APE/Ref-1在5-HMF抗氧化损伤中的作用及机理研究

APE/Ref-1是细胞内重要的抗氧化酶，通过参与DNA氧化损伤修复发挥其抗氧化作用。在多种氧化损伤性疾病中APE/Ref-1表达下调，这提示以APE/Ref-1为靶点定向抑制其下调的药物将有助于防治此类疾病。但迄今以APE/Ref-1为靶点的抗氧化药物研究在国内外均属空白。5-HMF具有抗氧化损伤作用，但其药理学机制尚不清楚。我们研究发现5-HMF对H2O2引起的氧化损伤有明显的保护作用，并已初步证明这一作用是通过抑制APE/Ref-1表达下调来实现的。为进一步探讨APE/Ref-1在5-HMF抗氧化损伤中的作用及机制，本课题拟在已有工作基础上，深入研究5-HMF对APE/Ref-1靶向调节的作用途径，最后在大鼠MCAO脑缺血模型上验证APE/Ref-1介导的5-HMF抗氧化损伤作用。最终为5-HMF的药物研发提供实验支持，为确立以APE/Ref-1为靶点的抗氧化药物研究开辟新的思路，

氧化应激与过氧化物积聚是导致多种疾病的根本原因。H2O2是氧化应激反应密切相关的活性氧之一，其主要产物OH－具有很强的氧化性并可自由进入细胞，破坏细胞内活性氧和抗氧化代谢的平衡，使抗氧化酶等活性下降，同时会损伤体内脂质、蛋白质和DNA等生物大分子，造成细胞内酶活力变化、代谢紊乱、DNA损伤和细胞调亡。机体自身具有清除或修复氧化损伤的能力，其作用在于清除体内的自由基；无嘌呤/无嘧啶核酸内切酶(APE/Ref-1)则在碱基切除修复(BER, base excise repair)中起关键作用，是参与DNA氧化损伤修复的重要抗氧化酶。氧化损伤时这些酶的表达及活性降低，因此，提高机体氧化损伤时抗氧化酶的表达/活性将有利于对上述疾病的预防及治疗。APE/Ref-1是个具有多种生物学功能的蛋白质，在许多生物过程中均发挥着重要作用。APE/Ref-1蛋白由318个氨基酸组成，其C末端功能区具有核酸内切酶活性，当DNA分子受氧化损伤时，APE/Ref-1发挥核酸内切酶活性参与DNA的碱基切除修复：由糖基化酶（OGG1）移除受损碱基后，APE/Ref-1在无嘌呤/无嘧啶部位的5′ 端切断DNA链，DNA聚合酶以其外切酶作用切除AP部位的核苷酸，并根据碱基互补原则插入新的核苷酸进行修复；APE/Ref-1 蛋白N末端具氧化还原功能，在众多转录因子的激活中起重要作用，如维持Fos、Jun、HIF-1等转录因子的DNA结合域内半胱氨酸处于还原状态，促进转录因子的DNA结合功能。. 5-羟甲基糠醛（5-HMF）是广泛存在含糖类植物中的一种小分子单体化合物，主要由己糖经加热分解产生。近年来研究表明5-HMF具有抗氧化、改善血液流变学等对人体有利的作用。本实验室最近研究发现5-HMF能延长小鼠在严重低氧条件下的存活时间，提高细胞存活率，但其抗氧化损伤作用及机制尚不明确。. 本研究用H2O2诱导PC12细胞氧化损伤，研究5-HMF的抗氧化损伤作用及其作用机制。研究内容主要包括两大部分：(1) 5-HMF的抗氧化损伤作用；(2) 5-HMF的抗氧化损伤作用机制的初步探讨。主要考察APE/Ref-1是否参与了5-HMF的抗氧化作用，为以APE/Ref-1为靶点的5-HMF药物研发提供实验依据。