综述：超越KEAP1：疾病与治疗中决定NRF2功能特异性的伙伴密码

《Antioxidants》：Beyond KEAP1: The Context-Specific NRF2 Partner Code in Disease and Therapy

　　

核因子红系2相关因子2（NRF2）传统上被定义为Kelch样ECH相关蛋白1（KEAP1）调控的应激反应转录因子，但三项观察结果要求建立更全面的框架：NRF2的周转由平行E3连接酶系统共同控制；即使NRF2丰度未发生改变，转录输出仍可能受到共激活复合物组装的限制；且NRF2激活的作用取决于疾病背景，例如在肺癌模型中，NRF2可通过稳定BTB和CNC同源蛋白1（BACH1）而反常地促进转移。研究人员将上述发现整合为NRF2伙伴密码框架，在此框架下，NRF2作为一种依赖环境组合的转录平台，通过四个相对独立的模块组装形成：降解模块（包含KEAP1；β-转运蛋白重复序列包含蛋白，β-TrCP；HMG-CoA还原酶降解蛋白1/滑膜蛋白1，Hrd1/SYVN1；WD重复序列包含蛋白23/DDB1与CUL4关联因子11，WDR23/DCAF11）；胞质支架模块（包含p62/隔离体1，p62/SQSTM1；IQ基序包含GTP酶激活蛋白1，IQGAP1；I型磷脂酰肌醇4-磷酸5-激酶γ/热休克蛋白27，PIPKIγ–HSP27；肽基脯氨酰顺反异构酶NIMA相互作用1，PIN1；肽基脯氨酰异构酶A/亲环素A，PPIA）；核共激活模块位于Neh4/5结构域（包含CREB结合蛋白/p300，CBP/p300；受体相关共激活因子3/类固醇受体共激活因子3，RAC3/SRC-3；蛋白精氨酸甲基转移酶1/共激活因子相关精氨酸甲基转移酶1，PRMT1/CARM1；中介体复合物亚基16，MED16）；以及位于Neh1结构域的DNA/染色质模块（包含小肌动蛋白样纤维肉瘤[Maf]蛋白、BACH1及染色质结构域解旋酶DNA结合蛋白6，CHD6）。研究人员将22种伙伴蛋白映射到Neh结构域架构上，鉴定出约25个可药物干预的界面，并按转化成熟度分为四个层级。该框架将NRF2药理学重新定义为一条核心原则：最具可操作性的靶点通常是其伙伴蛋白而非NRF2本身，且疾病背景决定了调控的方向。文末提出了五项可验证的假说，并提供了连接疾病类型、生物标志物与候选靶点的伙伴密码决策矩阵。

1. 1.
   引言
   1.1 经典NRF2模型及其局限性
   过去三十年，NRF2生物学主要基于双组分调控模型解读。NRF2最早于1994年被鉴定，随后被证实通过其cap’n’collar（CNC）碱性亮氨酸拉链（bZIP）结构域与小Maf蛋白异二聚化。Nfe2l2基因敲除小鼠的功能研究确立了NRF2作为细胞保护转录调控因子的核心地位，而非仅局限于红系特异性因子。在非应激状态下，KEAP1作为胞质底物衔接蛋白，捕获NRF2并将其递送至CUL3-RBX1泛素连接酶复合物进行蛋白酶体降解。Keap1基因敲除小鼠出生后致死的现象印证了该调控机制的重要性，其原因是NRF2组成性激活。氧化应激可修饰KEAP1活性半胱氨酸，尤其是Cys151、Cys273和Cys288，这些残基构成的多重传感器系统可识别不同的亲电试剂类别。这一过程使NRF2从KEAP1依赖的降解途径中释放，允许NRF2在核内积累并激活抗氧化反应元件（ARE）转录程序，其中蛋白激酶C（PKC）介导的Ser40磷酸化参与了核转位过程。这一以KEAP1为核心的模型指导了基础NRF2生物学和治疗开发，包括已获批的NRF2通路药物富马酸二甲酯和omaveloxolone。
   然而该模型虽正确但不再充分。三项独立机制研究支持的新观察结果难以用二元KEAP1–NRF2开关解释。首先，NRF2稳定性至少受四种E3连接酶系统控制。β-TrCP（SCF复合物）在氧化还原非依赖、糖原合成酶激酶3β（GSK-3β）驱动下，于Neh6结构域对NRF2进行泛素化。Hrd1/SYVN1在内质网（ER）膜上响应未折叠蛋白反应信号对NRF2进行泛素化。WDR23/DCAF11（CRL4复合物）在核内对NRF2进行泛素化，其定位和结构逻辑均与KEAP1不同。这些通路在KEAP1保持完整的条件下仍可发挥作用，表明NRF2稳定性整合了氧化还原、生长因子、蛋白稳态和核监控等多种输入信号。
   其次，NRF2转录输出并非仅由其丰度决定。中介体复合物尾部亚基MED16的缺失会削弱约75%的NRF2靶基因诱导，但不降低核内NRF2水平，MED16是桥接NRF2与RNA聚合酶II的关键分子。类似的转录限制还来自小Maf蛋白可用性、BACH1在共享ARE上的抑制作用，以及Neh4/5区域的SRC-3/RAC3–CBP/p300共激活复合物。因此，核内NRF2丰度仅是转录活性的组成部分之一。
   第三，NRF2激活并非均一保护性。在KEAP1突变型肺癌中，NRF2激活可通过稳定转录抑制因子BACH1促进转移。在某些背景下可预防原发肿瘤发生的抗氧化剂，如N-乙酰半胱氨酸和维生素E，在上述模型中通过该轴加速转移。此外，p62积累可通过NRF2激活在自噬缺陷肝脏中驱动肝细胞癌发生，同时也能保护肝细胞抵抗铁死亡。这些例子表明，NRF2激活的疾病后果不仅取决于激活程度，还取决于所募集的伙伴子集。泛癌症分析显示KEAP1和NFE2L2改变广泛存在，进一步提示环境特异性的NRF2重布线是一种反复出现的致癌机制。
   1.2 NRF2伙伴密码
   上述观察并非孤立例外，共同支持一种模型：NRF2更少作为单一开关的主调控因子，更多作为依赖环境的转录平台。其输出由四个模块中伙伴的组合组装塑造：调控稳定性的降解伙伴；转导非氧化还原信号的胞质支架；决定转录幅度和基因选择性的核共激活因子；以及指定哪些ARE包含基因被激活或抑制的DNA/染色质伙伴。研究人员将这种调控架构称为NRF2伙伴密码。框架的核心概念包括：伙伴密码指NRF2相互作用伙伴的组合组装，共同决定其在每种细胞环境中的稳定性、定位、转录幅度及靶基因选择性；框架指用于解读伙伴密码的四模块概念组织；模块指由上游信号转换为NRF2相关输出、并控制特定生化步骤的一组伙伴；桥接伙伴指作用于多个模块的伙伴，如p62既隔离KEAP1又作为NRF2支架，PIN1既作为支架又异构化Neh6磷酸降解子；伙伴转换指同一伙伴在不同细胞或疾病背景中主导效应或作用方向的改变；限速伙伴指在特定疾病环境中决定NRF2输出水平的伙伴，通常是最具信息量的治疗靶点；证据层级指伙伴相互作用的证据强度分级；治疗层级指针对伙伴界面的转化成熟度分级。
   四模块组织的创新体现在两点：一是按信号输入而非定位组织，每个模块由伙伴转换的上游信号定义；二是可在疾病表型层面预测，暗示干扰同一疾病的不同模块会产生不同输出，且当限速模块不同时，同一伙伴在一种疾病中可能需要激活，而在另一种疾病中需要抑制。模块划分对应决定NRF2输出的四个可扰动且可药物干预的生化步骤，模块间不互斥，桥接伙伴按其主要生化功能分配至主模块并明确标注跨模块活性。
   1.3 本综述的贡献
   本综述分五步展开框架：第2节描述多E3降解模块，将KEAP1视为更广泛周转网络的一支；第3节定义胞质支架模块，重点介绍近期鉴定的伙伴如PPIA、PIPKIγ–HSP27、IQGAP1和PIN1；第4节绘制Neh4/5和Neh1处的核转录模块；第5节将这些层次整合为Neh结构域伙伴图谱；第6节和第7节通过伙伴密码视角解读疾病生物学和治疗药理学，区分证据支持的干预措施与假设性机会；第8节将框架转化为五项可实验验证的假说。
   本综述区别于近期NRF2伙伴生物学综述之处包括：提供具有明确分配标准的四模块框架；构建Neh结构域坐标图谱，同步映射22个伙伴、复发疾病突变和翻译后修饰；建立四级治疗成熟度分层，明确区分生物学吸引力与临床准备度。
   1.4 范围与证据分级方法
   本文为机制性叙述综述，采用结构化证据分级而非系统评价。优先纳入鉴定直接NRF2伙伴、绘制结合界面或翻译后修饰、通过遗传或药理扰动测试功能后果、或将伙伴参与与疾病模型或临床阶段治疗相关联的原始研究。综述区分四类证据水平：直接生化/结构证据、细胞机制证据、疾病模型证据、临床或转化证据。临床转化遵循三项原则：最优靶点通常不是NRF2本身；多种已获批药物在机制上与伙伴密码相交，值得开展生物标志物分层重定位研究；同一伙伴在一种疾病中可能需要激活，而在另一种疾病中需要抑制。同时明确区分直接结合NRF2的伙伴与间接调节者，二者均在框架内处理但明确标注。文献检索覆盖1994年至2026年1月，遵循既定纳入排除标准。
2. 2.
   多E3降解密码：NRF2周转的并行路径
   经典模型认为KEAP1捕获NRF2，氧化应激使其释放，这一模型准确但不完整。至少还有三个E3连接酶系统与CRL3^KEAP1轴并行对NRF2进行泛素化，分别作用于NRF2的不同区域并响应不同细胞信号，共同构成多输入降解密码。
   2.1 经典KEAP1轴：泛素化单一底物的氧化还原感应二聚体
   KEAP1作为CUL3-RBX1 E3连接酶复合物的底物衔接蛋白，自1999年起主导NRF2文献。两个KEAP1单体通过BTB结构域形成二聚体，同时通过同时结合Neh2中的两个降解子基序——高亲和力ETGE（残基77–82）和低亲和力DLG（残基23–31）——捕获一个NRF2分子。晶体结构确立了这种不对称双位点识别的分子基础。铰链-闩锁模型将七个赖氨酸定位在DLG和ETGE之间，供CUL3-RBX1介导多聚泛素化，驱动NRF2在蛋白酶体降解，基础半衰期15–30分钟。定量测量证实KEAP1、NRF2和CUL3以固定比例存在，限制了调控动力学。
   氧化还原感应由KEAP1 IVR和BTB结构域的反应性半胱氨酸介导。Cys151、Cys273和Cys288是不同亲电试剂的主要传感器，构成多重“半胱氨酸密码”。NRF2诱导剂可分为四类半胱氨酸传感器偏好型，解释了KEAP1最好被理解为传感器阵列而非单一氧化还原开关。该枢纽的临床重要性反映在两种突变模式中：KEAP1功能缺失突变在肺腺癌等肿瘤中富集，丧失KEAP1功能提供生长优势；NFE2L2功能获得突变几乎完全局限于Neh2的DLG和ETGE基序，精确对应晶体结构预测的KEAP1 Kelch口袋结合关键残基。两类突变均导致NRF2脱离KEAP1介导的周转，但β-TrCP、Hrd1和WDR23轴保持完整，这种不对称性使非KEAP1轴成为KEAP1/NFE2L2突变肿瘤的潜在合成致死靶点。
   2.2 β-TrCP/SCF轴：Neh6处氧化还原非依赖、AKT可调的降解子
   β-TrCP识别Neh6结构域中由GSK-3β引物的磷酸化降解子，包含两个基序，由GSK-3β串联磷酸化。β-TrCP–NRF2结合触发SCF驱动的泛素化，完全独立于氧化还原状态。其生理逻辑位于GSK-3β上游：PI3K–AKT信号磷酸化并抑制GSK-3β，使Neh6磷酸降解子去引物并稳定NRF2，构成了与氧化还原无关的调控轴。该轴在三种疾病背景下尤为关键：在2型糖尿病中，PI3K/AKT通路慢性激活抑制GSK-3，减少β-TrCP介导的NRF2周转，导致NRF2反常稳定，损害胰岛β细胞功能；在神经退行性疾病中，GSK-3β过度活跃导致NRF2不稳定；在致癌RAS驱动肿瘤中，AKT过度激活以Neh6依赖方式升高NRF2，独立于KEAP1或NFE2L2突变，参与驱动肿瘤生长的代谢重编程。治疗上，GSK-3β抑制剂如锂盐和tideglusib已具备临床应用经验，可通过去引物Neh6磷酸降解子稳定NRF2，但其重定位用于氧化还原失调疾病仍需疾病特异性药效学和安全性验证。
   2.3 Hrd1/SYVN1轴：内质网蛋白稳态门控的制动机制
   Hrd1是多跨膜内质网RING型E3连接酶，经典参与内质网相关降解。Hrd1通过结合NRF2 C端一半区域直接泛素化NRF2。在肝硬化肝脏中，未折叠蛋白反应的IRE1α–XBP1臂转录上调Hrd1，进而催化NRF2泛素化，解释了在充满活性氧的组织中NRF2蛋白反而丢失的矛盾现象。该轴在肾缺血再灌注损伤、慢性酒精性肝病和心脏内质网应激模型中得到支持，其核心贡献在于表明NRF2稳定性由蛋白稳态状态门控，而不仅由氧化还原状态决定。Hrd1抑制剂或IRE1α–XBP1通路阻断剂可能在肝硬化和缺血后背景下保护NRF2，此时单独抑制KEAP1可能不足。
   2.4 WDR23/DCAF11–CRL4轴：区别于KEAP1的核监控机制
   WDR23/DCAF11是CUL4 E3连接酶复合物的DDB1结合底物衔接蛋白，进化上保守。人类WDR23以不同于KEAP1的结构方式泛素化NRF2，结合Neh2结构域内的DIDLID基序，该界面不同于KEAP1使用的DLG/ETGE基序，即使在KEAP1缺失的细胞中仍可发挥作用。WDR23存在两种亚细胞定位不同的亚型，核富集亚型介导核内大部分NRF2周转，提供了KEAP1释放NRF2并完成核转位后的调控层。伙伴密码的含义在于胞质和核区室运行不同的周转程序，空间分离可能塑造NRF2转录脉冲的时长和时机。WDR23还调节药物代谢酶表达和线粒体稳态，是未来治疗开发的候选核控制点。
   2.5 KEAP1隔离伙伴：同一枢纽的间接调节因子
   第五类降解调节伙伴不直接结合NRF2，而是隔离KEAP1本身，占据原本结合NRF2 ETGE的Kelch口袋。典型代表是p62/SQSTM1，其KIR基序模拟NRF2 ETGE。当p62通过PB1结构域寡聚化时，形成液液相分离凝聚体，物理固定KEAP1于自噬靶向液滴中，这是一种非氧化还原、凝聚体驱动的NRF2稳定机制，在自噬通量受损时运作，驱动自噬缺陷肝细胞癌中NRF2组成性激活。其他KEAP1隔离伙伴包括DPP3、WTX/AMER1、PALB2和p21/CDKN1A，各自携带ETGE或DLG样基序与NRF2竞争KEAP1结合，在不同细胞环境中发挥作用。
   2.6 解读多E3密码
   四个E3轴在NRF2上建立了空间和信号逻辑：Neh2是氧化还原感应和KEAP1竞争区；Neh6是代谢状态区，受GSK-3β–β-TrCP和PI3K–AKT信号控制；靠近Neh3及邻近表面通过Hrd1和WDR23贡献蛋白稳态和核监控控制。这些区域部分正交，允许单个NRF2分子通过某一轴稳定而仍受另一轴影响。其含义包括：疾病特异性常可读自受扰动的E3轴；空间分隔创造了伙伴选择性治疗的机会；KEAP1突变肿瘤并非NRF2最大化状态，仍依赖β-TrCP、WDR23和核共激活伙伴。
3. 3.
   胞质支架模块：作为信号整合的NRF2稳定性
   经典模型中，胞质NRF2是被KEAP1捕获、泛素化和降解的短寿命中间体。支架模块扩展了这一观点，胞质NRF2可被非E3连接酶且非简单模拟氧化应激的伙伴稳定，这些伙伴将钙流、MAPK信号、脂质信号、自噬、伴侣状态和脯氨酸异构化与NRF2半衰期和核递送联系起来。
   3.1 p62/SQSTM1和NBR1：凝聚体介导的KEAP1隔离
   p62除竞争性抑制外，还通过PB1结构域寡聚化形成微米级液液相分离凝聚体，物理固定KEAP1于自噬靶向液滴中，随后液滴被自噬体吞噬，完全移除KEAP1的可溶性池。NRF2转录上调磷酸化p62结合KEAP1，形成正反馈环。在自噬缺陷肝细胞中，这驱动NRF2组成性激活并与肝细胞癌发生因果相关。NBR1可替代p62在某些凝聚体中发挥作用。TBK1磷酸化p62增加其KEAP1亲和力，因此TBK1抑制剂可降低自噬缺陷癌细胞中的NRF2稳定，提供抑制HCC中组成性NRF2活性的伙伴选择性途径。
   3.2 IQGAP1：钙反应性支架和MEK–ERK中继
   IQGAP1是多结构域支架蛋白，直接结合NRF2的Neh1/bZIP区域，稳定NRF2并驱动钙依赖性核转位，同时作为支架将MEK、ERK和NRF2拉近。IQGAP1介导的稳定完全脱钩于氧化还原线索，由细胞内钙升高触发，并物理整合MEK–ERK磷酸化S40和钙/钙调蛋白驱动的核转位两条通路。这解释了在KEAP1和NFE2L2野生型情况下NRF2仍过度激活的一类细胞环境。TRPM2–IQGAP1–NRF2轴在神经母细胞瘤中说明了该支架如何促进化疗耐药。
   3.3 PIPKIγ–HSP27：磷脂酰肌醇偶联的伴侣模块
   I型磷脂酰肌醇磷酸激酶γ（PIPKIγ）在特定膜和核周池生成磷脂酰肌醇4,5-二磷酸（PI(4,5)P?）。研究发现PIPKIγ促进NRF2与伴侣HSP27的相互作用，从而增加NRF2稳定性和靶基因诱导。该模块将脂质第二信使通过伴侣界面连接到转录因子稳定性通路，而非通过KEAP1半胱氨酸修饰。HSP27反义药物apatorsen已进入多项癌症的II期试验，其临床活性是否涉及NRF2去稳定尚需验证。
   3.4 PIN1：跨越三个Neh结构域的磷酸构象转换
   PIN1是肽基脯氨酰顺反异构酶，识别磷酸化S/T-P基序并催化脯氨酸异构化。NRF2有三个磷酸识别位点：Neh7的S215、Neh6/Neh1连接子的S408和Neh3的S577，均由促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）和周期蛋白依赖性激酶（CDK）磷酸化。PIN1介导NRF2稳定有两种机制：直接机制是PIN1结合诱导NRF2构象变化，降低KEAP1 Kelch口袋和β-TrCP磷酸降解子的可及性；间接机制是PIN1结合KEAP1本身的磷酸化基序，将其隔离远离NRF2。PIN1在许多人类癌症中过表达，维持氧化还原平衡并驱动肿瘤进展。KPT-6566和sulfopin是较先进的PIN1抑制剂。
   3.5 PPIA/亲环素A：被FDA批准药物靶向的结构性KEAP1阻断剂
   肽基脯氨酰异构酶A（PPIA；亲环素A）识别Neh4–Neh5连接子中围绕反式Pro174的疏水区域，结构分析显示PPIA结合可遮蔽KEAP1结合并稳定NRF2。这是结构域间连接子作为活性调控表面而非被动间隔区的清晰例证。PPIA的治疗相关性在于，免疫抑制剂环孢素A（CsA）可破坏PPIA–NRF2相互作用。在KEAP1突变非小细胞肺癌模型中，CsA促进NRF2泛素化，降低谷氨酰胺驱动代谢程序并减缓肿瘤进展，支持其在NRF2过度活跃癌症中的重定位假说。
   3.6 解读胞质支架逻辑
   上述伙伴表明胞质NRF2稳定性是一个整合层而非被动等待状态，每个伙伴将不同上游信号转化为延长的NRF2半衰期和增强的核递送。多个伙伴与临床阶段或已获批药物相关，但多数需要直接的NRF2药效学验证才能被视为治疗靶点。
4. 4.
   核转录模块：染色质处的伙伴组装
   一旦NRF2进入细胞核，伙伴密码的第二层决定哪些靶基因被转录、响应速度及诱导强度。这些输出不仅由NRF2丰度编码，还来自组装在反式激活结构域和DNA结合界面的伙伴。本节将核模块分为四层：小Maf依赖的DNA结合、BACH1连接的抑制、Neh4/5共激活复合物组装，以及染色质或核受体调节。
   4.1 DNA结合枢纽：带有内置抑制因子的必需二聚体
   NRF2是CNC家族bZIP转录因子，不以单体或同二聚体结合DNA。ARE识别需要与三种小Maf蛋白之一——MafF、MafG或MafK——通过Neh1/CNC-bZIP结构域异二聚化。这一必需依赖性有两层含义：小Maf化学计量是限速的；相同的bZIP表面是BACH1的竞争位点，BACH1是与相同MafF/G/K池异二聚化的CNC家族转录抑制因子。细胞含有由NRF2（激活因子）和BACH1（抑制因子）竞争的共享小Maf池。BACH1受血红素调节，血红素结合促进其核输出和蛋白酶体降解。由于BACH1和NRF2在重叠ARE上竞争相同小Maf伙伴，BACH1:NRF2比率可决定铁处理和铁死亡相关基因被激活还是抑制。
   4.2 共激活复合物：Neh4/5上的组合机器
   NRF2–小Maf异二聚体占据ARE染色质后，反式激活引擎在Neh4和Neh5上组装。该引擎是由组成决定转录幅度、动力学和基因选择性的组合复合物。CBP和p300是首个在NRF2反式激活结构域鉴定的共激活因子，通过KIX-CH1表面以协同双位点方式结合Neh4和Neh5，招募至ARE染色质并对组蛋白H3和H4进行乙酰化。CBP/p300还乙酰化NRF2本身多个赖氨酸残基，增强DNA结合并延长染色质驻留时间。这些乙酰化标记可被NAD?依赖的去乙酰化酶SIRT1和SIRT7逆转，将代谢输入引入共激活模块。RAC3/SRC-3是NRF2处最彻底表征的p160家族共激活因子，其N端pasB和C端R3B3结构域直接结合Neh4和Neh5，与NRF2共同招募至HMOX1启动子ARE增强子。PRMT1和CARM1通过精氨酸甲基化增加第三层组合调节。p/CAF（KAT2B）进一步延伸赖氨酸乙酰化活性。中介体复合物由MED16锚定，直接结合Neh4/5和Neh1，Med16缺失削弱约75% NRF2靶基因诱导而不影响缺氧反应转录，MED16作为选择性导管将中介体尾部亚基锚定到NRF2，实现RNA聚合酶II C端结构域磷酸化。若无MED16，NRF2仍结合DNA但无法有效招募RNA聚合酶II。
   4.3 染色质重塑子和转录微调因子
   除Neh4/5共激活枢纽外，NRF2还与作用于ARE元件染色质背景的伙伴相互作用。染色质结构域ATP酶CHD6在氧化应激期间稳定，其缺失损害抗氧化转录反应。组蛋白伴侣胸腺素原α（PTMA）结合Neh1/Neh3区域，通过调节组蛋白H1置换增强NRF2反式激活。KAP1/TRIM28被报道结合Neh3区域，具有环境依赖性效应。
   4.4 核受体交叉调节因子：整合非氧化还原内分泌信号
   RXRα直接结合Neh7，遮蔽邻近Neh4/5共激活枢纽并抑制NRF2反式激活。糖皮质激素受体（GR）通过部分重叠的Neh4/5–Neh7区域抑制NRF2反式激活，提示慢性糖皮质激素使用可能减弱抗氧化反应。PIN1识别的S215磷酸化位点位于Neh7 RXRα结合区域内，推测磷酸化S215可能通过产生竞争性PIN1对接位点保护NRF2免受RXRα抑制，构成单残基伙伴转换的例子。
   4.5 解读核模块：有限伙伴字母表的组合输出
   四个核层共享一个组织原则：NRF2转录输出来自有限伙伴字母表在特定表面的组合组装。这意味着相同核NRF2池在不同细胞类型中可驱动不同转录程序，NRF2在癌症中的过度激活不能仅从KEAP1状态理解，还取决于BACH1、小Maf蛋白、RAC3、CBP/p300、PRMTs、MED16和染色质状态。核模块提供了在不改变NRF2蛋白稳定性的前提下抑制致癌NRF2的最直接途径。
5. 5.
   Neh结构域伙伴图谱：伙伴密码的坐标系统
   本节将所有伙伴同时投影到线性NRF2序列上，揭示四个组织模式。第一，降解和激活逻辑的空间分离：Neh2是KEAP1驱动伙伴密码的核心区域，包含DLG和ETGE降解子基序，同时也有多个蛋白竞争KEAP1结合以稳定NRF2。癌症相关NRF2功能获得突变集中在DLG和ETGE基序，通过消除KEAP1识别入口而保留下游共激活相互作用。第二，拮抗伙伴共享单一结构域：同一结构域常承载功能相反的伙伴，如Neh2上KEAP1与p21/p62/DPP3拮抗；Neh1上NRF2–小Maf与BACH1竞争；Neh7上RXRα与PIN1磷酸S215竞争；Neh6/Neh1连接子上β-TrCP与PIN1竞争。这种架构意味着扰动伙伴化学计量而非NRF2丰度可翻转输出。第三，疾病突变集中于最高频使用的界面：癌症中复发性错义突变集中在Neh2的DLG和ETGE基序，较少见于Neh4/5、Neh1或Neh3，表明癌症最常通过禁用降解密码而保留转录机器来重布线NRF2。第四，结构域间连接子和C端区域是新兴调控区域：PPIA结合Neh4–Neh5连接子的反式Pro174，PIN1结合Neh6/Neh1连接子的磷酸S408，提示连接子区域应明确纳入NRF2结构和药理学图谱。
6. 6.
   疾病中的伙伴密码重布线
   伙伴密码在疾病中被重布线：特定伙伴过度活跃或被抑制，突变移除密码的一层而其他层保留，相同NRF2蛋白可产生不同转录程序。
   6.1 KEAP1/NFE2L2突变癌症：下游机器完整的致癌NRF2
   约20–30%非小细胞肺癌存在KEAP1功能缺失或NFE2L2功能获得改变，两类改变均使NRF2脱离经典KEAP1周转通路，但其余伙伴界面保持完整并可能成为限速步骤。NRF2过度激活的转录输出由代谢重编程程序主导，包括SLC1A5（ASCT2，谷氨酰胺转运蛋白）和转录因子KLF5共同上调以维持谷氨酰胺分解。治疗逻辑可从直接抑制NRF2转向靶向伙伴界面，如KEAP1突变肿瘤仍依赖PPIA、PIN1、HSP27、BACH1和核共激活因子。谷氨酶抑制剂telaglenastat已在KEAP1/NFE2L2突变非小细胞肺癌中评估，但临床获益有限，提示需要更精确的伙伴密码和代谢生物标志物分层。
   6.2 铁死亡和铁代谢：小Maf依赖ARE上的BACH1:NRF2比率
   NRF2诱导而BACH1抑制重叠的铁死亡保护基因，使铁死亡既是氧化还原应激问题也是伙伴比率问题。KEAP1突变肺癌可通过NRF2驱动的HO-1活性稳定BACH1，而抗氧化剂暴露可能通过NRF2–BACH1轴加速转移。双重NRF2激活剂/BACH1抑制剂药物策略在铁死亡相关疾病中具有潜力，但BACH1:NRF2比率应作为生物标志物检测。p62–KEAP1–NRF2轴也在肝癌中保护细胞抵抗铁死亡，并参与糖尿病伤口愈合。
   6.3 神经退行性疾病：作为限速伙伴的GSK-3β/β-TrCP轴
   在阿尔茨海默病、帕金森病等疾病中，NRF2蛋白水平和靶基因输出常随衰老和疾病进展下降。伙伴密码框架确定GSK-3β/β-TrCP/Neh6轴为潜在限速模块。KEAP1在这些疾病中基本完整，而β-TrCP臂可能因GSK-3β过度活跃持续参与，导致NRF2被快速降解。治疗上，GSK-3β抑制剂可能比KEAP1靶向化合物更有效，锂盐和tideglusib已有临床应用经验。Friedreich共济失调是伙伴密码指导治疗的范例，omaveloxolone靶向KEAP1模块并于2023年获FDA批准，联合GSK-3β抑制剂可能产生相加效应。
   6.4 代谢疾病和慢性肝脏病理：p62轴和Hrd1悖论
   在自噬缺陷肝脏中，p62积累隔离KEAP1并维持NRF2激活，驱动肝细胞癌发生。在非酒精性脂肪性肝炎早期，p62/NRF2信号可能初始保护氧化损伤，但后期促进代谢重编程和肿瘤起始。相反，在肝硬化中，IRE1α–XBP1诱导Hrd1，直接泛素化NRF2并抑制保护性转录，造成同一肝脏中既有p62驱动的NRF2过度激活状态，又有Hrd1驱动的抑制状态。治疗需分阶段：早期保护NRF2，晚期抑制p62或靶向下游致癌输出。在2型糖尿病中，β-TrCP/Neh6轴占主导，慢性胰岛素抵抗导致GSK-3β去抑制，引物Neh6磷酸降解子，引起β-TrCP驱动的NRF2降解。PIPKIγ–HSP27轴则在化疗应激组织中参与癌症恶病质和化疗耐药。
   6.5 解读疾病重布线：四项原则
   第一，疾病特异性来自哪个伙伴成为限速节点，而非仅NRF2丰度。第二，同一伙伴在不同疾病中可能需要相反调控方向，如BACH1在神经退行性疾病中需抑制，在KEAP1突变肺癌中需利用。第三，多种已获批药物在机制上与伙伴密码节点相交，但需生物标志物分层重定位。第四，证据强度在不同疾病背景差异显著，应匹配相应强度的主张。
7. 7.
   治疗意义：伙伴选择性NRF2药典
   伙伴密码的四模块结构可解读为可药物干预界面的图谱。治疗分为四个转化成熟度层级：一级为已获批NRF2通路治疗药物，包括富马酸二甲酯和omaveloxolone；二级为具有重定位潜力的已获批药物，如环孢素A、锂盐、全反式维甲酸和砷 Trioxide；三级为已进入临床评估的伙伴相邻药物，按临床结果细分为3a活跃临床阶段、3b已完成或终止且临床结局阴性或有限、3c历史临床阶段且在未分层人群中证据有限；四级为临床前或概念性界面。
   7.1 伙伴选择性NRF2调控的理由
   三十年来NRF2药理学主要尝试通过失活KEAP1激活NRF2，虽在特定适应症取得批准，但也暴露了广泛激活的局限。伙伴密码框架建议更选择性的替代方案：识别并调控疾病中限速的伙伴。在Friedreich共济失调中，靶向KEAP1相关激活有益；在神经退行性疾病中，相关轴可能是GSK-3β–β-TrCP；在KEAP1突变非小细胞肺癌中，KEAP1已失活，可操作性转向PPIA、PIN1、HSP27、RAC3、CBP/p300及下游代谢依赖。
   7.2 降解模块中的可药物界面
   KEAP1 Cys151共价修饰剂包括已获批药物富马酸二甲酯和omaveloxolone，以及处于不同开发阶段的化合物。非共价KEAP1–NRF2蛋白-蛋白相互作用抑制剂旨在避免半胱氨酸修饰剂的脱靶反应性。β-TrCP/Neh6轴可通过GSK-3β抑制剂间接调控。Hrd1和WDR23轴仍处于临床前阶段。
   7.3 胞质支架模块中的可药物界面
   PPIA–NRF2界面是重定位假说，环孢素A可破坏该相互作用并在模型中减缓肿瘤进展。PIN1–NRF2界面有多个抑制剂在临床前或临床使用中。HSP27–NRF2界面与已进入II期试验的apatorsen相关。p62–KEAP1界面可通过TBK1抑制剂间接调控。IQGAP1–NRF2界面目前仅为概念性，可通过钙通道抑制剂和MEK抑制剂探索。
   7.4 核共激活和染色质模块中的可药物界面
   核模块是抑制致癌NRF2最丰富且最少开发的层。CBP/p300–NRF2界面有选择性抑制剂处于临床阶段，可抑制NRF2依赖的细胞保护转录。RAC3/SRC-3–NRF2界面有临床前小分子抑制剂