唐柳歡，袁 媛，2，崔?；?，蔡 潔，梁 盈*

（1中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 稻谷及副產(chǎn)物深加工國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室 長(zhǎng)沙 410004 2湖南中醫(yī)藥高等專(zhuān)科學(xué)校 湖南株洲 412012）

氧化應(yīng)激是指在體外或體內(nèi)有害因素刺激下，機(jī)體產(chǎn)生過(guò)量自由基，細(xì)胞內(nèi)氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，氧自由基和相關(guān)代謝產(chǎn)物過(guò)量聚集，使細(xì)胞產(chǎn)生多種毒性作用的狀態(tài)[1]。引起氧化應(yīng)激的外在因素包括自身不良的生活方式，如喝酒、吸煙、服用藥物等，環(huán)境中的污染物、重金屬或者石化制品也容易引起氧化應(yīng)激；內(nèi)在因素包括機(jī)體血糖調(diào)節(jié)失衡、血脂代謝紊亂、慢性或急性感染等[2]。引起機(jī)體各系統(tǒng)如循環(huán)系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等氧化應(yīng)激的原因及其表現(xiàn)形式和發(fā)生機(jī)制不盡相同。在氧化應(yīng)激狀態(tài)下，機(jī)體會(huì)積累過(guò)量的活性氧（Reactive oxygen species，ROS），造成蛋白質(zhì)、核酸和脂質(zhì)等生物分子損傷，進(jìn)而導(dǎo)致糖尿病、心臟病、阿爾茲海默癥、帕金森病等疾病發(fā)生[3-5]。

據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟報(bào)道，2019年全球約4.63億成人患有糖尿病，其中國(guó)內(nèi)患病人數(shù)高達(dá)1.16億；2009—2019年，糖尿病患者人數(shù)增長(zhǎng)了30%，預(yù)計(jì)到2045年，全球糖尿病患病人數(shù)可達(dá)7 億[6]。機(jī)體長(zhǎng)期處于高血糖水平會(huì)導(dǎo)致廣泛的血管損傷，從而影響心臟、腎臟、眼睛和神經(jīng)。糖尿病患者中，心血管疾?。–ardiovascular diseases，CVD）的患病概率比非糖尿病患者高出2～3 倍[7]；糖尿病腎?。―iabetic kidney disease，DKD）的患病率比非糖尿病患者高出10 倍；視網(wǎng)膜病變的患病率高達(dá)35%。由于患病率逐年增長(zhǎng)，并且并發(fā)癥多、癥狀嚴(yán)重，糖尿病現(xiàn)已成為嚴(yán)重的公共健康問(wèn)題。高糖飲食與糖尿病有密切聯(lián)系，構(gòu)建高糖（High glucose，HG） 細(xì)胞及動(dòng)物模型模擬體內(nèi)高血糖環(huán)境，是研究糖尿病生理病理發(fā)生機(jī)制的有效途徑之一。目前大多數(shù)研究圍繞各種效應(yīng)物對(duì)高糖引起的氧化損傷的保護(hù)作用展開(kāi)，也有少部分研究探討效應(yīng)物的作用機(jī)制，然而氧化應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路的調(diào)控在其中的關(guān)鍵性作用甚少報(bào)道[8-14]。本課題組長(zhǎng)期專(zhuān)注于研究氧化應(yīng)激作用機(jī)制及其相關(guān)信號(hào)通路[15-18]，結(jié)合高糖氧化應(yīng)激近5年來(lái)的研究成果，根據(jù)糖尿病及其在機(jī)體各系統(tǒng)中的并發(fā)癥損傷，篩選出與其密切相關(guān)的信號(hào)通路，并對(duì)這些通路進(jìn)行分析比較，為研究高糖引起的氧化應(yīng)激及其作用機(jī)制提供參考，也為氧化應(yīng)激的靶向研究提供理論依據(jù)。

1 高糖引起氧化應(yīng)激細(xì)胞研究類(lèi)型的選擇

目前研究氧化應(yīng)激的方法主要有細(xì)胞模型法、動(dòng)物模型法和臨床試驗(yàn)。生物體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單一功效的效應(yīng)物通常會(huì)引起機(jī)體其它連鎖反應(yīng)。臨床試驗(yàn)最能直觀(guān)反映出效應(yīng)物的作用效果，是效應(yīng)物實(shí)際應(yīng)用必經(jīng)之路，需要基于大量動(dòng)物模型和細(xì)胞模型研究，并且要求試驗(yàn)效果穩(wěn)定可靠、應(yīng)用價(jià)值高，對(duì)前期的研究基礎(chǔ)要求很高。動(dòng)物模型法能提供真實(shí)的體內(nèi)環(huán)境，準(zhǔn)確全面地反應(yīng)出效應(yīng)物的功效，然而也具有簡(jiǎn)單化、不確定性因素多、試驗(yàn)周期較長(zhǎng)、指標(biāo)模糊及物種間差異大等缺點(diǎn)。細(xì)胞模型法是利用應(yīng)激源處理細(xì)胞構(gòu)建模型，破壞細(xì)胞內(nèi)原有正常的氧化還原狀態(tài)，通過(guò)產(chǎn)生損傷細(xì)胞的物質(zhì)，損傷細(xì)胞的核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等，模擬體內(nèi)氧化應(yīng)激的狀態(tài)[19]。進(jìn)行氧化應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路的研究，細(xì)胞模型必不可少。

機(jī)體的各個(gè)部位或系統(tǒng)均會(huì)發(fā)生氧化應(yīng)激，根據(jù)研究目的挑選相應(yīng)的細(xì)胞株建立模型，有助于研究應(yīng)激源的損傷效果和作用機(jī)制，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)或篩選效應(yīng)物[20]。糖尿病是一種嚴(yán)重的代謝綜合征，會(huì)導(dǎo)致多種心血管疾病和其它并發(fā)癥，高血糖癥即是糖尿病的明顯病癥。血管內(nèi)皮細(xì)胞位于血管內(nèi)表面，能直接與血液接觸，血液中的循環(huán)物質(zhì)如血糖、血脂和炎癥因子容易造成內(nèi)皮細(xì)胞損傷，而高血糖可引起內(nèi)皮細(xì)胞損傷已被廣泛認(rèn)可，因此，掌握高糖對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的損傷機(jī)制對(duì)于預(yù)防糖尿病對(duì)機(jī)體的損傷具有重要意義。選用內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)建糖尿病模型，能直觀(guān)反應(yīng)出高糖對(duì)細(xì)胞的損傷程度以及效應(yīng)物在細(xì)胞內(nèi)的代謝和利用情況，模擬生物體內(nèi)氧化應(yīng)激狀態(tài)，同時(shí)也有利于開(kāi)展相關(guān)信號(hào)通路的研究。

糖尿病及其并發(fā)癥主要損傷人體的循環(huán)系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的損傷也非常大，選擇合適的細(xì)胞株是構(gòu)建高糖損傷細(xì)胞模型的關(guān)鍵，不同細(xì)胞功能各異，發(fā)生氧化應(yīng)激后表現(xiàn)出的癥狀不盡相同，并且不同細(xì)胞對(duì)應(yīng)激源及效應(yīng)物的敏感程度也不同，需要根據(jù)所研究效應(yīng)物的作用靶點(diǎn)和機(jī)制來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的細(xì)胞株，才能建立起準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)生物體內(nèi)環(huán)境的研究模型（表1）。

表1 高糖引起氧化應(yīng)激常用的細(xì)胞模型及其應(yīng)用Table 1 Common cell models of oxidative stress caused by high glucose and their applications

糖尿病及其并發(fā)癥中，高糖損傷的系統(tǒng)或器官位點(diǎn)不一，根據(jù)研究目的挑選相應(yīng)系統(tǒng)或器官的細(xì)胞株建立高糖損傷模型，有助于開(kāi)展相關(guān)研究。在糖尿病患者中，2 型糖尿病患者占總患病人數(shù)的90%[44]，而β 細(xì)胞功能障礙和胰島素抵抗是2型糖尿病及其血管并發(fā)癥病理生理學(xué)中最相關(guān)的2 種機(jī)制[45-48]。2 型糖尿病患者若持續(xù)處于高血糖水平狀態(tài)易誘發(fā)氧化應(yīng)激，導(dǎo)致心血管損傷[49]，通常采用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞[21]、人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞、大鼠血管內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞構(gòu)建模型。血管內(nèi)皮祖細(xì)胞參與損傷血管的修復(fù)，氧化應(yīng)激反應(yīng)會(huì)減少血管內(nèi)皮祖細(xì)胞的生成，而血管內(nèi)皮祖細(xì)胞的數(shù)量影響其對(duì)損傷血管的修復(fù)程度[24]，因此血管內(nèi)皮祖細(xì)胞常被用作研究模型。在糖尿病的諸多并發(fā)癥中，心血管疾病是最主要的一種，2/3 以上糖尿病患者都伴隨有心血管疾病[50]，氧化還原失衡在心血管疾病中起著重要作用[51]。試驗(yàn)材料常選擇大鼠心肌細(xì)胞或大鼠心臟成纖維細(xì)胞[30]，能相應(yīng)地表征高糖對(duì)心血管細(xì)胞或心肌細(xì)胞氧化應(yīng)激的影響[28]。紅細(xì)胞死亡是糖尿病另一并發(fā)癥，高糖誘導(dǎo)ROS 過(guò)量產(chǎn)生，改變血細(xì)胞代謝和生化功能，從而導(dǎo)致紅細(xì)胞死亡，在這類(lèi)研究中，紅細(xì)胞作為研究對(duì)象是減輕高糖引起紅細(xì)胞死亡的有效途徑。

糖尿病有多種慢性微血管并發(fā)癥，DKD 是常見(jiàn)的一種[52]，在糖尿病的并發(fā)癥中占20%～35%[53]。在終末期腎臟疾?。‥nd-stage renal disease，ESRD） 中，有80%的病例是由糖尿病、高血壓或兩者共同造成的[7]。高糖會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞出現(xiàn)功能障礙，腎小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)空泡，腎小管發(fā)生纖維化并伴隨間質(zhì)炎癥[54-55]，最終導(dǎo)致腎功能衰竭[56-58]。大鼠腎小球系膜細(xì)胞[34]、人腎小球系膜細(xì)胞[59]、人腎小管上皮細(xì)胞、大鼠腎小管導(dǎo)管上皮細(xì)胞和足細(xì)胞等常被用于構(gòu)建糖尿病腎臟疾病研究模型。高糖刺激巨噬細(xì)胞后導(dǎo)致其趨化功能增強(qiáng)，增加促炎因子分泌，加速DKD 的進(jìn)展，因此也常選取巨噬細(xì)胞作為研究DKD 的對(duì)象[38-39]。

在糖尿病慢性微血管并發(fā)癥中，另一種最常見(jiàn)也是最主要的并發(fā)癥是糖尿病視網(wǎng)膜病變（Diabetic retinopathy，DR），2015年全球有1.45 億人患有DR，糖尿病患者中DR 的患病率高達(dá)35%，增生性視網(wǎng)膜病變患病率為7%[7]。大多數(shù)糖尿病患者失明與DR 有密切聯(lián)系[60]，常選取人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞、小鼠視網(wǎng)膜上皮細(xì)胞和視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞作為研究對(duì)象，高糖改變了視網(wǎng)膜相關(guān)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致視野缺損，并最終導(dǎo)致失明[61]。由于高糖導(dǎo)致氧化或抗氧化防御系統(tǒng)能力降低，會(huì)觸發(fā)神經(jīng)細(xì)胞死亡，引起神經(jīng)病變，局部神經(jīng)調(diào)節(jié)劑在介導(dǎo)或預(yù)防高糖引起的神經(jīng)毒性中起著重要作用。鼠腎上腺嗜鉻細(xì)胞瘤暴露于神經(jīng)生長(zhǎng)因子下時(shí)呈現(xiàn)神經(jīng)元表型，能構(gòu)成作為研究高糖水平引起不利神經(jīng)元效應(yīng)機(jī)制的模型[43]。人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞具有類(lèi)似于正常神經(jīng)細(xì)胞的生物學(xué)特性，也常被用于研究高糖誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性[42]。

2 高糖引起的氧化應(yīng)激相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路

糖尿病與氧化應(yīng)激的聯(lián)系非常密切，當(dāng)機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，自由基的含量會(huì)大幅增加，包括ROS 和活性氮自由基（Reactive nitrogen species，RNS）。自由基不僅對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生直接損傷，還會(huì)調(diào)控多條信號(hào)通路，如核因子-κB（NF-κB），Kelch 樣環(huán)氧氯丙烷相關(guān)蛋白-1-核因子E2 相關(guān)因子2/抗氧化反應(yīng)元件（Keap1-Nrf2/ARE），p38絲裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK），胎盤(pán)生長(zhǎng)因子/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（PIGF/ERK），磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）等[62-64]，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體組織損傷。氧化應(yīng)激調(diào)控的信號(hào)通路涉及多種生理病理反應(yīng)，在應(yīng)激反應(yīng)過(guò)程中起著不可替代的作用，研究對(duì)應(yīng)的細(xì)胞信號(hào)通路有助于探明效應(yīng)物的作用機(jī)制及作用靶點(diǎn)。

2.1 高糖引起的氧化應(yīng)激與NF-κB 信號(hào)通路的關(guān)系

眾多研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB 信號(hào)通路在細(xì)胞氧化應(yīng)激相關(guān)的心血管疾病中起著關(guān)鍵作用[65-67]，NFκB 信號(hào)傳導(dǎo)是調(diào)節(jié)ROS 產(chǎn)生和炎癥的經(jīng)典途徑[68]。該途徑的激活可以增加ROS 的產(chǎn)生并加速氧化應(yīng)激進(jìn)程，進(jìn)而引起內(nèi)皮功能障礙。糖尿病患者細(xì)胞內(nèi)生成的ROS 會(huì)通過(guò)信號(hào)傳導(dǎo)致使NFκB 解離，二聚體結(jié)構(gòu)消失，NF-κB/p65 亞基被繼續(xù)修飾，并由細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞核，導(dǎo)致NF-κB 核轉(zhuǎn)位[69-71]。Fei 等[72]研究證實(shí)NF-κB 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑是高血糖引起內(nèi)皮功能障礙的關(guān)鍵致病機(jī)制，高糖處理人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞后，激活了NF-κB 和MAPK 信號(hào)通路，并證明囊性纖維化跨膜電導(dǎo)調(diào)節(jié)劑通過(guò)抑制NF-κB 和MAPK 信號(hào)傳導(dǎo)，減輕高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激和炎癥。

2.2 高糖引起的氧化應(yīng)激與Keap1-Nrf2/ARE信號(hào)通路的關(guān)系

Nrf2 是一種轉(zhuǎn)錄因子，在穩(wěn)態(tài)條件下位于胞質(zhì)溶膠中，在調(diào)控氧化應(yīng)激保護(hù)性通路中發(fā)揮著重要作用。研究高糖引起的心血管疾病時(shí)，Keap1-Nrf2/ARE 信號(hào)通路也常被當(dāng)做另一重點(diǎn)研究對(duì)象。在高糖刺激下，Keap1 啟動(dòng)子發(fā)生甲基化，激活自身的轉(zhuǎn)錄，使得Nrf2 多泛素化，蛋白酶體降解減弱[73]，進(jìn)而使得細(xì)胞核中Nrf2 的水平快速增加[74]，間接參與細(xì)胞抗氧化應(yīng)激[75]。Zuo 等[76]研究發(fā)現(xiàn)，HG 誘導(dǎo)的足細(xì)胞損傷與DKD 的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，含溴結(jié)構(gòu)域蛋白4（BRD4）在HG 刺激后表達(dá)量顯著增加，抑制BRD4 會(huì)促進(jìn)Nrf2 核易位并上調(diào)Nrf2 和ARE 的轉(zhuǎn)錄活性，進(jìn)而減少HG 對(duì)足細(xì)胞的損傷，表明Nrf2/ARE 與DKD 的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

2.3 高糖引起的氧化應(yīng)激與p38 MAPK 信號(hào)通路的關(guān)系

DKD 的發(fā)病機(jī)制與多條信號(hào)通路有關(guān)，在這些相關(guān)的通路中，p38 MAPK 信號(hào)通路起著關(guān)鍵作用[77]，主要與細(xì)胞凋亡相關(guān)，常被用于研究高糖引起的DKD 等相關(guān)機(jī)制的靶途徑。磷酸化p38 MAPK 對(duì)細(xì)胞增殖、生長(zhǎng)和分化有促進(jìn)作用[78-79]。高糖引起細(xì)胞氧化應(yīng)激，激活p38 MAPK 通路，引起一系列反應(yīng)如腎小球硬化，激活后的p38 MAPK 通路又反過(guò)來(lái)加重氧化應(yīng)激狀態(tài)。姚新明等[34]用高糖培養(yǎng)大鼠腎小球系膜細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)高糖引起腎小球系膜細(xì)胞氧化應(yīng)激，也導(dǎo)致磷酸化p38 MAPK 的蛋白質(zhì)水平比正常狀態(tài)高，而這些變化可以被p38 MAPK 抑制劑和抗氧化劑減輕；表明該細(xì)胞中p38 MAPK 通路被高糖激活，同時(shí)p38 MAPK 的活化又會(huì)反過(guò)來(lái)加重氧化應(yīng)激的程度，導(dǎo)致氧化損傷。其它相關(guān)研究也證明高糖通過(guò)介導(dǎo)p38 MAPK 途徑引起氧化應(yīng)激，如Wang等[37]研究發(fā)現(xiàn)HG 通過(guò)AMPK / p38 MAPK 途徑引起氧化應(yīng)激，誘導(dǎo)大鼠腎小管導(dǎo)管上皮細(xì)胞凋亡。在DR 的相關(guān)研究中，效應(yīng)物通過(guò)抑制p38 的活化調(diào)節(jié)MAPK 信號(hào)通路，達(dá)到抑制氧化應(yīng)激的效果[8]。

2.4 高糖引起的氧化應(yīng)激與PIGF/ERK 信號(hào)通路的關(guān)系

高糖誘導(dǎo)的DR 發(fā)病機(jī)制中，PIGF/ERK 信號(hào)通路起關(guān)鍵作用[80]，促血管生成和炎癥因子上調(diào)，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（Vascular endothelial growth factor ，VEGF）[41]。HG 刺激細(xì)胞后，VEGF-A 和PIGF 與受體VEGFR1 結(jié)合導(dǎo)致p38 MAPK 及ERK 1/2 的激活和磷酸化，MAPK 反過(guò)來(lái)可以影響VEGF 水平，引起ERK 途徑下游的炎癥因子TNF-α 表達(dá)量上升。同時(shí)ERK 途徑可通過(guò)調(diào)節(jié)NF-κB 依賴(lài)性基因表達(dá)影響NF-κB 的活化。Lazzara 等[41]發(fā)現(xiàn)PIGF 抑制劑可緩解高糖引起的DR，表明PIGF 是治療糖尿病性視網(wǎng)膜病變的選擇性靶標(biāo)。

2.5 高糖引起的氧化應(yīng)激與PI3K/AKT 信號(hào)通路的關(guān)系

PI3K/AKT 通路在細(xì)胞中普遍存在，內(nèi)皮細(xì)胞處于氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí)引起的衰老等病癥都與PI3K/AKT 信號(hào)傳導(dǎo)途徑密切相關(guān)[81]。胰島素主要通過(guò)PI3K/AKT 信號(hào)通路介導(dǎo)的葡萄糖穩(wěn)態(tài)和脂質(zhì)代謝等細(xì)胞關(guān)鍵生理過(guò)程調(diào)控血糖水平[82]。PI3K/AKT 信號(hào)通路被激活后，誘導(dǎo)P53 蛋白表達(dá)水平升高，進(jìn)而參與細(xì)胞衰老和凋亡[83]。除了這些重要的細(xì)胞因子外，與AKT 相關(guān)的抗凋亡基因Bcl-xl，能促進(jìn)AKT 磷酸化，進(jìn)而保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞[84]。Zhang 等[85]研究發(fā)現(xiàn)，高糖誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡后，AKT 的磷酸化會(huì)被高糖抑制，從而抑制下游相關(guān)因子的功能，降低細(xì)胞抵御氧化應(yīng)激的能力[39，86-87]。

2.6 高糖引起的氧化應(yīng)激與線(xiàn)粒體相關(guān)信號(hào)通路的關(guān)系

線(xiàn)粒體是細(xì)胞產(chǎn)生能量的重要部位，同時(shí)也是ROS 產(chǎn)生的重要場(chǎng)所。ROS 的濃度處于正常范圍時(shí)，能調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和激素合成。當(dāng)機(jī)體處于高糖引起的氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，過(guò)量的ROS 會(huì)加速蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA 等分子氧化，導(dǎo)致線(xiàn)粒體功能障礙。Fan 等[88]的研究發(fā)現(xiàn)，在足細(xì)胞中通過(guò)Sirt6 質(zhì)粒轉(zhuǎn)染，激活了AMPK 通路，顯著改善高糖誘導(dǎo)的足細(xì)胞損傷和線(xiàn)粒體功能障礙。Raj等[89]研究表明，SERCA 途徑的細(xì)胞內(nèi)鈣超負(fù)荷和線(xiàn)粒體完整性的改變是高糖引起氧化應(yīng)激的主要原因。Abuarab 等[90]研究表明，高糖誘導(dǎo)的ROS 激活了TRPM2 通路，從而觸發(fā)溶酶體膜通透性改變和Zn2+介導(dǎo)的線(xiàn)粒體裂變。

2.7 高糖引起的新型氧化應(yīng)激信號(hào)通路

目前對(duì)于高糖引起的氧化應(yīng)激在各系統(tǒng)疾病中的研究均是圍繞上述幾條常見(jiàn)的細(xì)胞氧化應(yīng)激信號(hào)通路展開(kāi)的，近幾年一些新型的氧化應(yīng)激信號(hào)通路也隨著研究的深入逐漸被研究者們發(fā)現(xiàn)，如Batchuluun[91]研究發(fā)現(xiàn)，高糖暴露導(dǎo)致PKCβ2易位和內(nèi)源性PKC 磷酸化、p47 phox 易位和還原型輔酶Ⅱ（NADPH）氧化酶激活，并導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)二酰甘油（DAG）水平和AMPK 磷酸化水平升高，效應(yīng)物二甲雙胍和利拉蘆肽通過(guò)抑制PKC-NADPH氧化酶途徑改善高糖誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激。Ying[92]發(fā)現(xiàn)激素FGF21 可能通過(guò)CaMKK2/AMPKα 介導(dǎo)的氧化應(yīng)激抑制和eNOS 激活，改善1 型和2 型糖尿病小鼠的主動(dòng)脈擴(kuò)張。激素FGF21 與受體FGFR結(jié)合可以增強(qiáng)CAMKK2 和AMPKα 活性，AMPKα可上調(diào)CAT、NRF-2 和HO-1 的表達(dá)，增強(qiáng)eNOS的活性，從而減輕高糖引起的氧化應(yīng)激。Ren 等[93]發(fā)現(xiàn)，高糖可抑制SIRT1 和AMPKα 的活性，導(dǎo)致FoxO1 活性增強(qiáng)，引起氧化應(yīng)激，二甲雙胍通過(guò)調(diào)節(jié)AMPK/SIRT1-FoxO1 途徑，改善大鼠系膜細(xì)胞的氧化應(yīng)激，從而延緩DKD 的發(fā)展。Li 等[94]發(fā)現(xiàn)高糖處理使大鼠心肌細(xì)胞中磷酸化的轉(zhuǎn)錄激活因子3（p-STAT3）與轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）的比值變大，HIF-1α 蛋白表達(dá)水平上調(diào)，表明高糖誘導(dǎo)了STAT3/HIF-1α 途徑的激活。

3 高糖引起的氧化應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路及其相互關(guān)系

近幾年隨著研究技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于各系統(tǒng)疾病中高糖引起的氧化應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路的研究，在廣度和深度上逐步提升，本文總結(jié)了近5年來(lái)相關(guān)通路的文獻(xiàn)報(bào)道，并比較各通路在機(jī)體不同系統(tǒng)中的研究比重（圖1）。

圖1 高糖引起的氧化應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路近5年文章發(fā)表數(shù)Fig.1 The number of articles on high glucose-induced oxidative stress-related signaling pathways published in the recent five years

當(dāng)人體空腹血糖大于或等于7.0 mmol/L 時(shí)，可診斷為糖尿病。餐后血糖升高為正常的血糖波動(dòng)，非糖尿病患者在餐后一段時(shí)間內(nèi)因胰島素的調(diào)節(jié)會(huì)恢復(fù)到正常血糖水平，而糖尿病患者調(diào)節(jié)機(jī)制受阻，致使血糖濃度持續(xù)偏高，影響著人體各個(gè)系統(tǒng)。高糖的作用機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜，介導(dǎo)的各信號(hào)通路之間既有各自特有的作用機(jī)制，又相互影響。高糖能直接作用于PIGF/ERK 通路，引起炎癥因子VEGF 上調(diào)并且與受體結(jié)合，導(dǎo)致ERK1/2 激活和下游炎癥因子TNF-α 表達(dá)量上升，從而引起炎癥；同時(shí)VEGF 上調(diào)也導(dǎo)致p38 MAPK 活化和磷酸化，與高糖引起的過(guò)量ROS 共同作用，促進(jìn)p38 MAPK 磷酸化和入核，引起氧化應(yīng)激；MAPK也能影響VEGF 水平，進(jìn)一步導(dǎo)致TNF-α 表達(dá)量上升；而ERK1/2 能影響NF-κB 的活化，協(xié)同ROS 導(dǎo)致NF-κB 解離，NF-κB/p65 亞基入核。高糖刺激后Nrf2 從Keap1 上解離，ROS 導(dǎo)致的IKKα/β 被激活，IκB 磷酸化，同樣會(huì)促進(jìn)Nrf2 從Keap1 上解離，解離后Nrf2 入核，在核中與ARE結(jié)合，打破細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。高糖抑制AKT 的磷酸化，促進(jìn)Nrf2 入核和HO-1 的活化，進(jìn)而引起氧化應(yīng)激（圖2）。

圖2 高糖引起的氧化應(yīng)激相關(guān)信號(hào)通路之間的關(guān)系Fig.2 Relationship between oxidative stress-related signaling pathways caused by high glucose

4 小結(jié)

隨著研究不斷深入，高糖引起的氧化應(yīng)激涉及的相關(guān)信號(hào)通路逐漸被發(fā)現(xiàn)，如STAT3/HIF-1α、CaMKK2/AMPKα 等。氧化應(yīng)激狀態(tài)在不同系統(tǒng)中所涉及的調(diào)控通路不同，而各通路間又有交互作用，因此尋找到各系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的靶通路及靶位點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)氧化應(yīng)激過(guò)程進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控是抑制氧化應(yīng)激的有效途徑。在眾多相關(guān)研究中，由于效應(yīng)物、細(xì)胞類(lèi)型以及驗(yàn)證的信號(hào)通路具有多樣性，對(duì)這些研究進(jìn)行綜合性報(bào)道意義重大。本文對(duì)目前的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)，歸納出高糖構(gòu)建氧化應(yīng)激模型中常用的細(xì)胞類(lèi)型，統(tǒng)計(jì)出各通路的研究側(cè)重點(diǎn)并總結(jié)出各通路間的交互作用，為后續(xù)的深入研究和探究新效應(yīng)物在抑制高糖引起的氧化應(yīng)激中的作用機(jī)制提供理論參考。