SIRT1及其与自身免疫性疾病和纤维化相关性

白　炜，李梦涛，王　婷，王　迁，曾小峰

(中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院风湿免疫科，风湿免疫病学教育部重点实验室，北京 100730)

乙酰化和去乙酰化调节是蛋白活性调节的一种重要的形式，通过乙酰化或去乙酰化，可以改变染色质结构或是转录因子的活性，调控基因的表达[1]。组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases，HDACs)对包括组蛋白在内的很多蛋白质的乙酰化状态起到调节作用[2]。哺乳动物体内的HDACs主要分为3类，其中Ⅲ类HDACs又称为Sirtuins蛋白家族[2]。该蛋白家族得名于酵母体内一种沉默信息调节因子(silent information regulator，SIR)2。SIR2最早在酵母体内发现，它被认为与酵母寿命有关，SIR2缺乏的酵母细胞寿命缩短[3]。哺乳动物体内的Ⅲ类HDACs因与酵母体内的SIR2同源，故称为Sirtuins蛋白家族，共包括7种，即SIRT 1～SIRT 7，其中SIRT1与SIR2同源性最高，也是目前研究最多的一类Sirtuins家族蛋白[4]。

人类SIRT1基因定位于第10号染色体的q21.3，SIRT1蛋白存在于细胞核和胞质中，它在DNA损伤修复、细胞周期控制、抑制细胞凋亡、抵抗氧化应激和延长细胞寿命方面起着重要作用[2，4]。SIRT1的这些作用是通过调节一些重要的转录因子、转录辅因子及组蛋白实现的。SIRT1可介导多种组蛋白或非组蛋白去乙酰化，通过很多信号通路影响诸多生理过程。在肿瘤、肥胖及代谢性疾病、炎性疾病、心血管疾病、神经退行性变等很多领域，针对SIRT1均有广泛研究[5]。本文将对SIRT1与疾病相关研究进展，尤其是近年来关于SIRT1与自身免疫性疾病及与纤维化的关系进行综述。

SIRT1与疾病相关研究

SIRT1与代谢性疾病

研究表明，NAD+依赖的去乙酰化酶SIRT1可通过影响肝脏细胞、骨骼肌细胞、脂肪细胞及胰腺细胞等的糖脂代谢，在哺乳动物的代谢时钟(metabolic clock)和衰老上起到重要的作用[6]。在胰腺组织及肝脏，SIRT1起到促进胰岛素分泌的作用、增强肝脏糖异生作用[7-8]。动物实验提示，SIRT1敲除的小鼠较之普通小鼠更容易产生肥胖、脂肪肝、胰岛素抵抗等代谢综合征的表现[9]。有临床试验研究表明，SIRT1激动剂白藜芦醇(resveratrol)对健康肥胖人群可引起降低血压、降低血糖、血甘油三酯、脂肪酸等一系列代谢机能的改变[10]。而另有一些临床试验则有相反的结论，表明应用白藜芦醇似乎并没有对糖脂代谢产生明确的影响[11]。这提示，目前针对SIRT1及其激动剂在代谢领域的研究还有很多值得探讨之处。

SIRT1与肿瘤

细胞的凋亡与肿瘤的发生及减灭密切相关，因此，近年来针对SIRT1与肿瘤之间关系有很多研究报道，不过结论并不统一。SIRT1在对抗细胞凋亡方面的功能使其可能具有潜在致癌特性。在白血病、胶质母细胞瘤、前列腺癌、结肠直肠癌、皮肤癌细胞中均发现有SIRT1过表达[12]，而其在肺腺癌细胞中的表达升高与病情严重程度明显相关[13]。SIRT1通过去乙酰化下调抑癌基因P53的表达，从而使癌细胞凋亡增加[14]。但近年来亦有相反结论的研究发表。有研究表明，SIRT1可作为肿瘤抑制因子，在如结肠癌、乳腺癌等肿瘤发生过程中发挥作用[15]。在体外水平和动物实验中，白藜芦醇可抑制肺癌、胃癌等多种肿瘤的增殖及转移[16-17]。总之，从目前研究结果看，SIRT1对于肿瘤发生及增殖的综合调控功能较为复杂。

SIRT1与自身免疫性疾病

近年来，有很多研究表明SIRT1可以通过NF-kB、AP-1等信号通路对固有免疫和适应性免疫应答起到调节作用，从而在自身免疫性疾病的发生中起到重要作用[18]。有报道称，白藜芦醇对自身免疫性心肌炎大鼠模型具有保护作用[19]；另有报道称，白藜芦醇对多发性硬化的小鼠模型有神经保护作用。而随后有研究表明，这种保护作用与SIRT1过表达相关[20-21]。在一个自身免疫性I型糖尿病家系研究中，患病的家族成员均发现有SIRT1某一位点的基因突变[22]。

在经典的自身免疫性疾病相关领域，也有相关的研究涉及SIRT1功能。研究表明，SIRT1敲除裸鼠会出现自发性自身免疫状态，血清中出现抗核抗体阳性，肝脏和肾脏出现免疫复合物沉积，这些表现与系统性红斑狼疮类似[23]。有研究证实了SIRT1激动剂白藜芦醇对狼疮鼠模型的具有保护作用[24]。作用机制方面，SIRT1在小鼠体内能抑制T细胞活化，维持T细胞免疫耐受，预防自身免疫疾病的发生[25]，细胞水平实验证实它可以抑制肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)α介导的炎症通路，从而可能在炎性相关疾病中发挥作用[26]。近年来研究表明，SIRT1可通过调节前文提到的AP-1和NF-κB两个信号通路的功能，从而调控淋巴细胞增殖、巨噬细胞活化、T细胞增殖分化与免疫耐受，影响类风湿关节炎疾病进程[27]，而它促进调节T细胞(regulatory T cell，Treg)功能的作用被认为可应用在炎症性肠病的治疗中[28]。

然而，关于SIRT1与自身免疫性疾病的关系，研究报道结论并不一致。如有研究显示，在活动性狼疮患者CD4+T细胞中，组蛋白H3/H4乙酰化水平下降，SIRT1 mRNA表达增高[29]。巴西的1项研究观察了367例系统性红斑狼疮血清中SIRT1的2个启动子表达情况，提示SIRT1表达可能与狼疮性肾炎、狼疮活动度升高及狼疮患者死亡率增加相关[30]。在类风湿关节炎患者滑膜液中发现SIRT1表达水平升高，且与TNF-α、细胞介素(interleukine，IL)- 6、IL-8等提示病情活动的炎性因子水平升高相关[31]。而在另1项针对22例类风湿关节炎患者的研究中，发现SIRT1在RA患者外周血单核细胞的表达与正常对照并无差别[32]。在系统性硬化症相关的研究中也看到SIRT1似乎对纤维化加重起到促进作用[33]，这在下文还有进一步讨论。

从上述讨论可以看出，目前关于SIRT1在自身免疫性疾病发病过程中的作用有很多不同甚至是截然相反的观点。有学者提出SIRT1对辅助性T细胞(T helper cell，Th)1和Th17的调节作用与其抑制炎性反应有关，而其对Th2诱导的免疫反应则可能有促进作用[18]。综上，SIRT1可能通过多种机制参与自身免疫性疾病发病过程，其基因功能、激动剂的应用在自身免疫性疾病发病及治疗中发挥的作用值得进一步研究。

SIRT1与组织纤维化

在组织器官纤维化方面，转化生长因子(Transforming growth factor，TGF)β介导的信号通路起到了至关重要的作用。TGF-β可以刺激成纤维细胞向肌成纤维细胞分化，还可促进细胞外基质，尤其是胶原合成，这两方面效应都在组织纤维化进程中起着重要作用[34]。研究发现，特发性肺纤维化[35]、心肌纤维化[36]、肾纤维化[37]、肝脏纤维化[38]等许多器官组织纤维化病理过程中，TGF-β介导的信号通路均起到关键作用。TGF-β通过细胞膜上的受体，激活其下游的Smad蛋白，这一信号通路在纤维化病理过程中发挥了重要的作用。研究表明，Smad3缺陷的细胞对TGF-β的刺激应答下降，胶原合成减少。Smad3敲除小鼠对于放射线诱导皮肤纤维化、博来霉素诱导肺纤维化等多种纤维化病变模型的产生有抵抗作用[39]。在系统性硬化症皮肤纤维化病理改变中，TGF-β/Smad信号通路也起到了关键的作用[40]。

近年来的多项研究均提示，SIRT1可能通过影响TGF-β/Smad这一纤维化进程中重要的信号通路，干预纤维化的生理过程。有研究表明，给予SIRT1敲除的小鼠肾毒性药物刺激情况下，其肾脏病变及纤维化表现更为突出，这可能与基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)-14分子表达下调有关，而MMP-14则被证实在TGF-β介导的纤维化信号通路中起到抑制作用[41]。另外，SIRT1敲除的小鼠对于TGF-β刺激更为敏感，肾脏纤维化程度也更为严重，并且与Smad3表现升高有关[42]。研究表明，在四氯化碳诱导的肝硬化大鼠模型中，TGF-β表达上升，应用白藜芦醇干预后TGF-β表达明显下调[43]。这些均提示干预SIRT1可能通过TGF-β介导的信号通路达到抑制组织器官纤维化的作用。

然而，与前文提到的SIRT1在自身免疫性疾病中的研究类似，近年来关于SIRT1与TGF-β/Smad信号通路及纤维化之间的关系也有很多结论相反的报道。有研究提示，SIRT1及SIRT2均可通过内皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor，EGFR)、血小板源性生长因子受体(platelet-derived growth factor receptor，PDGFR)β的磷酸化，促进肾脏成纤维细胞激活和增殖，而应用SIRT1/2的siRNA处理后则有相反的结果[44]。从系统性硬化症患者及小鼠模型的纤维化病变的皮肤组织中均可看到SIRT1表达下降，但SIRT1的激活亦可激活TGF-β/Smad通路诱导的纤维化进程，同时在SIRT1敲除的小鼠中可看到对博来霉素诱导的纤维化的敏感性下降[33]。这些均提示，在SIRT1与纤维化之间的关系这一研究领域，TGF-β/Smad通路起到了关键的作用，但还有很多机制未明之处。

小　　结

综上所述，SIRT1是一种组蛋白去乙酰化酶，具有催化细胞内的组蛋白和非组蛋白去乙酰化的作用，参与了包括代谢性疾病、肿瘤等多种疾病的病理生理过程。近年来，关于SIRT1功能与自身免疫性疾病的关系、与组织器官纤维化之间的关系有很多相关研究，但结论并不统一。深入探讨SIRT1与自身免疫性疾病及纤维化的关系，有望为这些疾病的治疗提供新的靶点和思路。

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