豌豆肽通过Keap1/Nrf2/TXNIP信号通路减轻铅诱导的PC12细胞氧化应激损伤 _健康小知识

据世界卫生组织称，铅中毒仍然是一个主要的环境健康威胁。儿童早期接触铅会损害中枢神经系统，并导致各种认知问题，如精神障碍、注意力缺陷和多动症（ADHD）以及低智商（TangZ,CarrelM.,2022）。海鲜、肉制品甚至环境中的铅含量如果超标，铅则可以通过消化道、呼吸道和皮肤接触进入并积聚在体内，当它积累到一定水平，就会导致铅中毒。

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▲铅中毒症状（图片源自Wikipedia）。
背景介绍
据报道，铅中毒会导致体内氧化应激，这是其潜在机制之一（Lopesetal.,2016）。铅暴露引起的氧化应激不仅可能导致高血压和心血管疾病的发展，而且还可能通过氧化应激诱导的红细胞损伤影响血液系统。氧化应激是体内氧化和抗氧化作用之间不平衡的状态，它促进氧化过程，导致中性粒细胞的炎性浸润和蛋白酶的分泌增加，从而产生大量氧化中间体。体内的抗氧化系统由抗氧化酶和非酶抗氧化剂组成，其中，抗氧化酶包括超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽还原酶（GR）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）；非酶抗氧化剂由维生素C、维生素E和类胡萝卜素组成（图1）。

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图1氧化应激示意图（ZandiP,SchnugE.,2022）。
研究显示， NRF2-KEAP1信号通路是抗氧化应激反应的重要调节因子。铅暴露通过激活Nrf2/Keap1途径加剧氧化应激（图2）。进一步地，有研究表明，硫氧还蛋白相互作用蛋白（TXNIP）是体内广泛表达的内源性硫氧还素（TRX）阻遏蛋白，在细胞中，硫氧还蛋白相互作用蛋白是α-阻遏蛋白家族中唯一能与TRX结合的蛋白，其半胱氨酸63位和半胱氨酸247位可与还原的TRX活性位点的疏水基团形成二硫键，从而抑制TRX的抗氧化功能并促进活性氧ROS积累。此外，研究还发现， TXNIP对TRX/ROS的作用被p38MAPK信号通路抑制剂SB03580阻断，这表明TXNIP参与了p38MAPK对细胞内ROS的调节（Suetal.,2015）。

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图2铅暴露通过激活Nrf2/Keap1途径加剧氧化应激（Jiangetal.,2021）。
从豌豆中提取的蛋白质具有多种生物学功能。例如，豌豆中的粘性可溶性多糖可以提高葡萄糖耐量，降低血脂，并增加回肠胆汁酸的分泌（SarmadiBH,IsmailA.,2010）；豌豆蛋白可有效降低STZ诱导的糖尿病小鼠的血糖（Liuetal.,2021），水解物可降低高血压大鼠的血压（Lietal.,2011）。此外，豌豆籽蛋白在结肠炎小鼠模型中显示出抗炎作用（Utrillaetal.,2015）。
豌豆肽作用机制
2022年8月11日，河南农业大学食品科学与技术学院李宁教授在FrontiersinNutrition杂志上发表了题为“AlleviatingeffectsofpeapeptideonoxidativestressinjuryinducedbyleadinPC12cellsviaKeap1/Nrf2/TXNIPsignalingpathway”的研究性文章。该文章指出，当大鼠嗜铬细胞瘤细胞系PC12细胞暴露于铅时，会产生大量ROS ，导致氧化应激。细胞内抗氧化系统受到抑制，如SOD、CAT、GR、GPx水平下降， GSH/GSSG比值下降，产生大量脂质过氧化物，如MDA水平上升；细胞内Keap1的表达水平增加， Nrf2的表达水平降低，并与细胞质中的Keap1分离，然后转移到细胞核；细胞核内的TXNIP水平增加，并从细胞核转移到细胞质和线粒体，与TRX结合，抑制机体的抗氧化系统。当使用豌豆肽PP3、PP4或PP6预孵育后，逆转了这些现象。

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图3PP3、PP4和PP6在减轻铅暴露引起的氧化应激中的作用机制（LiNetal.,2022）。