Внутриклеточная локализация и функция ядерного фактора эритроидного происхождения 2 (Nrf2) в условиях моделирования окислительного стресса in vitro

Введение. Ядерный фактор эритроидного происхождения 2 (англ.: nuclear factor E2-related factor 2, Nrf2) является членом семейства cap‘n’collar (CNC) подсемейства факторов транскрипции лейциновой молнии, который регулирует клеточную защиту от воздействия токсичных веществ и окислителей.

Цель. Определить локализацию, механизм активации и роль Nrf2 в условиях окислительного стресса in vitro.

Материалы и методы. Исследование выполнено на линии клеток аденокарциномы ободочной кишки человека (Caco-2). Окислительный стресс (ОС) моделировали добавлением в питательную среду пероксида водорода (Н₂О₂) в концентрациях 0,1–100 мкМ и инкубацией 24 и 72 ч. При оценке функции Nrf2 к клеткам добавляли его ингибитор ― AEM1 ― в концентрации 5 мкМ. Степень развития ОС определяли фотометрическими методами по концентрации белковых SH-групп и карбонильных производных белков, активности супероксиддисмутазы (СОД). Жизнеспособность клеток оценивали по результатам цитотоксического теста (МТТ-тест), количество Nrf2 в цитоплазме и ядре определяли методом гетерогенного иммуноферментного анализа.

Результаты. При инкубации клеток линии Сасо-2 с Н₂О₂ происходило снижение уровня белковых SH-групп и увеличение концентрации карбонильных производных белков. Активность COД возрастала при инкубации с Н₂О₂ в течение 24 ч 0,1–10 мкМ и 72 ч 10 мкМ. При концентрациях Н₂О₂ 50 и 100 мкМ (24 и 72 ч) происходило снижение активности COД и жизнеспособности клеток. Воздействие Н₂О₂ приводило к транслокации Nrf2 из цитоплазмы в ядро. Была выявлена прямая корреляционная зависимость между концентрацией белковых SH-групп и количеством Nrf2 в цитоплазме при инкубации с Н₂О₂ 24 ч (r = 0,44, р = 0,03), 72 ч (r = 0,34, р = 0,05). Количество Nrf2 в ядре положительно коррелировало с активностью COД в цитоплазме при воздействии Н₂О₂ 24 ч (r = 0,77, р = 0,0001) и 72 ч (r = 0,36, р = 0,06). При ингибировании Nrf2 в условиях воздействия Н₂О₂ жизнеспособность клеток снижалась в большей степени.

Вывод. Пероксид водорода индуцирует ядерную транслокацию Nrf2, что способствует активации антиоксидантного фермента COД и сохраняет жизнеспособность клеток в условиях ОС in vitro.