導(dǎo)高葡萄糖及低密度脂蛋白培養(yǎng)條件下的巨噬細(xì)胞遷移增強(qiáng)，參與糖尿病大血管動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成，這種由糖尿病代謝應(yīng)激誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞遷移加速反應(yīng)，可通過(guò)抑制Nox4消除[47]。Nox1/Nox4抑制劑GKT137831對(duì)apoE-/-糖尿病小鼠具有減輕主動(dòng)脈氧化應(yīng)激，下調(diào)單核細(xì)胞趨化蛋白1表達(dá)，減輕動(dòng)脈粥樣硬化的作用[39]。完整的大鼠主動(dòng)脈在高糖環(huán)境中表現(xiàn)出內(nèi)皮依賴性血管舒張受損，鞣花酸通過(guò)降低細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2活性，下調(diào)Nox4表達(dá)，減少ROS生成，減輕高糖對(duì)主動(dòng)脈內(nèi)皮功能的影響[48]。胰高血糖素樣肽1通過(guò)下調(diào)糖尿病大鼠主動(dòng)脈組織Nox4及其輔助亞基p22phox的表達(dá)，降低主動(dòng)脈內(nèi)皮和平滑肌的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1水平，減輕主動(dòng)脈在糖尿病狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)改變[49]。晚期糖基化終末產(chǎn)物通過(guò)Nox4加強(qiáng)氧化應(yīng)激，誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞凋亡，該效應(yīng)可被Nox4小干擾RNA抑制[50]。

3.3Nox4在糖尿病心肌病中的作用 糖尿病心肌病是糖尿病患者的一種室性功能障礙，可與冠狀動(dòng)脈疾病或高血壓獨(dú)立存在，增加患者形成心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)。糖尿病心肌病病理改變包括心室壁增厚、心肌細(xì)胞肥大、肌纖維減少、膠原沉積、心肌間質(zhì)纖維化、冠狀動(dòng)脈基底膜增厚和心肌微血管損傷等。Nox4引起的氧化應(yīng)激與糖尿病心肌病的發(fā)生及進(jìn)展密切相關(guān)。

3.4Nox4在糖尿病視網(wǎng)膜病變中的作用 糖尿病視網(wǎng)膜病變是慢性進(jìn)展性并對(duì)視力具有潛在威脅的視網(wǎng)膜微血管疾病，是糖尿病患者最常見(jiàn)的眼部并發(fā)癥，也是導(dǎo)致青年和中年失明的最常見(jiàn)原因。

對(duì)560例糖尿病視網(wǎng)膜病變患者和4 106例未出現(xiàn)視網(wǎng)膜病變的糖尿病患者進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)性研究顯示，Nox4基因rs10765219和rs11018670單核苷酸多態(tài)與糖尿病視網(wǎng)膜病變相關(guān)，為Nox4基因參與糖尿病視網(wǎng)膜病變的形成提供了證據(jù)[55]。高糖通過(guò)激活Notch受體/Nox4/ROS信號(hào)通路誘導(dǎo)培養(yǎng)的人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，采用GKT137831抑制Nox4活性，或Nox4小干擾RNA下調(diào)Nox4表達(dá)，均能顯著降低細(xì)胞ROS水平和細(xì)胞凋亡[56]。Nox4來(lái)源的ROS在ARPE-19人視網(wǎng)膜上皮細(xì)胞中參與高糖誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子高表達(dá)，可能通過(guò)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2和核因子κB通路實(shí)現(xiàn)上述調(diào)控作用[57]。大鼠視網(wǎng)膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞在高糖培養(yǎng)環(huán)境下Nox4表達(dá)上調(diào)，ROS生成增加，細(xì)胞活性下降，黃芪甲苷通過(guò)下調(diào)Nox4表達(dá)，恢復(fù)ROS平衡，提高細(xì)胞活性[58]。

3.5Nox4在糖尿病神經(jīng)病變中的作用 50%～60%的糖尿病患者可累及糖尿病周圍神經(jīng)病變，表現(xiàn)為漸進(jìn)性的由遠(yuǎn)端到近端的末梢神經(jīng)變性，導(dǎo)致疼痛感覺(jué)減退甚至喪失。糖尿病神經(jīng)病變典型病理改變?yōu)檩S索斷裂及節(jié)段性髓鞘變薄或脫髓鞘，引起感覺(jué)神經(jīng)及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)傳導(dǎo)速度減慢。糖尿病神經(jīng)病變動(dòng)物模型周圍神經(jīng)Nox4表達(dá)上調(diào)，通過(guò)加強(qiáng)氧化應(yīng)激參與周圍神經(jīng)損傷。胰高血糖素樣肽1受體激動(dòng)劑通過(guò)p38促分裂原活化的蛋白激酶/核因子κB信號(hào)通路下調(diào)鏈脲佐菌素誘導(dǎo)糖尿病大鼠坐骨神經(jīng)Nox4表達(dá)，減輕糖尿病狀態(tài)下坐骨神經(jīng)傳導(dǎo)速度損傷及病理改變[59]。

糖尿病是引起認(rèn)知功能障礙的高危因素，嚴(yán)重的認(rèn)知損傷可看作是一種糖尿病神經(jīng)并發(fā)癥，表現(xiàn)為思維靈活性、智力和信息處理速度下降。糖尿病所致的認(rèn)知功能障礙與海馬Nox4/核因子紅系2相關(guān)因子2/血紅素加氧酶1軸受損有關(guān)。多異氰酸酯列克納膠是溴結(jié)構(gòu)域和外終端域蛋白家族抑制劑，具有調(diào)控表觀遺傳的作用。研究發(fā)現(xiàn)，多異氰酸酯列克納膠通過(guò)恢復(fù)海馬Nox4-核因子紅系2相關(guān)因子2氧化還原失衡，減輕氧化損傷、炎癥和細(xì)胞凋亡，改善糖尿病大鼠認(rèn)知功能。此外，多異氰酸酯列克納膠對(duì)高糖培養(yǎng)的PC-12神經(jīng)細(xì)胞系也起到減少細(xì)胞凋亡的作用[60]。

4 針對(duì)Nox4的干預(yù)方式

許多化合物(如硫醇修飾性化合物、內(nèi)源性化合物和天然化合物)都具有Nox4抑制作用，但缺乏特異性。白花丹素是一種植物來(lái)源的萘醌，可直接與Nox4作用，阻斷Nox4活性。由GenKyoTex開(kāi)發(fā)的吡唑并吡啶二酮衍生物GKT137831和GKT136901具有抑制Nox1/Nox4的性質(zhì)。GKT137831已經(jīng)在Ⅰ期研究中，另外還計(jì)劃了糖尿病腎病的Ⅱ期臨床試驗(yàn)[61]。采用藥效團(tuán)模型設(shè)計(jì)、合成并評(píng)估新型叔磺酰脲類Nox4抑制劑的研究顯示，三種磺酰脲類化合物具有阻斷Nox4介導(dǎo)的ROS形成及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用[62]。

目前，較多的化合物可抑制Nox4活性，但Nox4的抑制機(jī)制尚不明確。有研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有73個(gè)化合物具有Nox4抑制作用，如草酰肼、類黃酮、羥吲哚、苯醌和苯并噻吩等，基于這些抑制劑找到4個(gè)藥效團(tuán)，有助于未來(lái)探索新型Nox4特異性抑制劑[63]。綜上所述，Nox4特異性抑制劑可能對(duì)糖尿病及其慢性并發(fā)癥具有治療作用，但首先需要將這些化合物識(shí)別出來(lái)。

5 展 望

Nox4是Nox家族的關(guān)鍵成員之一。近10年來(lái)，很多研究為探索Nox4的基因、結(jié)構(gòu)、激活機(jī)制和生物活性做出了努力。H2O2是Nox4活化的主要產(chǎn)物，并介導(dǎo)了Nox4的主要功能，并在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的多功能性方面解釋了Nox4在調(diào)節(jié)細(xì)胞基本功能方面的多重作用。由于Nox4表達(dá)具有特異性，受到精細(xì)調(diào)控，具有不同的活化機(jī)制，與Nox家族的其他成員具有相互作用，因此外源性H2O2只能部分地模擬Nox4的生物活動(dòng)，Nox4在糖尿病及其慢性并發(fā)癥中的作用尚有待于進(jìn)一步研究。Nox4可以獨(dú)立于細(xì)胞溶質(zhì)激活劑而始終具有生物活性，存在一組對(duì)Nox4活性具有調(diào)節(jié)作用的監(jiān)管蛋白質(zhì)，為治療糖尿病及其慢性并發(fā)癥提供了新的潛在目標(biāo)和戰(zhàn)略。針對(duì)Nox4的基因轉(zhuǎn)錄干預(yù)、蛋白表達(dá)調(diào)控、蛋白活性調(diào)節(jié)、特異性阻滯劑的分離與純化等調(diào)節(jié)措施的敏感性和特異性評(píng)估都是未來(lái)的研究方向。