Sirt基因家族及其对细胞寿命的调节

在酵母、线虫和果蝇中,Sir2基因家族是寿命调节的关键因子。哺乳动物的Sirt基因家族在进化上与Sir2基因高度同源,共有7个成员。Sir2基因调节酵母寿命的机理已比较清楚。而哺乳动物Sirt基因,特别是Sirt1基因与细胞衰老的关系正在成为新的研究热点。最近的研究表明,在热量限制或氧化逆境条件下,SIRT1蛋白主要是通过以下3个途径影响细胞寿命:一是SIRT1蛋白抑制PPAR-γ减少细胞的脂质过氧化的损伤;二是SIRT1蛋白通过调控p53的活性影响细胞寿命;三是SIRT1蛋白通过调控FOXO的信号通路,启动细胞的抗氧化途径。进一步研究Sirt基因家族对揭示哺乳动物寿命之谜具有重要的科学意义。     

Sir2基因家族的功能和作用机制

Sir2(silenceinformationregulator)基因家族是一种保守的从古细菌到哺乳动物都存在的NAD 依赖的组蛋白/非组蛋白去乙酰化酶。在酵母中,Sir2连同与它相互作用的几个蛋白质在基因沉默、基因组稳定性、细胞寿命以及代谢调节上起着不可缺少的作用。其主要的作用机制是:热量限制降低了抑制物烟酰胺的浓度,从而激活了Sir2的组蛋白去乙酰化功能。在哺乳动物中,有7个Sir2同源基因,分别命名为SIRT1到SIRT7。其中SIRT1研究的最多,它在DNA损伤修复、细胞周期控制、抑制细胞凋亡、抵抗氧化逆境和延长细胞寿命方面起着重要作用。它的这些功能是通过和p53、FOXO3、Ku70和PGC-1α等蛋白质之间的相互作用而实现的。     

SIRT6:一个新的哺乳动物抗衰老因子

Sir2是一个在低等动物中被广泛研究的抗衰老蛋白因子。最新研究发现,哺乳动物Sir2的同源蛋白家族Sirtuin(SIRT)中的SIRT6在抗衰老过程中也发挥着重要作用,它的功能缺失将导致碱基切除修复(BER)受阻,而出现细胞对氧化损伤的敏感性增加、皮肤变薄等衰老症状,使人们对哺乳动物的衰老机制有了初步的认识。     

SIRT3与细胞代谢及心血管疾病的相关性

蛋白去乙酰化酶在细胞生理过程中发挥着极为重要的作用。人蛋白去乙酰化酶包括HDACⅠ、HDACⅡ、HDACⅢ和HDACⅣ4个家族。其中第Ⅲ类即Sir2(Silent information regulator 2)家族包括7个成员——SIRT1~ SIRT7,每个成员都具有不同的细胞定位,并且发挥不同的生物学功能。作为主要定位于线粒体的组蛋白去乙酰化酶,SIRT3不仅调节细胞的能量代谢,并在细胞凋亡、肿瘤生长和一些疾病中发挥作用。文章综述了SIRT3在细胞代谢中的生物学功能以及其在心血管疾病中的研究进展。     

Sirtuin在热量限制延长寿命机制中的研究进展

热量限制(caloric restriction, CR)可以引起细胞、生物体寿命延长和降低衰老相关疾病的发生,其中Sirtuin起着关键作用．Sirtuin将机体能量代谢和基因表达调控相偶联,通过赖氨酸去乙酰化改变蛋白质的活性和稳定性,从而调节衰老进程．酵母中度CR影响其复制寿命和时序寿命,主要依赖于激活Sir2,增加细胞内NAD+/NADH的比例和调节尼克酰胺浓度来实现．类似的机制也存在于秀丽线虫和果蝇中．哺乳动物在CR条件下SIRT1蛋白表达应答性上升,细胞中NAM磷酸基转移酶能够直接影响NAM和NAD+浓度,并影响SIRT1活性．NO表达增加能导致SIRT1上调和线粒体合成增加．SIRT1可能通过改变组蛋白、p53、NES1、FOXO等底物蛋白的乙酰化影响到细胞和个体的衰老．表明不同生物体中的Sirtuin及其同源类似物在CR条件下对衰老进程和寿命都起着非常重要的作用．     

去乙酰化酶Sirtuin与衰老的研究进展

Sirtuin蛋白是一组具有NAD⁺依赖性的组蛋白去乙酰基转移酶,该家族成员具有高度保守的催化结构域,可以通过对多种底物进行去乙酰化作用,从而在机体内参与一系列的生物学活动,包括维持细胞抗胁迫能力和基因组稳定性以及参与能量代谢等．Sir2参与了酵母的交配型基因、端粒和rDNA 重复序列的沉默以及细胞寿命等生理功能．在哺乳动物中,SIRT1是该家族中目前研究最为广泛且较为透彻的成员,而SIRT6的功能研究成为近年来继SIRT1后的又一新热点．综述了sirtuin蛋白的结构及其与衰老关系的研究进展．     

Genes & Development:研究发现白藜芦醇促进去乙酰化酶SIRT1酶活性的作用机制

<正>美国GenesDevelopment杂志发表了中国科学院生物物理研究所许瑞明研究组题为"Structural basis for allosteric,substrate-dependent stimulation of SIRT1 activity by resveratrol"的最新研究论文,报道了他们关于白藜芦醇促进去乙酰化酶SIRT1酶活性作用机制的最新研究进展。人源SIRT1是Sir2(Silent information regulator 2)超蛋白家族的成员之一,它是NAD+依赖型的去乙酰化酶,能够催化组蛋白底物和非组蛋     

SIRT6与心血管、肿瘤及代谢性疾病

SIRT6是酵母Sir2在哺乳动物中的同源物Sirtuins家族SIRT1-SIRT7中的一员,主要存在于细胞核中,具有组蛋白去乙酰化酶及ADP-核糖基转移酶活性。人类SIRT6在其生理、病理过程中具有重要作用,参与机体生长、发育、代谢及炎症反应等过程。最新研究发现,SIRT6还涉及多种重大疾病的发生和发展。本文将从SIRT6与心血管、肿瘤、代谢等相关疾病的关系作一介绍,揭示了SIRT6与相关疾病的内在联系。     

白藜芦醇对高糖刺激下人肾小管上皮细胞发生EMT的作用

该文研究了白藜芦醇及其下游信号分子沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)对高糖培养条件下人肾小管上皮细胞(HK-2)转化的作用和机制。体外常规培养HK-2细胞,采用Western blot检测平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、E-钙黏着蛋白(E-cadherin)及信号蛋白SIRT1、过氧化物酶体增殖物激活受体γ协同刺激因子-1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator-1α,PGC-1α)的蛋白表达,采用细胞免疫荧光对SIRT1的表达进行检测。与高糖刺激0 h组相比,高糖刺激12,24,48 h均导致HK-2细胞SIRT1蛋白明显减少,且随时间呈下降趋势;低糖培养细胞0,12,24,48 h的SIRT1蛋白表达没有明显差异。白藜芦醇明显提高高糖培养条件下HK-2细胞的SIRT1表达,而SIRT1特异性抑制剂EX527能够减弱白藜芦醇的作用。进一步的研究表明,白藜芦醇能够明显增加HK-2细胞中E-钙黏着蛋白的表达,抑制高糖导致的α-SMA表达升高,而EX527对高糖诱导的HK-2细胞转分化没有显著影响。此外,研究发现,白藜芦醇能够明显增加高糖刺激下HK-2细胞PGC-1α蛋白表达。该研究结果提示,白藜芦醇可能通过SIRT1和PGC-1α信号通路抑制了高糖诱导的HK-2细胞转化过程。     

翻译后修饰调节SIRT1生物学功能

SIRT1(silent mating type information regulation 2 homolog)是哺乳动物中与酵母菌沉默信息调节因子2(silent information regulator 2,Sir2)同源性最高的同系物。它通过去乙酰化作用调节基因转录、染色体稳定性及靶蛋白活性,参与调节DNA损伤修复、糖脂代谢、抑制炎症及氧化应激等病理生理过程。SIRT1作为重要的蛋白去乙酰化酶,深入了解其翻译后化学修饰及生物学功能具有重要意义。     

缺氧微环境SIRT1亚细胞定位对结直肠癌细胞凋亡的影响及其机制研究

目的:探究缺氧微环境SIRT1亚细胞定位对结直肠癌细胞凋亡的影响及其分子机制。方法:将编码过表达野生型SIRT1以及核定位序列(nuclear localization sequence,NLS)突变型SIRT1(SIRT1NLSmt)的慢病毒载体转染人类结肠癌HCT116细胞株,经嘌呤霉素筛选获得稳定过表达野生型SIRT1细胞株(LV-SIRT1细胞)和细胞质定位的NLS突变型SIRT1细胞株(LV-SIRT1NLSmt细胞),通过观察慢病毒载体编码的SIRT1-GFP融合蛋白的荧光定位,明确稳定转染细胞中外源性SIRT1的亚细胞定位。利用real-time PCR、Western blot法对分离提取的核-质蛋白进行检测,证实外源性SIRT1的表达和亚细胞定位情况。利用CCK-8细胞毒性实验、流式细胞术检测和TUNEL染色比较缺氧(1%O2)处理前后LV-SIRT1和LV-SIRT1NLSmt细胞存活或凋亡情况,Western blot法检测凋亡相关蛋白p53、ac-p53(K382)、Bcl-2、Bax、caspase-3和cleaved caspase-3表达水平。结果:Western blot、real-time PCR和免疫荧光染色结果显示稳定转染细胞均存在外源性SIRT1的过表达,NLS突变可导致SIRT1NLSmt富集于细胞质中;与亲本细胞HCT116和LV-SIRT1NLSmt细胞相比,LV-SIRT1细胞对缺氧的耐受能力最差、细胞凋亡水平最高,凋亡相关蛋白p53、Bax、caspase-3、cleaved caspase-3表达水平显著升高,ac-p53(K382)和Bcl-2表达水平显著下降,且LV-SIRT1细胞的胞核ac-p53下降最为显著。结论:在缺氧微环境中,细胞核定位的SIRT1通过影响p53的去乙酰化水平促进结直肠癌细胞凋亡。     

SIRT2抑制对MPP+诱导的帕金森病细胞模型凋亡和线粒体动态平衡的影响*

探究siRNA敲减沉默信息调节因子2(SIRT2)对1-甲基-4-苯基吡啶离子(MPP⁺)诱导的帕金森病细胞模型细胞损伤的影响和机制。CCK-8法检测不同浓度MPP⁺处理对体外培养小鼠海马神经元HT-22细胞生存率的影响。将细胞分为对照组、MPP⁺最佳浓度处理组(1 mmol/L MPP⁺处理组)、阴性转染组(对照组基础上转染SIRT2阴性序列)、SIRT2 siRNA处理组(损伤组基础上转染SIRT2 siRNA)。观察各组细胞凋亡情况,检测凋亡相关蛋白(Bcl-2、Bax、Caspase-9)、线粒体分裂及融合相关蛋白(Drp1、Fis1、OPA1、Mfn1、Mfn2)。与对照组相比,MPP⁺处理组细胞抑制率均升高,细胞抑制率随MPP⁺浓度增加而逐渐增加(P<0.05)。与SIRT2 siRNA转染组相比,损伤组Bax、Caspase-9、Drp1、Fis1蛋白表达和细胞凋亡率升高,Bcl-2、Mfn1、Mfn2蛋白表达降低(P<0.05)。SIRT2在MPP⁺诱导帕金森病细胞模型中表达升高,抑制SIRT2可减轻MPP⁺诱导帕金森病细胞模型中细胞凋亡并促进线粒体融合,从而对神经元具有一定的保护作用。     

热量限制与白藜芦醇抗衰老的研究进展

限制热量摄取(caloric restriction,CR) 能够延长寿命,这个75 年前的发现己得到广泛的证明.其作用主要是由去乙酰化酶 (Sir2/SIRT1)所介导.近年又发现,植物中的多酚化物--白藜芦醇,是SIRT1 的激活剂,它能够模拟 CR 的抗衰老作用,并能防治多种疾病.因此它有可能成为人类防病和抗衰老的有用工具.     

沉默信息调节因子1通过诱导miR-221/222表达促进细胞自噬

微小RNA（microRNAs, miRNAs,）是一类强大的基因表达调控子,可在转录及转录后水平负调控靶基因的表达来参与生物学过程。沉默信息调节因子1 (silent information regulator1, SIRT1)底物众多,可通过去乙酰化作用参与多种细胞生命活动进程。尽管如此,SIRT1与非编码RNA如miRNA的表达调控关系仍有待深入研究。本文利用荧光定量PCR 检测发现,SIRT1与miR-221和miR-222的表达呈正相关：干扰SIRT1后,miR-221/222呈低水平表达;而过表达SIRT1则促进miR-221/222的表达。将miR-221/222基因簇启动子区序列插入pEZX-GA01构建双荧光素酶报告载体,与SIRT1过表达质粒或干扰序列共转至细胞。结果显示,SIRT1可显著提高miR-221/222启动子区活性,提示SIRT1可在转录水平调节miR-221/222的表达。进一步运用Western 印迹研究发现,在HEK293细胞中过表达miR-221/222可促进细胞的自噬能力,而抑制miR-221/222的表达可减弱自噬。此外,过表达SIRT1的同时抑制miR-221/222 的表达可减弱SIRT1的自噬诱导作用。综上所述,SIRT1可通过诱导miR-221/222的表达促进细胞自噬,其具体作用机制有待进一步探讨。     

SIRT6的研究进展及功能剖析

SIRT6属于Sir2蛋白家族中的一员,目前已知其拥有NAD~+依赖的组蛋白去乙酰化酶和单ADP核糖基转移酶两种功能。SIRT6通过这两种功能在调控DNA修复、端粒维护、葡萄糖与脂质的代谢、炎症反应以及癌症的发生与发展等方面发挥重要作用,因而对于机体的长寿与健康非常重要。现介绍SIRT6的研究进展,进而阐述SIRT6的功能。     

SIRT1过表达慢病毒稳转细胞系的构建及其对脂肪合成的影响

目的：通过油红O及BODIPY染色选取脂肪代谢理想的细胞模型,并运用高内涵仪器检测SIRT1高表达细胞系中脂肪的变化。方法：在L-02、HepG2、Huh7细胞中进行油红O和BODIPY染色,观察在不同油酸浓度下脂滴的生成情况;将构建成功的SIRT1过表达慢病毒载体GV166．SIRT1及空载体病毒GV166．Control感染L．02细胞,qPCR及Western．Blot检测感染细胞中SIRT1的表达水平;高内涵系统检测L-02SIRT1和L-02control细胞系产生的脂滴荧光强度,以确定油酸诱导的最佳浓度及最佳刺激时间。结果：通过油红O及BODIPY染色发现L-02细胞更适宜作为脂肪代谢的细胞模型;成功构建SIRT1过表达慢病毒载体GV166-SIRT1及空载体病毒GV166．Control,qPCR及Western．Blot检测显示转染病毒后SIRT1在细胞中的表达水平明显升高;在油酸刺激浓度0．4mM、诱导时间12h时,L-02SIRT1细胞中脂滴的荧光强度明显较L．02control为低。且这种差异达到最大化。结论：成功建立SIRT1过表达稳定转染细胞系,并证明高表达SIRT1能够抑制脂肪合成。     

SIRT1 过表达慢病毒稳转细胞系的构建及其对脂肪合成的影响

目的：通过油红O 及BODIPY染色选取脂肪代谢理想的细胞模型,并运用高内涵仪器检测SIRT1 高表达细胞系中脂肪的 变化。方法：在L-02、HepG2、Huh7 细胞中进行油红O 和BODIPY 染色,观察在不同油酸浓度下脂滴的生成情况;将构建成功的 SIRT1 过表达慢病毒载体GV166-SIRT1 及空载体病毒GV166-Control 感染L-02 细胞,qPCR 及Western-Blot 检测感染细胞中 SIRT1 的表达水平;高内涵系统检测L-02 SIRT1 和L-02 control细胞系产生的脂滴荧光强度,以确定油酸诱导的最佳浓度及最佳 刺激时间。结果：通过油红O 及BODIPY染色发现L-02 细胞更适宜作为脂肪代谢的细胞模型;成功构建SIRT1 过表达慢病毒载 体GV166-SIRT1 及空载体病毒GV166-Control,qPCR 及Western-Blot检测显示转染病毒后SIRT1 在细胞中的表达水平明显升 高;在油酸刺激浓度0.4mM、诱导时间12h 时,L-02 SIRT1细胞中脂滴的荧光强度明显较L-02 control 为低,且这种差异达到最大 化。结论：成功建立SIRT1过表达稳定转染细胞系,并证明高表达SIRT1 能够抑制脂肪合成。     

沉默信息调节因子3促进肝癌细胞凋亡及其机制研究

该文旨在探讨沉默信息调节因子3(sirtuin 3,SIRT3)对肝癌细胞凋亡的影响,并研究SIRT3调节肝癌细胞凋亡的分子机制。运用流式细胞术检测SIRT3过表达对肝癌细胞系(SMMC-7721和SK-Hep-1)凋亡的影响;通过si RNA靶向沉默SIRT3并检测SIRT3沉默对肝癌细胞凋亡的影响;实时荧光定量PCR(Real-time PCR)分析SIRT3对Bcl-2家族成员m RNA水平的影响,筛选受SIRT3调节的Bcl-2家族成员;Western blot进一步检测SIRT3对目标Bcl-2家族成员蛋白水平的影响;流式细胞术分析目标Bcl-2家族成员在SIRT3诱导肝癌细胞凋亡中的作用。结果显示,SIRT3过表达促进肝癌细胞凋亡并引起Bax mRNA和蛋白水平升高;SIRT3沉默抑制肝癌细胞凋亡,同时也抑制Bax蛋白水平表达,Bax沉默显著减少了SIRT3过表达细胞中的凋亡数目。该研究结果提示,SIRT3通过凋亡调节基因Bax诱导肝癌细胞凋亡。     

大蒜素激活SIRT1通路抑制过氧化氢诱导人脐静脉内皮细胞的衰老

Sirtuin1(SIRT1)活性的异常与血管内皮细胞的衰老密切相关。大蒜素作为一种生物活性分子具有抗氧化、抗炎及调脂作用,然而目前尚未见关于大蒜素与SIRT1的活性调节的报道。本研究旨在阐明大蒜素对过氧化氢（H2O2）诱导人脐静脉内皮细胞（HUVECs）衰老的影响,以及Sirtuin1(SIRT1)在其中的作用。SA-β-gal染色及活性氧检测提示,与对照组相比,大蒜素明显减少H2O2诱导半乳糖苷酶阳性细胞数及活性氧的产生。用Western印迹、MTT、RT-PCR及SIRT1活化检测对SIRT1、p-SIRT1、PAI-1的蛋白质、SIRT1mRNA表达及细胞活力进行检测,结果显示,大蒜素可以逆转H2O2诱导的PAI-1表达的升高、SIRT1磷酸化及活性的降低,并且上调细胞的活力。当采用SIRT1抑制剂NAM处理后,大蒜素的这些作用均被阻断。以上结果表明,大蒜素通过激活SIRT1抑制H2O2诱导的HUVECs ROS的产生、活力的下降及细胞的衰老。     

pLKO.1-shSIRT7重组质粒的构建及其对人肝癌PLC/PRF/5细胞系增殖的影响

基于近年来研究发现sirtuin 7 (SIRT7)与肝癌密切相关,为此,本研究获取SIRT7基因敲除小鼠的肝细胞基因表达谱数据,在m RNA整体水平上分析SIRT7在肝细胞中的作用;另外,构建特异性下调人SIRT7基因的短发夹RNA (shRNA)表达质粒,并初步研究SIRT7基因沉默对肝癌PLC/RPF/5细胞系的影响。应用DAVID、GSEA、Cytoscape等生物信息学相关工具分析基因表达谱数据。基于pLKO.1空载质粒构建p LKO.1-sh SIRT7重组质粒并通过酶切和测序鉴定。使用Lipofectamin 2000转染重组质粒进入PLC/RPF/5细胞,并通过PCR和Western blotting验证SIRT7基因的沉默效率。通过MTT实验检测细胞增殖能力的改变和流式细胞术检测细胞周期的变化,并使用PCR检测鉴定CDC4、TK1、CDC34、BCL2等基因表达水平的变化。基因表达谱分析结果显示,SIRT7基因敲除后,基因mRNA整体水平变化主要集中在与细胞周期、细胞凋亡等相关的通路中。重组质粒酶切与测序结果显示,成功构建了pLKO.1-shSIRT7重组质粒。转染后PLC/RPF/5细胞SIRT7基因的表达得到有效沉默,与对照组相比,沉默SIRT7基因的表达可导致细胞的增殖能力降低并引起G0/G1期的细胞比例增多,PCR实验显示CDC4与BCL2表达水平增高,TK1与CDC34表达水平降低。以上研究结果提示,在肝癌PLC/RPF/5细胞系中沉默SIRT7的表达可使更多的细胞阻滞在G0/G1期,从而降低其增殖能力,其机制可能与引起细胞周期相关基因的表达改变有关。