Kelch样ECH相关蛋白1（Keap1）/核转录因子E2相关因子2（Nrf2）/抗氧化反应元件（ARE）信号通路控制着机体氧化还原的稳态，当机体遭受氧化损伤时，活性氧（ROS）的含量升高，超过了细胞抗氧化防御系统的清除能力，即出现了氧化应激的状态，此时，亲电试剂会修饰Keap1上的半胱氨酸残基，使Nrf2不再适用于Keap1介导的泛素化和蛋白酶体降解，Keap1与Nrf2解离，解离的Nrf2易位到细胞核，激活ARE相关的Ⅱ相解毒基因和抗氧化基因的表达，如NAD（P）H：醌氧化还原酶1（NQO1）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、血红素加氧酶-1（HO-1）、谷胱甘肽巯基转移酶（GST）、硫氧还蛋白（Trx）、超氧化物歧化酶（SOD）等，以保护细胞免受氧化损伤［1］。随着人口老龄化的发展，神经退行性疾病近年来发病率逐年升高，全球有超过6 000万人患有这些无法治愈的疾病，包括阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）、肌萎缩侧索硬化（ALS）、亨廷顿病（HD）、多发性硬化（MS）等［2］。据调查，目前全球AD患者人数已高达5 000万，预计2050年将增加至15 200万，AD已成为全球第五大死因［3］。全球PD的发病率约为0.3%，在65岁以上老年人群中发病率为1%~2%、85岁以上发病率为3%~5%，男性患PD的相对风险约为女性的1.46倍［4］。ALS发病年龄多在30~60岁，多数在45岁以上发病，且男性多于女性，患者的生存期通常为3~5年，5年生存率仅为10%［5］。由此可见，这些疾病严重影响着人类的生活质量，给家庭和社会带来沉重的负担，且目前尚无有效的药物可以治愈此类疾病。因此，寻找新的药物和治疗方法已经成为研究热点。天然产物是指植物、动物、微生物和海洋生物体内的组成成分、代谢产物或内源性的化学物质。天然产物是新药研发的宝库，有着无可比拟的重要地位，其结构的多样性、生物活性显著和不良反应小等特点，决定了其在参与生理病理过程中所具有的独特优势，因此是发现候选药物和药物先导结构的重要来源。氧化应激是神经退行性疾病发生和发展的主要致病因素，因此，靶向Keap1/Nrf2/ARE信号通路的天然产物的研究，对该病的临床治疗具有重要价值［6］。1 Keap1/Nrf2/ARE信号通路1.1　Nrf2Nrf2是一个66 kDa的蛋白质，由605个氨基酸组成，分为7个保守的功能区（Neh1~Neh7）。Nrf2与Keap1的相互作用、Nrf2的稳定化和泛素化均由N端的Neh2结构域决定，Neh2通过高亲和力的ETGE基序和低亲和力的DLG基序与Keap1相互作用［7］，Neh2还含有赖氨酸残基，赖氨酸残基是泛素化的底物，参与Keap1依赖型的Nrf2泛素化和蛋白酶体降解［8］。Neh4和Neh5共同代表转录激活域，可以增强在启动子中具有ARE序列基因的Nrf2依赖性转录激活［9］。Neh6控制着不依赖于Keap1的降解途径，并且富含丝氨酸，通过其不被Keap1识别的DSGIS（天冬氨酸-丝氨酸-甘氨酸-异亮氨酸-丝氨酸）和DSAPGS（天冬氨酸-丝氨酸-丙氨酸-脯氨酸-甘氨酸-丝氨酸）基序，调节Nrf2的稳定性，糖原合酶激酶-3β（GSK-3β）介导Nrf2中DSGIS基序的磷酸化，促进了β-转导重复相容蛋白（β-TrCP）与Nrf2的结合，Nrf2因此被泛素分子标记，靶向蛋白酶体降解［10］。Neh1结构域，含有基本的亮氨酸拉链基序，允许Nrf2与ARE结合；此外，Neh1可与泛素结合酶E2相互作用，调控Nrf2的稳定性，并且Neh1结构域释放了Nrf2核易位所必需的核定位信号［8］。Neh3结构域负责染色质重塑后ARE依赖基因的反式激活［11］。Neh7结构域可与视黄酸X受体α（RXRα）相互作用，从而抑制Nrf2的活性［12］。1.2　Keap1Keap1的相对分子质量为69 kDa，含有27个半胱氨酸残基，主要存在于细胞质中，其中大部分可以被氧化还原或亲电偶联［13］。Keap1的主要结构域包括①N末端结构域（NTR），②BTB结构域，③IVR（BACK）结构域，④含有6个重复的Kelch结构的DGR结构域，⑤C末端结构域［14-15］。BTB结构域介导Keap1的同源二聚化、与Cullin 3（Cul3）-环盒蛋白1（Rbx1）复合物的相互作用，并且对亲电化合物敏感，亲电化合物可以共价修饰BTB结构域的Cys151，发挥生物学效应［16］。IVR结构域含有丰富的半胱氨酸残基（Cys257、Csy272、Cys288、Cys297），是氧化还原信号的传感器，其中具有高度活性的半胱氨酸可以作为药理激活的靶点。IVR结构域在其近端部分包含一个3-box基序，提供了额外的与Cul3相互作用的位点［17］。DGR结构域包含6个重复的Kelch基序（KR1~KR6），形成了一个六叶β螺旋桨结构，介导Keap1与Nrf2的连接［14］。1.3　AREARE是一种包含特定DNA序列的顺式调节元件，位于Ⅱ相代谢酶基因编码的上游。在氧化应激的条件下，稳定化的Nrf2从细胞质易位到细胞核，与小肌肉腱膜纤维肉瘤（Maf）异源二聚化，激活ARE相关的基因表达，发挥细胞保护作用［15］。1.4　Keap1与Nrf2的相互作用在Keap1-Cul3-Rbx1组成的E3泛素连接酶复合物中，Keap1作为底物衔接蛋白，Rbx1与负载泛素的泛素结合酶E2结合，Cul3提供连接Keap1和Rbx1的支架。这些复合物能够正确定位Nrf2结合的Keap1和泛素结合酶E2结合的Rbx1，从而促进Nrf2的泛素化和蛋白酶体降解［18］。在稳态条件下，Keap1构成了E3泛素连接酶的一部分，调控Nrf2的活性。尽管引发抗氧化反应的化学物质结构各异，但他们大多都有一个共同的性质：亲电中心允许他们与蛋白质中的半胱氨酸反应，这一特点表明依赖于蛋白质硫醇修饰的机制是Ⅱ相代谢酶诱导剂发挥细胞保护作用的内在原理［15］。通常，可以上调Ⅱ相药物代谢酶基因表达的化合物，统称为Ⅱ相代谢酶诱导剂。Keap1是Ⅱ相代谢酶诱导剂、Nrf2活性和细胞保护基因表达调控的重要传感器。通过对Keap1基因敲除小鼠的研究和分析，表明在没有Keap1的情况下，Nrf2及其下游的抗氧化基因都被激活，并且他们不能在添加Ⅱ相代谢酶诱导剂时进一步上调，因此Keap1是Ⅱ相代谢酶诱导剂发挥作用的关键因素［18］。研究表明，Ⅱ相代谢酶诱导剂不会使Keap1与Cul3分离［19］，Keap1和Cul3之间的解离发生在1 h之内，而Nrf2在15 min内可被诱导剂所稳定，所以，Keap1构象的改变是稳定Nrf2的主要机制［20］。Nrf2的稳定化目前比较公认的是“铰链和闩锁”模型，即高亲和力的ETGE基序起到铰链的作用，低亲和力的DLG基序起到闩锁的作用，在生理条件下使Keap1锁定在Neh2区域，有利于Nrf2通过泛素化和蛋白酶体的作用不断降解，在氧化应激的刺激下，Keap1同源二聚体的构象发生变化，其构象的改变可扰乱与低亲和力的DLG基序的相互作用，但不扰乱与高亲和力的ETGE基序的相互作用，因此，DLG与Keap1解离，而ETGE仍与Keap1铰链式连接，此时，Nrf2不再适用于Keap1-Cul3复合物引起的泛素化，最终逃离蛋白酶体的降解，达到稳定化的状态［21］。2 Keap1/Nrf2/ARE信号通路与神经退行性疾病神经退行性疾病表现为神经元结构和功能的逐渐丧失，特征是失去控制氧化还原、能量代谢、神经炎症和蛋白质平衡的稳态功能，而Nrf2是这些功能的主要控制者［22］。氧化应激是导致神经退行性疾病中神经元损伤的核心机制，多种证据表明，包括活性氧、活性氮和亲电物质在内的活性生物中间体形成增加是神经退行性疾病进展和加重的关键因素［23］。氧化应激可由外源性过程，如环境污染物、药物、病毒、细菌、电离辐射、重金属、不良饮食和吸烟［24］或内源性过程，如免疫细胞激活、炎症、缺血、感染、癌症和衰老引起［25-26］。大脑本身无法存储葡萄糖和氧气，完全依靠血液循环来提供营养，这使得其对缺氧耐受性极差，而神经元又具有耗氧量高和抗氧化能力低的特点，导致其中会积累过多不可降解的氧化分子，加之氧化还原信号参与记忆巩固、神经元分化和可塑性过程，因此大脑很容易被氧化，当氧化剂没有被及时清除时，大脑便会受到氧化损伤，导致神经元死亡和大脑功能改变，从而引发一系列疾病，其中就包括神经退行性疾病［27］。细胞程序性死亡通路的异常激活已成为神经退行性疾病的一个常见特征，研究表明，Nrf2可抑制NOD样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体的形成，减少细胞程序性坏死［28］。Nrf2可通过加速胞外、胞内“有毒”铁的转化和代谢，并辅助清除由铁紊乱引起的过氧化物堆积，从而抑制细胞的铁死亡［29］。因此，Nrf2的激活对治疗神经退行性疾病具有重要的价值。2.1　ADAD也被视为一种蛋白质错误折叠的疾病，致病机制是脑内细胞外β淀粉样蛋白（Aβ）沉积和细胞内Tau蛋白聚集导致神经元死亡和认知障碍，病理表现为氧化应激、神经炎症和认知功能的逐渐丧失［30］。据报道，APP/PS1小鼠中Nrf2基因缺失增强了炎症反应，并增加了细胞内Aβ42和Aβ40的水平［31］。此外，Nrf2可以转录谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4），抑制AD细胞模型中的铁死亡［32］。2.2　PDPD的病理特征包括黑质致密部多巴胺能神经元的缺失和α-突触核蛋白在神经元内积聚成路易小体［33］，患者表现出静息性震颤、姿势不稳、步态失衡、运动迟缓、痴呆等症状。研究表明，在6-羟基多巴胺（6-OHDA）诱导的PD细胞模型中，Nrf2的激活对脑损伤具有一定的修复作用［34］。ZHONG等［35］发现大鼠PD模型表现出肌肉力量受损、Nrf2磷酸化受抑制和细胞焦亡增加，而Nrf2过表达可有效抑制大鼠的细胞焦亡。2.3　ALSALS的病理机制为大脑皮质中的上运动神经元和脑干、脊髓中下运动神经元的变性和缺失，导致随意肌进行性衰弱，并在2~5年内由膈肌衰竭而死亡［36］，在成人中的发病率较高，迄今为止，ALS仍然没有有效的治疗方法［37］。大量研究表明，Keap1和Nrf2活性的改变可以解释与ALS相关的进行性运动神经元的变性和死亡，已在ALS细胞和动物模型中观察到Keap1和Nrf2活性的失调，并在人类组织中得到证实［38］。2.4　HDHD的病因是患者第四号染色体上的Huntington基因发生变异，产生了变异的蛋白质，该蛋白质在细胞内形成大的分子团，逐渐在脑中积聚，影响神经细胞的功能。临床上，HD表现为运动障碍，包括运动协调能力的丧失，以及各种认知和精神障碍［39］。研究表明，在3-硝基丙酸（3-NPA）诱导的HD大鼠模型中，Nrf2的激活可发挥抗氧化、减轻神经炎症和抑制细胞凋亡的作用［40］。2.5　MSMS是以中枢神经系统白质炎性脱髓鞘病变为主要特点的自身免疫病，临床表现为肢体无力、感觉异常、共济失调等［41］。ROS是MS发生和进展的关键致病因素，研究表明，Nrf2通路的激活可清除ROS、提高抗氧化酶水平、降低小胶质细胞的活化并限制髓磷脂的吞噬和分解，防止神经元和少突胶质细胞的氧化损伤［42］。MS是一种复杂的疾病，调节Keap1/Nrf2/ARE信号通路，可产生多靶点的细胞保护作用，从而治疗MS［43］。3 天然产物通过Keap1/Nrf2/ARE信号通路改善神经退行性疾病由于直接抗氧化剂的半衰期较为短暂，并且消耗速度快，需要不断的再生以发挥持续的保护作用，间接抗氧化剂可以不具有氧化还原活性，因为其主要通过上调各种抗氧化酶的含量而发挥作用，他们的半衰期较长，还参与直接抗氧化剂的再生。所以，针对于Keap1/Nrf2/ARE信号通路的小分子激活剂，即间接抗氧化剂，是治疗与该通路相关的神经退行性疾病的潜在候选药物，对于Nrf2的小分子激活剂的研究近年也来一直受到广泛关注［44］。根据天然产物化学结构的不同，可分为黄酮类、萜类及挥发油类、多酚类和苯丙素类等。3.1　单体化合物3.1.1　黄酮类木犀草素是存在于多种植物中的天然黄酮类小分子，具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤等作用。研究表明，木犀草素可以激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，保护神经细胞免受1-甲基-4-苯基吡啶离子（MPP+）诱导的神经损伤，并且这种保护作用可以通过抑制细胞外调节蛋白激酶（ERK）的激活而减弱［45］。黄芩素是黄芩中含量最高的化合物之一，具有抗氧化、保护脑血管、抗血小板凝集等药理特点。ZHANG等［46］发现黄芩素可以通过激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，增加HO-1的含量来减轻PC12细胞受到的6-OHDA诱导的氧化损伤，其在PC12细胞中以时间和浓度依赖的方式增加Nrf2、HO-1的水平并降低Keap1的含量。此外，黄芩素可诱导Nrf2的核转位并增强ARE依赖基因的转录活性，提供神经保护作用。槲皮素是一种黄酮类化合物，存在于许多维管植物中，如洋葱、茶、咖啡和浆果［47］，具有抗氧化、抗癌、降血压、防辐射、神经保护、抑制血小板聚集等广泛的药理作用。研究表明，槲皮素能提高Aβ25-35诱导的AD细胞模型的存活率，促进细胞增殖，并拮抗Aβ25-35的毒性，降低乳酸脱氢酶（LDH）、丙二醛（MDA）的活性，增加SOD、GSH-Px和HO-1等细胞保护酶的含量，其机制与激活Nrf2介导的细胞抗氧化防御系统有关［48］。黄腐酚是啤酒花中的一种多酚查尔酮，具有抗氧化，抗癌，抗血管生成，抗炎，抗菌等作用。YAO等［49］研究认为黄腐酚可以激活Nrf2以保护PC12细胞免受氧化损伤，其中的α，β-不饱和酮基团是其发挥抗氧化作用的关键结构。淫羊藿苷来源于小檗碱科植物淫羊藿，具有刺激免疫、抑制神经损伤、抗癌等药理特点。XU等［50］发现淫羊藿苷可以激活Nrf2信号通路，防治H2O2诱导的SH-SY5Y细胞的神经损伤，减少ROS的积累，增加SOD的水平，淫羊藿苷可明显上调Nrf2、HO-1和NQO1的表达，其抗凋亡和抗氧化作用可以被Keap1/Nrf2/ARE信号通路抑制剂ML385所阻断。小豆蔻明是一种从草豆蔻中分离出来的查尔酮，具有多种药理特性，如抗氧化、抗癌、抗炎、诱导自噬等。研究表明，小豆蔻明在PC12细胞中减弱了H2O2和6-OHDA诱导的细胞毒性，小豆蔻明预处理的PC12细胞以浓度依赖的方式上调Nrf2控制的Ⅱ相解毒基因的表达，并在沉默Nrf2表达后不能提供神经保护作用［51］。葛根素是从中药葛根中分离出的具有扩张冠状动脉作用的异黄酮类衍生物，有神经保护，抗氧化，降血压等药理活性。研究表明，葛根素可以通过激活Nrf2信号通路，抑制MPP+诱导的氧化应激损伤，提高PC12细胞中谷胱甘肽（GSH）的生物合成能力，增加Nrf2在细胞核内的积累。同时，葛根素在转录和翻译水平上上调了ARE驱动的谷氨酸-半胱氨酸连接酶催化亚基（GCLC）的含量，改善MPP+中毒的野生型小鼠的运动障碍，抑制中脑腹侧氧化应激，但对Nrf2基因敲除小鼠作用不明显［52］。此外，ZENG等［53］发现异甘草素可通过抑制ROS或核转录因子-κB（NF-κB）介导的NLRP3炎症小体激活，调节Nrf2参与的细胞保护信号通路，从而减轻实验性脑出血后早期脑损伤。ZHOU等［54］研究认为，原花青素B2可以通过激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）信号通路调节Nrf2的稳定性，保护小鼠大脑皮质神经元免受氯氰菊酯（CYP）诱导的氧化损伤。IKRAM等［55］发现橙皮素通过调节Aβ小鼠模型中的Nrf2/Toll样受体4（TLR4）/NF-κB信号传导来提供神经保护作用。YARDIM等［56］研究发现水飞蓟素可以通过激活Nrf2，上调一系列抗氧化基因的表达，减弱多西紫杉醇诱导的大鼠中枢和外周神经毒性。3.1.2　萜类及挥发油木香烃内酯是一种天然倍半萜内酯，最初是从菊花中分离出来的，具有抗氧化、抗癌、降血糖等作用。研究表明，木香烃内酯可以激活Nrf2以减轻PC12细胞的氧化损伤，促进Nrf2的核转位，增加抗氧化基因的表达，而Nrf2基因敲除会减弱木香烃内酯的神经保护作用。此外，木香烃内酯可以降低ROS水平并恢复细胞硫醇稳态，参与维持氧化还原平衡［57］。穿心莲内酯是天然植物穿心莲的主要有效成分，具有抗氧化、神经保护、抗炎、抗病原微生物等广泛的药理活性。研究表明，穿心莲内酯是治疗AD的潜在药物，可以通过激活细胞自噬和Nrf2介导的p62信号通路，显著改善Aβ1-42引起的神经细胞死亡，恢复细胞核形态、以及LDH、MDA、ROS和线粒体膜电位的异常变化。实时荧光定量PCR和蛋白免疫印迹法分析表明，穿心莲内酯激活了自噬相关基因的转录和表达，同时增加Nrf2和p62蛋白在mRNA和蛋白质水平上的含量，并降低了Aβ1-42干预的细胞中磷酸化的Tau蛋白和p21蛋白的水平［58］。鼠尾草酸是一种植物化学物质，存在于膳食草药如迷迭香中，具有抗氧化和抗微生物的特性，MIMURA等［59］研究认为鼠尾草酸可修饰Keap1中的半胱氨酸残基，并以剂量依赖的方式激活Nrf2，在转基因AD小鼠模型中，证实了鼠尾草酸可通过激活Nrf2途径在动物中发挥神经保护作用。丹参酮ⅡA是丹参中的主要活性成分，为二萜化合物，具有抗炎、抗氧化、抗癌等药理作用。研究表明，丹参酮ⅡA可以通过激活Nrf2/ARE信号通路防止黑质纹状体多巴胺能神经元的退变。在SH-SY5Y细胞中使用丹参酮ⅡA可减弱6-OHDA诱导的细胞毒性，并显著降低LDH的释放和ROS的产生，上调ARE相关的基因表达，包括HO-1、GCLC等［60］。此外，MENG等［61］发现β-细辛醚可以通过激活PI3K/Akt/Nrf2信号通路，改善Aβ诱导的PC12细胞的神经毒性。LI等［62］研究认为熊果酸可以通过激活Nrf2信号通路使大脑免受氧化损伤。3.1.3　多酚类化合物姜黄素是一种从姜科、天南星科的一些植物根茎中提取的天然多酚类化合物，有抗氧化、抗炎和抗癌等药理作用。RAHAMAN等［63］发现姜黄素可通过提高细胞活力、增加细胞内GSH的水平和增强抗氧化防御系统的能力，减轻细胞内的神经毒性，降低LDH的含量和DNA的损伤，有效发挥对PC12细胞的神经保护作用。另有研究表明，姜黄素通过激活Keap1/Nrf2/ARE依赖的细胞保护通路，降低氧化应激，减少喹啉酸诱导的纹状体形态改变从而治疗HD［64］。白藜芦醇是一种在葡萄叶及葡萄皮中提取合成的多酚类有机化合物，具有抗氧化、抗炎、抗癌及心血管保护等药理作用。研究表明，白藜芦醇可以通过PI3K/Akt/Nrf2信号通路上调HO-1的水平，减弱Aβ1-42干预的PC12细胞的神经毒性［65］。羟基酪醇是橄榄油中一种多酚类天然产物，由于其抗氧化、抗癌等重要的药理活性而受到越来越多的关注。PENG等［66］发现羟基酪醇在体外有效清除自由基，在PC12细胞中对6-OHDA诱导氧化应激损伤具有保护作用，作用机制主要通过激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，增加细胞保护基因的表达。芒果苷是一种多酚类化合物，主要从芒果、芒果叶和茎皮中提取，具有抗氧化，抗癌，抗糖尿病，抗炎和心血管保护等药理意义，研究表明，芒果苷可以通过激活Nrf2信号通路使细胞免受氧化损伤，并上调Nrf2控制的抗氧化基因的表达［67］。此外，RONG等［68］发现迷迭香酸可通过对Nrf2的激活，减弱PC12细胞中Aβ诱导的氧化应激损伤。THUMMAYOT等［69］研究认为花青素通过抑制SK-N-SH细胞中TLR4/NADPH氧化酶4（NOX4）下游的NF-κB活性来减弱Aβ25-35诱导的神经炎症，并极大地促进了Nrf2从细胞质向细胞核的易位，上调细胞保护酶的含量。3.1.4　苯丙素类绿原酸是金银花中提取到的一种苯丙素类化合物，具有抗氧化、清除自由基和兴奋中枢神经系统等药理作用。YAO等［70］发现绿原酸可以上调Ⅱ相解毒基因的表达，如HO-1、NQO1、GSH、Trx1等，而Nrf2基因敲除消除了这种作用，并且绿原酸可作为直接抗氧化剂和间接抗氧化剂对细胞提供双重保护。和厚朴酚是厚朴树皮主要活性成分，有抗炎、抗菌、抗衰老、抗癌、抗病原微生物、抗氧化、神经保护等药理作用。研究表明，和厚朴酚可以通过激活Nrf2信号通路减轻氧化应激诱导的神经毒性，增加谷胱甘肽水平和上调多种细胞保护蛋白（HO-1、NQO1等）来减弱H2O2或6-OHDA诱导的对PC12的细胞毒性，和厚朴酚细胞保护作用被沉默Nrf2表达所拮抗，表明Nrf2参与了其对细胞的保护过程［71］。WANG等［72］认为毛蕊花糖苷可以通过Nrf2、ERK和PI3K/Akt等信号通路，减轻Aβ、谷氨酸和过氧化亚硝酸离子诱导的神经毒性，抑制细胞凋亡。3.1.5　其他类萝卜硫素是一种从西兰花中分离出来的异硫氰酸盐，具有抗氧化能力，研究表明，萝卜硫素可以通过增加Nrf2和HO-1的水平来发挥神经保护作用，并伴随着胱天蛋白酶-3（Caspase-3）活性的抑制和脂质过氧化的降低［73］。黄连素是从中药黄连中提取的一种生物碱，具有抗氧化、抗炎、抗癌等药理作用，研究表明，黄连素可以增强骨髓间充质干细胞的活力和神经生长因子的分泌，并激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路来减轻神经元细胞的凋亡和氧化损伤［74］。3.2　部分中药复方及中成药调更汤常用于更年期综合征，研究发现，调更汤具有抗氧化和抗凋亡的特性，其通过激活Nrf2，降低c-Jun氨基末端激酶（JNK）的活性，最终下调H2O2诱导的剪切的胱天蛋白酶-3（cleaved Caspase-3）、cleaved Caspase-9和B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）相关X蛋白（Bax）的水平，从而治疗神经退行性疾病［75］。抵当汤是活血化瘀通络的经典方剂，广泛用于治疗脑卒中和AD。LU等［76］发现抵当汤可激活组蛋白去乙酰化酶1（Sirtuin1）介导的Akt/Nrf2/HO-1信号通路，有效抑制神经细胞的氧化应激损伤和凋亡。参芪扶正注射液常用于肺脾气虚证，研究表明，在ALS动物模型中，发现参芪扶正注射液可激活Nrf2，并有效地延长动物的总生存期，改善大脑的病理损伤［77］。4 总结与展望以氧化应激为主要病因的神经退行性疾病，整体机制复杂，涉及不同信号通路之间的相互作用，治疗上一直是尚未解决的难题，目前的药物尚不能阻止疾病的进展，因此针对该病有效药物的研发具有重要意义。Nrf2是机体内源性抗氧化系统的转录因子，可调动大量细胞保护性基因的表达，Nrf2的激活会涉及全身众多信号分子的变化，引发对炎症、自噬、凋亡等信号通路的保护性调节，因此，Nrf2是一个非常有前途的药物靶点。激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路发挥神经保护作用的天然产物及机制总结见表1。10.13422/j.cnki.syfjx.20230107.T001表 1激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路发挥神经保护作用的天然产物及机制Table 1Natural products and mechanisms that activate Keap1/Nrf2/ARE signaling pathway to exert neuroprotective effects类型天然产物主要来源实验模型作用机制参考文献黄酮类木犀草素木犀草、芹菜、青椒、蒲公英、紫苏MPP+干预的PC12细胞和C6细胞以ERK依赖的方式激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路［45］黄芩素黄芩、木蝴蝶、百里香6-OHDA干预的PC12细胞激活Keap1/Nrf2/HO-1信号通路，上调Nrf2、HO-1、细胞核Nrf2（nuclear Nrf2）表达，下调Keap1表达［46］槲皮素荞麦的杆和叶、沙棘、山楂、洋葱Aβ25-35干预的PC12细胞激活Sirtuin1/Nrf2/HO-1信号通路，上调SOD、GSH-Px、过氧化氢酶（CAT）、Sirtuin1、Nrf2表达［47-48］黄腐酚啤酒花H2O2、6-OHDA干预的PC12细胞激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、NQO1、TrxR1、Trx1、nuclear Nrf2表达［49］淫羊藿苷淫羊藿H2O2干预的SH-SY5Y细胞激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、NQO1表达［50］小豆蔻明草豆蔻H2O2、6-OHDA干预的PC12细胞激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、NQO1、Trx1、TrxR1、GCLC、谷氨酸-半胱氨酸连接酶调节亚基（GCLM）的转录水平［51］葛根素葛根MPP+干预的C57BL/6小鼠和PC12细胞通过GSK-3β/Nrf2/ARE信号通路，上调GCLC、Nrf2表达［52］异甘草素甘草、肉豆蔻、板蓝根、红血藤SD大鼠脑出血模型激活Nrf2信号通路，抑制ROS、NF-κB介导的NLRP3炎症小体的激活［53］原花青素B2葡萄CYP干预的C57BL/6小鼠大脑皮层神经元通过激活P13K/Akt信号通路，调节Nrf2/ARE信号通路［54］橙皮素佛手果实、蕉柑果实、柠檬果实、藜檬果皮、枸橼成熟果实Aβ1-42干预C57BL/6N小鼠、HT22细胞、BV-2细胞调节Nrf2/TLR4/NF-κB信号通路，上调Nrf2、HO-1表达，下调TLR4、磷酸化NF-κB（p-NF-κB）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）表达［55］水飞蓟素乳蓟多西他赛（DTX）干预的SD大鼠激活Nrf2/HO-1信号通路，上调Nrf2、HO-1、Bcl-2转录，下调Bax转录［56］萜类及挥发油木香烃内酯木香，旋覆花、棣棠花、孔雀草H2O2、6-OHDA干预的PC12细胞激活Nrf2/ARE信号通路，上调NQO1、TrxR1、Trx1、HO-1、nuclear Nrf2表达［57］穿心莲内酯穿心莲Aβ1-42干预的PC12细胞激活自噬和Nrf2介导的p62信号通路，上调Nrf2、p62表达，下调磷酸化Tau蛋白（p-Tau）、p21表达［58］鼠尾草酸迷迭香、鼠尾草U373MG细胞通过Nrf2和激活转录因子4（ATF4）协同作用，上调TrxR1、HO-1表达［59］丹参酮ⅡA丹参6-OHDA干预的SH-SY5Y细胞通过miR-153/Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、NQO1、GCLC、GCLM表达，下调cleaved Caspase-9、cleaved Caspase-3表达［60］β-细辛醚石菖蒲Aβ1-42干预的PC12细胞通过P13K/Akt/Nrf2信号通路，上调p-P13K、p-Akt、HO-1、nuclear Nrf2表达，下调cleaved Caspase-3表达［61］熊果酸苹果、罗勒、越桔、蔓越莓、接骨木花小鼠局灶性脑缺血模型激活Nrf2信号通路，上调nuclear Nrf2、HO-1表达，下调TLR4、NF-κB表达［62］多酚类化合物姜黄素郁金、姜黄、莪术、石菖蒲砷干预的PC12细胞激活Nrf2信号通路，上调Nrf2、Akt、ERK、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）、Bcl-2表达，下调Unc-51样自噬激活激酶1（ULK1）、微管相关蛋白-轻链3（LC3）、p53、Bax、细胞色素C（CytC）表达［63-64］白藜芦醇虎杖、决明、桑树、葡萄、花生Aβ1-42干预的PC12细胞激活PI3K/Akt/Nrf2信号通路，上调HO-1、Nrf2、PI3K、p-Akt表达［65］羟基酪醇橄榄的果实和枝叶中H2O2、6-OHDA干预的PC12细胞激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、NQO1、TrxR表达［66］芒果苷芒果的果实、叶、树皮，知母的根茎、地上部分，射干的花、叶H2O2、6-OHDA干预的PC12细胞激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、NQO1、TrxR1、Trx1的转录水平［67］迷迭香酸迷迭香Aβ25-35干预的PC12细胞通过Akt/GSK-3β/Fyn信号通路，激活Nrf2/ARE信号通路［68］花青素蓝莓、樱桃、草莓、葡萄、黑醋栗、山桑子Aβ25-35干预的SK-N-SH细胞通过TLR4/NOX4信号通路，抑制NF-κB信号通路和激活Nrf2信号通路，上调nuclear Nrf2、HO-1、NQO1、GCLC表达［69］苯丙素类绿原酸杜仲、金银花、向日葵、继木、咖啡、可可树H2O2干预的PC12细胞激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、NQO1、Trx1、TrxR1、Nrf2表达［70］和厚朴酚厚朴或凹叶厚朴的干皮、根皮及枝皮H2O2、6-OHDA干预的PC12细胞激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，上调HO-1、NQO1、Trx1、TrxR1表达［71］毛蕊花糖苷大叶紫珠、车前子、地黄、肉苁蓉、紫竹叶Aβ25-35干预的PC12细胞通过ERK和PI3K/Akt信号通路上调Nrf2、HO-1表达［72］其他萝卜硫素西兰花、芥蓝、北方圆红萝卜大鼠缺氧缺血模型激活Keap1/Nrf2/ARE信号通路，上调Nrf2、HO-1表达［73］黄连素黄连、黄柏、三颗针叔丁基过氧化氢（t-BHP）干预的C57BL/6J小鼠骨髓间充质干细胞和大脑皮层神经元激活Keap1/Nrf2/HO-1信号通路，上调nuclear Nrf2、HO-1表达，下调细胞质Nrf2（cytosolic Nrf2）、Keap1表达［74］Keap1作为Nrf2的伴侣分子，常被认为可与药物产生直接作用，由于其具有高度活性的半胱氨酸，药物小分子可通过在胞质中与Nrf2竞争性的结合Keap1，此时，Nrf2逃离了Keap1-Cul3-Rbx1泛素连接酶复合物介导的泛素化和蛋白酶体降解，稳定化的Nrf2转移到细胞核中，激活下游抗氧化与解毒基因的表达。Keap1中高度活性的半胱氨酸残基：Cys151、Cys273和Cys288已经被证明是诱导Nrf2转录活性的传感器［78］，基于课题组的研究，DGR结构域中的Cys513、Cys368也可能是潜在的活性反应位点。小分子与Keap1的相互作用复杂而多样，而具体的不同作用模式与机制更有待近一步的挖掘和探索。此外，其他调节机制也可以参与Nrf2的激活，如非共价修饰Keap1［79］，负调控GSK-3β［80］、蛋白激酶C的磷酸化［81］或p38蛋白的磷酸化以稳定Nrf2［82］等。血脑屏障（BBB）是一种选择性渗透屏障，在中枢神经系统（CNS）中将循环血液与大脑细胞外液分隔开，以保护CNS免受外源性损伤，但是，也阻止了药物进入大脑。穿越BBB的能力有助于药物对CNS的治疗应用，因此，在对天然产物筛选的同时，穿越BBB的能力也是重要的筛选条件。天然产物因具有独特的优势，近年来，在神经保护方面的研究进展已被广泛报道，有些也已经用于临床治疗，如石杉碱甲在我国被广泛用于治疗AD，大蒜素、香草酸、白藜芦醇已处于治疗神经退行性疾病的临床研究阶段。基于已有的研究结果，含有α，β-不饱和酮结构的天然化合物可以与Keap1上的半胱氨酸发生迈克尔加成反应，可能更易于激活Nrf2。大量的研究已经证实天然产物的临床价值，因此Keap1/Nrf2/ARE信号通路可作为防治神经退行性疾病的靶点，并为研发新药提供参考及依据。