文章题目：Alginate Oligosaccharides Protect Gastric Epithelial Cells against Oxidative Stress Damage through Induction of the Nrf2 Pathway

发表期刊：Antioxidants

影响因子：6.6（2025）

通讯单位：智利北天主教大学

研究背景

        胃疾病是全球重大公共卫生挑战，涵盖慢性胃炎、胃溃疡、胃癌等多种病症，每年导致全球800万人死亡。氧化应激是胃疾病的核心病理机制之一，其引发的活性氧（ROS）积累会破坏胃上皮细胞的氧化还原稳态，损伤细胞功能与结构，增加黏膜通透性，促进幽门螺杆菌感染及疾病进展。天然产物来源的抗氧化剂因安全性优势，成为胃黏膜氧化损伤防护的研究热点。褐藻寡糖作为从褐藻中提取的天然活性物质，已在多种细胞和动物模型中展现出抗炎、抗氧化活性，但能否通过调控Nrf2通路保护胃上皮细胞免受氧化应激损伤，相关机制尚未明确。本研究以人胃上皮细胞系GES-1为研究对象，构建H₂O₂诱导的氧化应激损伤模型，系统探究AOS的保护作用及分子机制。

        为明确AOS对氧化应激损伤胃上皮细胞活力的影响，研究团队首先检测不同浓度H₂O₂对GES-1细胞的损伤效应，结果显示H₂O₂浓度升高可显著降低细胞活力（图 1A），而AOS对细胞无毒性，且能显著提升细胞存活状态（图 1B）。进一步实验表明，AOS的预处理可显著保护暴露于H₂O₂的GES-1细胞（图 1C、D），证实AOS能有效改善氧化应激状态下胃上皮细胞的活力。

Figure 1. AOS protects the GES-1 cell line exposed to H₂O₂.

        为验证AOS的抗氧化作用，研究采用DCFH-DA荧光探针检测细胞内ROS水平。结果显示，400μg/mL AOS预处理4小时和24小时后，暴露于H₂O₂的GES-1细胞ROS水平较未加AOS组显著降低（p<0.0001-p<0.05）。这一结果表明，AOS 可通过降低细胞内 ROS 积累，发挥对胃上皮细胞的氧化应激保护作用。

Figure 2. AOS decreased intracellular ROS levels of GES-1 exposed to hydrogen peroxide

        为探究AOS保护作用的分子机制，研究聚焦于Nrf2信号通路。RT-qPCR结果显示，AOS单独处理或AOS联合H₂O₂处理组，GES-1细胞中Nrf2及其靶基因HO-1、NQO1的mRNA表达水平显著升高（p<0.05）（图 3A）。Western blot 结果证实，AOS单独或联合H₂O₂处理可显著上调Nrf2和HO-1蛋白表达，同时降低Nrf2的抑制因子Keap1蛋白水平（图 3B）。免疫荧光实验显示，AOS处理组和AOS联合H₂O₂处理组的GES-1细胞中，Nrf2在细胞核内的荧光强度显著增强，表明Nrf2发生核移位激活（图 3C、D）。

Figure 3. AOS induce the Nrf2 pathway in the GES-1 cell line exposed to H₂O₂.

        为进一步验证Nrf2通路的必要性，研究使用Nrf2特异性抑制剂ML385进行干预。结果显示，ML385可显著逆转AOS的保护作用：AOS联合H₂O₂组加入ML385后，GES-1细胞的ROS水平显著升高（图4A，B），细胞活力显著下降（图 4C），且Nrf2和HO-1蛋白表达水平定性降低。这一结果明确表明，AOS对胃上皮细胞的氧化应激保护作用依赖于Nrf2信号通路的激活。

Figure 4. Specific Nrf2 inhibitor (ML385) affects the protective effect of AOS in GES-1 cells exposed to H₂O₂.

        考虑到Nrf2的非经典激活途径涉及p62/SQSTM1介导的Keap1降解，研究进一步检测p62/SQSTM1的表达。免疫荧光结果显示，H₂O₂、AOS单独处理及AOS联合H₂O₂处理组，GES-1细胞中p62/SQSTM1的绿色荧光斑点数量和强度较对照组显著增加，阳性对照药物氯喹处理组也出现类似变化（图 5A）。定量分析显示，400μg/mL AOS单独处理组p62/SQSTM1荧光强度较对照组升高32.4%±11.4，AOS联合H₂O₂组升高84.9%±15.2（图 5B）。Western blot结果证实，AOS单独处理可显著上调p62/SQSTM1蛋白表达，H₂O₂处理组和AOS联合H₂O₂处理组呈现升高趋势（图 5C）。这些结果表明，AOS可能通过诱导p62/SQSTM1表达，介导Keap1降解，从而以非经典途径激活Nrf2信号通路。

Figure 5. Effect of AOS on the p62/SQSTM1 protein expression in GES-1 cell line exposed to H₂O₂.

总结

        综上，该研究通过一系列体外实验，首次证实褐藻寡糖可保护人胃上皮GES-1细胞免受H₂O₂诱导的氧化应激损伤。其机制为AOS通过诱导p62/SQSTM1蛋白表达，促进Keap1降解，解除对Nrf2的抑制，使Nrf2发生核移位并激活下游靶基因HO-1、NQO1的表达，进而降低细胞内ROS积累，维持细胞活力。该研究不仅揭示了AOS保护胃上皮细胞的分子机制，明确了p62/SQSTM1-Keap1-Nrf2轴在其中的核心作用，还为胃疾病的防治提供了天然活性物质AOS作为潜在治疗或辅助治疗药物的实验依据，为后续开展动物模型和临床研究奠定了基础。

        原文链接：https://www.mdpi.com/2076-3921/13/5/618

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作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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