宋小琴 綜述，王榮麗 審校

（瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科，四川瀘州646000）

沉默信息調(diào)節(jié)因子Sir2是近來(lái)發(fā)現(xiàn)的一類具有NAD＋依賴性的組蛋白／非組蛋白去乙?；福瑥募?xì)菌到哺乳動(dòng)物都有表達(dá)，屬于Ⅲ類組蛋白去乙?；福℉DAC）。Frye[1]首次鑒定和克隆出了7種人類的Sir2同系物：SIRT1～SIRT7，取名為“sirtuins”。SIRT1與Sir2的同源性最高，在哺乳動(dòng)物成熟組織中廣泛表達(dá)，在生殖細(xì)胞和胚胎早期含量豐富，是目前研究最多的sirtuins。

1 Sir2家族

Sir2最早是在酵母細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)的，后來(lái)大量的研究證實(shí)Sir2在從細(xì)菌到人類的各種生物都有廣泛的分布。哺乳動(dòng)物的sirtuins在亞細(xì)胞中的定位是不相同的，在細(xì)胞核中占優(yōu)勢(shì)的主要是SIRT1、SIRT6和SIRT7，后兩者位于細(xì)胞核的異染色質(zhì)區(qū)和核仁，而SIRT1也具有一些重要的胞質(zhì)的功能，位于細(xì)胞核內(nèi)除了異染色質(zhì)區(qū)和核仁以外的區(qū)域，SIRT3、SIRT4、SIRT5位于線粒體，SIRT2定位在細(xì)胞質(zhì)。sirtuins蛋白共同特征是都擁有一個(gè)保守的200個(gè)左右的氨基酸殘基構(gòu)成的催化核心區(qū)域，暗示其具有保守的催化作用，但它們的蛋白質(zhì)在亞細(xì)胞定位和作用底物上各不相同，使得它們的功能具有多樣性[2]。而不同的生物群體中相應(yīng)的功能也會(huì)表現(xiàn)出多樣化。酵母的Sir2在交配型基因沉默、端粒區(qū)基因沉默、r DNA沉默中起重要作用，還可能參與長(zhǎng)壽與衰老的調(diào)節(jié)。而人類sirtuins的底物是組蛋白、非組蛋白及各種轉(zhuǎn)錄因子和其他的各種功能性蛋白質(zhì)。Sir2所催化的去乙?；磻?yīng)與水解NAD＋生成煙酰胺（NAM）和2－O－乙酰－ADP－核糖相偶聯(lián)[3]。由于Sir2的去乙?；饔眯枰狽AD＋作為輔助因子，所以NAD＋合成途徑和補(bǔ)救途徑在調(diào)節(jié)Sir2功能上起重要作用。Sir2活性受NAD＋補(bǔ)救途徑中的中間產(chǎn)物（煙堿，煙酸等）以及NADH和一些NAD＋的代謝物的調(diào)節(jié)[4]。

2 SIRT1定位、結(jié)構(gòu)特征及生物學(xué)功能

2.1 SIRT1定位、結(jié)構(gòu)特征 哺乳動(dòng)物SIRT1與酵母Sir2的同源性最高，對(duì)其研究也最為深入。人類SIRT1于1999年被發(fā)現(xiàn)，由500個(gè)氨基酸殘基組成，其催化核心區(qū)域由275氨基酸殘基組成，編碼基因位于染色體lOq21.3全長(zhǎng)33 kb，包含9個(gè)外顯子和8個(gè)內(nèi)含子，5′端及3′端各有一個(gè)分別為53 bp和1 793 bp的非翻譯區(qū)，翻譯后的蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量約為60×103，不存在剪切變異體，具有NAD依賴的脫乙酰基酶活性。通過(guò)X線晶體衍射證實(shí)SIRT1有兩個(gè)基本結(jié)構(gòu)域：一個(gè)大結(jié)構(gòu)域，主要由Rossmann折疊組成，是許多NAD和NADP＋結(jié)合酶的特征域，這一結(jié)構(gòu)域保守性較強(qiáng)；一個(gè)小結(jié)構(gòu)域，包含一個(gè)鋅帶（Zincribbon）結(jié)構(gòu)和一個(gè)螺旋構(gòu)件，這一結(jié)構(gòu)域保守性較低。在這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域之間形成一個(gè)裂隙，它的底物就結(jié)合于此并發(fā)生催化反應(yīng)[5]。有關(guān)研究已經(jīng)證實(shí)，第363位賴氨酸是SIRT1脫乙?；富钚缘谋匦杌鶊F(tuán)。

2.2 生物學(xué)功能及調(diào)控 SIRT1是廣泛存在于生物體的胞核及胞質(zhì)中的一種核蛋白，主要通過(guò)對(duì)組蛋白、轉(zhuǎn)錄因子及其他蛋白修飾的賴氨酸殘基進(jìn)行去乙?；?，調(diào)節(jié)基因的表達(dá)。SIRT1通過(guò)與不同的組蛋白和非組蛋白相互作用來(lái)完成不同的功能，這些蛋白主要包括：H1、H3、H4、p53、Ku70、FOXOs、NF－KB、Smad7、AR、E2F1、Tat、PGC－1α、NcoR、p300[6]。研 究發(fā)現(xiàn)，SIRT1在體內(nèi)的底物并不具有序列或結(jié)構(gòu)特異性，而是一種蛋白質(zhì)之間的相互作用[3]。SIRT1參與體內(nèi)許多生理功能調(diào)節(jié)，包括眾多基因轉(zhuǎn)錄、能量代謝以及細(xì)胞衰老過(guò)程的調(diào)節(jié)等，尤其在糖代謝、脂代謝、調(diào)節(jié)胰島素分泌中發(fā)揮著重要的作用[7]。此外，SIRT1還是細(xì)胞凋亡過(guò)程中的抑制因子。在生物體內(nèi)，煙酰胺、sirtinol是SIRT1的功能抑制劑，紅葡萄酒抗氧化劑白藜蘆醇、槲皮素是其功能激活劑。目前，SIRT1相關(guān)的研究已經(jīng)很多，且越來(lái)越深入，上述功能已經(jīng)被大家熟知了，在國(guó)外已有不少的研究證實(shí)SIRT1和過(guò)敏性氣道疾病、肺癌、COPD等疾病有著密切的關(guān)系，但在國(guó)內(nèi)相關(guān)的資料尚少。

3 SIRT1與肺部疾病的關(guān)系

3.1 SIRT1與過(guò)敏性氣道疾病 呼吸系統(tǒng)過(guò)敏反應(yīng)性疾病中最常見的就是過(guò)敏性鼻炎和支氣管哮喘，而臨床上以后者更常見。氣道過(guò)敏性疾病是多種細(xì)胞及細(xì)胞因子參與的氣道慢性炎癥性疾病，中國(guó)目前沒有研究SIRT1與氣道過(guò)敏性疾病的相關(guān)研究，而國(guó)外相關(guān)文獻(xiàn)也很少。

Kim等[8]通過(guò)使用卵清蛋白（OVA）誘導(dǎo)建立過(guò)敏性氣道疾病的小鼠模型，研究中運(yùn)用Western blot原理及免疫熒光等檢測(cè)模型小鼠吸入OVA激發(fā)后體內(nèi)相關(guān)的指標(biāo)，然后向模型小鼠體內(nèi)注射sirtinol，再次檢測(cè)小鼠體內(nèi)的相應(yīng)指標(biāo)。研究結(jié)果顯示模型小鼠注射sirtinol，吸入OVA激發(fā)后，肺內(nèi)、氣管上皮細(xì)胞內(nèi)的SIRT1水平及SIRT1酶活性，均較激發(fā)前大幅度的下降，于此同時(shí)氣道高反應(yīng)性、高水平的VEGF、白細(xì)胞介素（IL）－4、IL－5和IL－13等氣道炎癥因子水平、升高的血管滲透性、氣道黏液的分泌水平等都大幅度降低。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)氣道上皮細(xì)胞中，注射sirtinol后減弱了OVA誘導(dǎo)的HIF－1α水平的上調(diào)?？梢酝茢嘣谛∈篌w內(nèi)，sirtinol通過(guò)HIF－1α介導(dǎo)的對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子表達(dá)的調(diào)節(jié)，可能減弱抗原介導(dǎo)的氣道炎癥和氣道高反應(yīng)性。

3.2 SIRT1與流行性感冒 流行性感冒是一種常見的易發(fā)生于季節(jié)變化時(shí)的急性呼吸道感染性疾病，主要由流感病毒感染所致。目前，國(guó)內(nèi)研究顯示SIRT1與流感病毒引起的細(xì)胞凋亡有密切的聯(lián)系。

關(guān)振宏等[9]采用流式細(xì)胞技術(shù)在觀察流感病毒誘導(dǎo)A459細(xì)胞凋亡情況的同時(shí)應(yīng)用Western blot原理研究SIRT1和p53等蛋白的表達(dá)情況。研究結(jié)果顯示，1 000 TCID50／mL劑量流感病毒感染A549細(xì)胞后，細(xì)胞表現(xiàn)出典型的凋亡特征，且凋亡比例隨感染時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增加。在流感病毒誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡過(guò)程中，SIRT1蛋白的表達(dá)下降，p53的表達(dá)上升。線粒體中Bax的表達(dá)上調(diào)，Bcl－2的表達(dá)下降。從而推斷出SIRT1蛋白參與了流感病毒誘導(dǎo)的A549細(xì)胞凋亡，SIRT1蛋白表達(dá)下調(diào)可能促進(jìn)了Bax釋放進(jìn)入線粒體和p53蛋白功能的進(jìn)一步發(fā)揮。

3.3 SIRT1與慢性阻塞性肺?。–OPD） COPD是呼吸系統(tǒng)疾病中的常見病、多發(fā)病，近年來(lái)由于環(huán)境污染、吸煙及人口老齡化等原因，COPD的發(fā)病率和病死率居高不下，由于COPD患者肺功能進(jìn)行性減退嚴(yán)重影響勞動(dòng)力和生活質(zhì)量。目前，在國(guó)內(nèi)同樣沒有關(guān)于SIRT1與COPD的相關(guān)研究，而國(guó)外有較多的研究表明SIRT1與COPD關(guān)系密切。

Rajendrasozhan等[10]研究顯示，相對(duì)非吸煙組，吸煙者和COPD患者的巨噬細(xì)胞，肺組織中SIRT1水平降低是由于翻譯后修飾所引起的，而修飾是由香煙煙霧（CS）衍生的具有活性的復(fù)合物來(lái)實(shí)現(xiàn)的，導(dǎo)致Rel A／p65乙酰化減少。而SIRT1的消耗導(dǎo)致CS提取物（CSE）介導(dǎo)的Rel A／p65NF－κB乙?；脑鰪?qiáng)，同時(shí)SIRT1去乙酰基酶可調(diào)節(jié)IL－8炎性因子的釋放。Rajendrasozhan等[11]將其總結(jié)為，CS／氧化劑誘導(dǎo)組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶和組蛋白／非組蛋白去乙?；福ㄒ阴；福?，如導(dǎo)致染色質(zhì)重塑的HDAC2和SIRT1發(fā)生翻譯后修飾，而引起染色質(zhì)變異和表觀遺傳變化，而HDAC2／SIRT1－Rel A／p65輔阻遏復(fù)合物的分離與Rel A／p65乙酰化有相關(guān)性，最終引起持續(xù)的促炎基因的轉(zhuǎn)錄。因此染色質(zhì)修飾和表觀遺傳調(diào)控，對(duì)COPD患者持續(xù)的肺部炎癥中起著至關(guān)重要的作用。這將有助于理解SIRT1在COPD的病理生理過(guò)程中的作用，將來(lái)可能會(huì)有助于后續(xù)治療研究的發(fā)展。Zeng等[12]闡述了NF－κB活性和組蛋白乙?；脑鰪?qiáng)對(duì)引起局部促炎因子的釋放起著重要的作用，而SIRT1作為一種重要的蛋白參與到組蛋白的去乙?；拓?fù)性調(diào)節(jié)NF－κB的活性從而減少炎癥因子的釋放。

關(guān)于COPD的炎癥因子的釋放，另外還有一個(gè)有價(jià)值的研究，Yang等[13]將單核巨噬細(xì)胞暴露于CSE中引起劑量、時(shí)間依賴的SIRT1活性和表達(dá)水平的降低，而這伴隨著NF－κB依賴的促炎因子釋放的增加。在有CS暴露史的小鼠的肺組織的炎癥細(xì)胞中同樣觀察到，伴隨著支氣管肺泡灌洗液和肺組織中幾種炎癥介質(zhì)水平的升高，SIRT1水平降低。Sirtinol可增強(qiáng)CSE誘導(dǎo)的炎癥因子的釋放，相反，白藜蘆醇抑制CSE誘導(dǎo)的炎癥因子的釋放。由此得出CSE介導(dǎo)的SIRT1的抑制與NF－κB水平增高有關(guān)，CSE打斷了SIRT1與NF－κB的Rel A／p65亞基間的相互作用，導(dǎo)致單核巨噬細(xì)胞Rel A／p65乙?；脑鰪?qiáng)。最終得出SIRT1通過(guò)NF－κB調(diào)控CS介導(dǎo)的炎癥介質(zhì)的釋放，由此推斷SIRT1在肺部持續(xù)炎癥和細(xì)胞老化中的重要作用。

Hwang等[14]研究發(fā)現(xiàn)，由于CS的暴露導(dǎo)致肺上皮細(xì)胞、纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞自溶，而通過(guò)白藜蘆醇預(yù)處理可以減弱CS引起的自溶反應(yīng)，然而sirtinol預(yù)處理后可以增強(qiáng)自溶作用，在SIRT1缺陷小鼠肺內(nèi)CS可以誘導(dǎo)高水平的自溶作用，而多二磷酸腺苷核糖聚合酶－1（PARP－1）通過(guò)抑制SIRT1的活性可以誘發(fā)細(xì)胞自噬。這些研究表明，通過(guò)CS介導(dǎo)的氧化應(yīng)激誘導(dǎo)肺內(nèi)細(xì)胞的細(xì)胞毒性反應(yīng)即自溶作用，SIRT1－PARP－1軸在CS誘導(dǎo)的自溶作用調(diào)控中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，這對(duì)理解CS誘導(dǎo)細(xì)胞死亡和衰老的機(jī)制有重要意義。

3.4 SIRT1與肺癌 隨著中國(guó)人口老齡化，加上嚴(yán)重的空氣污染，人們戒煙意識(shí)薄弱，肺癌居肺部疾病死亡率的首位，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，因此肺癌的治療也就成為了一大難題。SIRT1與多種腫瘤，但是與肺癌的關(guān)系目前國(guó)內(nèi)外也只有較少的文獻(xiàn)報(bào)道。

Sun等[15]研究中將A549肺癌細(xì)胞轉(zhuǎn)染針對(duì)SIRT1特異性的反義寡核苷酸，SIRT1的表達(dá)在mRNA和蛋白質(zhì)水平上均成劑量依賴性降低，并成序列特異性方式表達(dá)。SIRT1表達(dá)的抑制誘導(dǎo)細(xì)胞分裂停滯在G1期和細(xì)胞程序性死亡，顯著地降低了A549細(xì)胞的存活率，同時(shí)還大大提高了輻射誘導(dǎo)的防擴(kuò)散作用，這主要是與A549肺癌細(xì)胞的p53抑癌基因的乙?；虰ax的表達(dá)有關(guān)。這個(gè)研究結(jié)果表明，反義寡核苷酸誘導(dǎo)SIRT1表達(dá)的抑制可能將成為一個(gè)潛在的基因治療方法來(lái)治療肺癌。

有研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞和動(dòng)物模型中存在一個(gè)HIC1－SIRT1－P53環(huán)，其中癌超甲基化1（HIC1）抑制SIRT1轉(zhuǎn)錄，使P53去乙?；饔貌⑹Щ?，而Tseng等[16]在118例肺癌患者體內(nèi)檢測(cè)HIC1－SIRT1－P53環(huán)的改變從而尋找其在腫瘤發(fā)生中的作用。研究發(fā)現(xiàn)，肺鱗癌患者大多表現(xiàn)為p53的乙?；捷^低和SIRT1的低表達(dá)，充分顯示HIC1也是低水平的表達(dá)，證實(shí)HIC1－SIRT1－p53環(huán)在臨床肺鱗癌患者的消極調(diào)節(jié)作用。而肺腺癌患者體內(nèi)乳腺癌缺失因子1（DBC1）的表達(dá)阻斷了SIRT1的去乙?；负蚿53之間的相互作用，導(dǎo)致P53乙?；皆龈?。通過(guò)組蛋白翻譯后修飾實(shí)現(xiàn)的HIC1啟動(dòng)子的后生演變和HIC1啟動(dòng)子的甲基化均有利于染色質(zhì)的組裝，減弱了由p53乙?；T導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄從而對(duì)腫瘤的發(fā)生起著相應(yīng)的調(diào)節(jié)作用。研究中還有重要的發(fā)現(xiàn)，肺癌患者若出現(xiàn)HIC1－SIRT1－P53環(huán)改變后的調(diào)節(jié)作用則提示患者預(yù)后較差。該研究的數(shù)據(jù)是HIC1－SIRT1－P53環(huán)的調(diào)節(jié)在肺腫瘤的發(fā)生和預(yù)后中的一個(gè)有效的臨床證據(jù)，由于SIRT1－DBC1控的不同和肺鱗癌和肺腺癌的后生演變的不同，決定了p53的乙?；ヒ阴；虷IC1變化的重要地位。

4 展 望

目前，SIRT1已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)，已經(jīng)明確的證實(shí)SIRT1通過(guò)去乙?；M蛋白／非組蛋白，還有一些轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控，參與基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控、DNA損傷修復(fù)、細(xì)胞凋亡等細(xì)胞水平維持機(jī)體正常的生命活動(dòng)，已有研究證實(shí)SIRT1與過(guò)敏性氣道疾病、COPD、流感、肺癌等多種肺部疾病中都有相關(guān)性，但研究都沒與臨床的運(yùn)用上相結(jié)合，SIRT1抑制劑和激動(dòng)劑的開發(fā)，目前相關(guān)研究也相對(duì)較少，且目前沒有與肺炎、間質(zhì)性肺疾病相關(guān)的文獻(xiàn)，若想要SIRT1作為靶點(diǎn)真正運(yùn)用到臨床疾病的治療上，仍需進(jìn)一步深入的研究。

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