细胞衰老机制中特殊酶作用关键

美国科学家最近发现,去乙酰化酶Sirtuin家族成员之一SIRT6可能对延缓衰老起关键作用,并首次证明sirtuin能调控基因活动。     

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．     

SIRT3在心脏衰老中的作用机制

世界老年人口的比例大幅增加，心脏衰老被认为是导致心血管疾病发生发展的重要和独立危险因素。氧化应激、炎症和自噬是心脏衰老过程中主要的分子调节机制。因此，了解心脏衰老的结构功能变化、分子机制以及预防策略至关重要。沉默信息调节因子3(sirtuin 3,SIRT3)属于sirtuins(SIRTs)家族，一些研究表明，SIRT3在其他器官的衰老和人类疾病中有着重要作用，包括心血管疾病、年龄相关性听力损伤、帕金森病、阿尔兹海默症等。本文从SIRT3基本结构、在心脏衰老中的作用机制及治疗策略三个方面进行综述，为未来SIRT3在临床更好的应用提供参考。     

靶向调控SIRT1与阿尔茨海默病治疗

沉默信息调节因子1 (silent information regulator 1, SIRT1)是哺乳动物NAD+依赖的去乙酰化酶沉默信息调节因子(sirtuin)家族的七种蛋白质之一。SIRT1具有神经保护作用,且研究揭示SIRT1在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)中具有潜在神经保护作用。SIRT1调节许多AD相关病理过程,包括调节淀粉样蛋白前体蛋白(amyloid-β precursor protein, APP)剪切、神经炎症、神经退行性变和线粒体功能障碍等。SIRT1在AD中受到了特别的关注,药理学或遗传学手段激活sirtuin通路在AD实验模型中显示出治疗作用。本综述阐述了SIRT1在AD中的病理作用机制最新研究进展,并对SIRT1诱导剂及其在AD中的治疗潜力进行了概述。     

SIRT6——一个重要的寿命和肿瘤调控蛋白质

哺乳动物NAD^＋依赖的组蛋白去乙酰化酶SIRT6（NAD-dependent deacetylase sirtuin-6）属于沉默配型信息调节蛋白家庭（silent mating type information regulation 2 homolog, sirtuin）成员,对机体寿命调控有重要作用,主要表现在：（1）维持基因组和端粒稳定;（2）调节糖和脂肪的能量代谢;（3）调控炎症反应。此外,研究还发现SIRT6是一个抑癌基因,与肿瘤的起源、发展有关。本文就SIRT6与抗衰老及肿瘤调控之间的相关性进行综述。     

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。     

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。     

去乙酰化酶1基因对牛前体脂肪细胞凋亡影响的研究

去乙酰化酶1(sirtuin type1,SIRTl)是一个新的脂肪细胞调控因子,通过与其靶基因叉头转录因子1(the forkhead box O family1,FoxO1)相互作用,参与细胞增殖、分化、衰老、凋亡和代谢过程.利用吖啶橙(acridine orange,AO)染色、流式细胞仪、荧光定量PCR(quantitative real-timePCR,qPCR)等技术方法,研究SIRT1的抑制剂———烟酸胺(nicotinamide,NAM)处理后对鲁西黄牛皮下前体脂肪细胞(bovine subcutaneous preadipocytes,BSP)和肌内前体脂肪细胞(bovine intramuscular preadipocytes,BIP)凋亡的影响.观察了BSP和BIP的凋亡形态;比较了SIRT1基因抑制后,相关基因如FoxO1等在两种细胞之间的表达差异.结果表明,NAM对BSP和BIP细胞表现出相同的生长抑制作用,处理组的BSP和BIP细胞的凋亡率均显著高于对照组,其作用可能通过抑制SIRT1,激活FoxO1凋亡通路实现.SIRT1及其相关基因对BSP和BIP的调控存在不同途径.     

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．     

猪去乙酰化酶SIRT2的克隆表达

目的:原核表达猪去乙酰化酶SIRT2(sirtuin 2,SIRT2)。方法:采用RT-PCR扩增包含SIRT2的完整编码序列;通过酶切连接将SIRT2完整编码序列克隆至表达载体pET28a(+)中,转入大肠杆菌Rosetta中进行诱导表达和亲和层析纯化;经免疫印迹Western-blotting分析初步评价SIRT2的抗原性和特异性。结果:重组原核表达质粒pET28a-SIRT2经测序证明构建正确,表达的重组蛋白相对分子质量约47 kDa,能被相关抗体所识别。结论:具有免疫原性的猪去乙酰化酶SIRT2在大肠杆菌中成功表达,可以此为基础进一步研究猪的SIRT2。     

SIRT3与细胞凋亡的研究进展

SIRT3是哺乳动物体内"sirtuin家族"7成员之一,是一种NAD依赖的组蛋白去乙酰化酶,主要存在于线粒体内。SIRT3存在两种形式:44 kDa的长链和28 kDa的短链,其在细胞内主要通过短链SIRT3发挥作用。SIRT3通过其酶催化活性,除了可调节机体能量代谢、细胞衰老以及肿瘤形成等生命过程外,SIRT3对于细胞凋亡也起到举足轻重的调节作用。目前的研究表明,在细胞凋亡中,SIRT3可能存在双向调节作用,即通过不同的信号通路的作用,SIRT3可促进/抑制细胞凋亡而发挥一系列的生物学效应,而有关于SIRT3调节细胞凋亡更详尽的分子机制还有待深入研究。     

Cell Rep:剔除关键酶类或可降低致死乳腺癌亚型的恶性程度

正近日,来自塔夫茨大学医学院等机构的研究人员通过研究发现,sirtuin酶类家族成员SIRT2的表达如果被沉默就会降低小鼠机体基底样乳腺癌细胞的侵袭性,同时还会抑制肿瘤生长,SIRT2的缺失似乎能够加速转录因子Slug的降解,此前研究发现,Slug能够参与肿瘤进展和转移。相关研究刊登于国际杂志Cell Reports上,该研究或为后期科学家们阐明恶性乳腺癌发病的分子机     

辛伐他汀通过上调sirt1抵抗氧化低密度脂蛋白诱导的内皮细胞衰老

目的:探讨辛伐他汀对氧化低密度脂蛋白诱导的内皮细胞衰老的作用及其可能机制.方法:体外培养人脐静脉内皮细胞,给予不同浓度(0、25、50、100 μg/ml)氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)培养24小时,观察细胞β-半乳糖苷酶染色及SIRT1蛋白表达的变化;给予不同浓度辛伐他汀(1、5、10 μmol/L)预处理内皮细胞l小时后加入100μg/ml ox-LDL培养人脐静脉内皮细胞23小时,检测细胞β-半乳糖苷酶染色及SIRT1蛋白表达的变化.结果:随着ox-LDL作用浓度的增加,细胞内β-半乳糖苷酶染色的阳性细胞百分率逐渐升高,与空白对照组相比差异均有统计学意义(P＜0.05),在ox-LDL(100 μg/mll)组达到最高,显著高于ox-LDL(25 μg/ml)组(P＜0.001).而不同浓度ox-LDL处理的细胞内SIRT1的表达较空白对照组相比逐渐下降,ox-LDL(50、100 μg/ml)组SIRT1的表达显著低于ox-LDL(25 μg/ml)组(P＜0.05).10 μmol/L辛伐他汀预处理能明显降低100μg/ml ox-LDL处理的内皮细胞内β-半乳糖苷酶染色的阳性细胞百分率(P＜0.001),并显著抑制细胞内SIRT1的蛋白表达(P＜0.001).结论:辛伐他汀可以抵抗ox-LDL诱导的内皮细胞衰老,可能与增加内皮细胞内SIRT1的表达有关.     

Sirtuin1:抗炎治疗新靶点

Sirtuin 1(SIRT1)是组蛋白去乙酰化酶的代表性成员,除可调节代谢、衰老、凋亡外,SIRT1还可通过催化组蛋白及核因子κB(NF-κB)、激活蛋白1(AP-1)等的去乙酰化,从而改变染色质构象、降低转录因子活性、下调炎症基因转录。临床研究已揭示SIRT1在某些炎症性疾病中含量明显降低,而动物实验证实白藜芦醇、SRT1720等SIRT1激活剂可有效减轻炎症损伤。因而,SIRT1有望成为抗炎治疗的新靶点。     

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。     

SIRT6功能与疾病研究进展

SIRT6是酵母sir2在哺乳动物中的同源物sirtuin家族SIRT1-SIRT7中的一员。SIRT6具有NAD+依赖的蛋白去酰化酶和ADP核糖基转移酶活性,主要定位在细胞核。SIRT6可通过对组蛋白和非组蛋白去酰化或对部分蛋白底物核糖基化而在基因组稳定性、代谢、炎症、细胞衰老、肿瘤以及寿命等调控过程中发挥重要作用。本文仅从其生理功能与疾病相关性方面作一介绍。     

血管内皮衰老和氧化应激

内皮活性氧主要来源于线粒体、内皮一氧化氮合成酶和NADPH氧化酶4。过量活性氧是氧化应激的主要原因,也是内皮衰老及相关疾病的主要原因之一。但细胞已经进化出合适的抗氧化信号通路及时清除过量活性氧,如Nrf2/Keap1-ARE、PPARγ、SIRT和FOXO等。其中,Nrf2/Keap1-ARE信号通路是目前已知的最强大内源性抗氧化信号通路。而且,这些通路之间可以协同作用抵抗氧应激损伤并促进细胞存活。对内皮衰老和氧化应激之间的关系理解有助于提供防治氧化应激相关疾病有用信息。     

SIRT1蛋白可延缓人胚肺成纤维细胞衰老

Sir2作为一种NAD依赖性的去乙酰化酶,可延长酵母、线虫以及果蝇等多种生物的寿命。SIRT1是哺乳动物中Sir2的同源蛋白。已知,细胞在应激状态下,SIRT1可调节某些信号通路以保持其生存能力。但在非应激状态,即生理状态下,它是否影响细胞生存能力及衰老进程,不得而知。最近研究表明,SIRT1的过表达可促进体外培养的人胚肺成纤维细胞的生长,延缓细胞衰老。     

血液衰老:定义与范畴

一般认为,血液老化是人体衰老的根源.血液系统随年龄增长而发生生理性或病理性变化,导致造血干/祖细胞(HSC/HPC)衰老、免疫衰老、炎性衰老等,驱动或参与机体和几乎所有系统/器官的衰老,并引起多种老年性血液系统疾病(特别是恶性肿瘤).虽然“血液衰老(blood aging)”这一名词已在许多论文和日常生活中提及,但尚无确切的定义,其涵盖的领域也不清楚.实际上,随着衰老(包括整体、系统/器官、细胞乃至分子的衰老)研究的迅速拓展和深入,血液衰老的多个方面(如HSC/HPC衰老、免疫衰老、炎性衰老等)已广泛渗透到几乎所有的衰老研究领域,但其本身却迄今未形成一个领域,与迅速发展的临床老年血液学形成了鲜明的反差.因此,本文尝试对血液衰老进行定义(包括生理性和病理性血液衰老),并概要综述了其可能涵盖的范畴(生理性衰老包括HSC/HPC衰老、不同类型血细胞衰老及血液的衰老生物标志物;病理性衰老包括红系、髓系、淋系、巨核细胞/血小板的老年性良性疾病或恶性肿瘤,以及老年患者的衰弱及其评估),供学者们讨论.     

衰老机制研究进展

回顾了衰老机制研究发展的主要理论,包括:基因控制理论中的程序性衰老理论;基因组的不稳定性与衰老相关基因的表达;蛋白质与衰老关系中的错误灾变理论;蛋白质在衰老过程中的变化;多基因控制的进化理论;衰老的神经内分泌理论;衰老的免疫理论;生活速率理论;生殖与老化;氧化应激假设。介绍了利用SAM小鼠为动物模型进行衰老机制研究的进展。