吳雨卉+孫經(jīng)武

【摘要】 心血管疾病是威脅人類健康的一大類疾病，針對其發(fā)病機制可以從多個方面進(jìn)行討論分析，包括氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞的凋亡與自噬、心肌缺血再灌注及老齡化、能量限制等方面。然而，對于各發(fā)病機制的發(fā)生發(fā)展過程，諸多研究發(fā)現(xiàn)與Sirtuin家族密切相關(guān)。并且Sirtuin家族與糖脂代謝等心血管疾病的危險因素也有著緊密的相關(guān)性。Sirtuin家族是一種沉默信息調(diào)控因子，包括SIRT1-7七個家族成員，但近期有研究發(fā)現(xiàn)SIRT2在心血管疾病及其發(fā)病機制中也有相似或者相悖的作用。現(xiàn)就SIRT2在心血管疾病及其發(fā)病機制中的研究作一統(tǒng)計及論述。

【關(guān)鍵詞】 SIRT2； 氧化應(yīng)激； 能量限制； 老齡化； 細(xì)胞自噬； 心血管疾病

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.7.088 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6805（2017）07-0162-03

【Abstract】 Cardiovascular disease is a kind of disease threatening human health.As for the pathogenesis，it can be analyzed from many aspects，including oxidative stress，inflammatory reaction，cell apoptosis and autophagy，myocardial ischemia reperfusion，and aging，energy restriction etc.However，many studies have found that the Sirtuin family is closely related to the occurrence and development of the pathogenesis.Sirtuin family also play an important role in the risk factors of glucose and lipid metabolism.Sirtuin family is a kind of silent information regulation factor，including SIRT1-7 seven family members，but recent studies have found that SIRT2 in cardiovascular disease and its pathogenesis also have similar or contrary role.It will discuss the effect of SIRT2 in cardiovascular disease and its pathogenesis in this paper.

【Key words】 SIRT2； Oxidative stress； Caloric restriction； Aging； Autophagy； Cardiovascular disease

First-authors address：Yantai Affiliated Hospital of Binzhou Medical University，Yantai 264100，China

心血管疾病一直以來是威脅人類生命健康的一大類疾病。根據(jù)2015年《中國衛(wèi)生和計劃生育統(tǒng)計年鑒》、國家衛(wèi)生計生委冠心病介入治療網(wǎng)絡(luò)申報數(shù)據(jù)、ChinaPEACE 研究等研究發(fā)現(xiàn)，我國冠心病、急性心肌梗死、心律失常等的發(fā)生率呈逐年上升趨勢。因此，心血管疾病的防治需要更加急切地關(guān)注。從預(yù)防及治療方向，研發(fā)新型心血管相關(guān)藥物，具有十分重要的意義。心血管疾病的發(fā)病機制，目前尚不明確，但目前得到認(rèn)識的機制包括氧化應(yīng)激、細(xì)胞自噬、細(xì)胞的凋亡與再生等等。而目前研究表明Sirtiun家族與其發(fā)生機制有著密不可分的關(guān)系，下面給予一一論述。

1 SIRT2

Sirtuin-2，即SIRT2，是Sirtuin家族（沉默信息調(diào)控因子）的成員之一，是由Sirt2（silent information regulator2）基因編碼的一種NAD+（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）依賴的去乙?；浮Ｆ浠蚨ㄎ辉诔Ｈ旧w19q13.2上。研究發(fā)現(xiàn)，SIRT2不僅存在于細(xì)胞質(zhì)當(dāng)中，且Brachmann[1]研究發(fā)現(xiàn)SIRT2可在有絲分裂期間穿梭于細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核之間。類似于Sirtuin家族的其他成員，其具有高度保守的NAD+依賴的去乙酰化酶活性。Frye[2]同時也提出其具有ADP-核酸轉(zhuǎn)移酶活性。通過作用于不同的細(xì)胞，通過不同的信號通路發(fā)揮著多樣的作用。SIRT2參與了多種病理生理的進(jìn)展過程，包括老齡化、能量限制、應(yīng)激反應(yīng)，以及細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)等等。并且在線粒體的發(fā)生及生物晝夜節(jié)律的調(diào)節(jié)上也發(fā)揮著一定的作用。最近的研究發(fā)現(xiàn)，SIRT2在多種腫瘤的發(fā)生、神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)退行性疾病、衰老相關(guān)疾病及心血管系統(tǒng)疾病中有關(guān)，通過FOXO轉(zhuǎn)錄因子，α-微管蛋白，PEPCK1及 NF-κB等相關(guān)信號通路發(fā)揮作用。

2 SIRT2與其相關(guān)發(fā)病機制

2.1 SIRT2與氧化應(yīng)激

最近，有報道發(fā)現(xiàn)SIRT2在氧化應(yīng)激中的生物學(xué)功能。氧化應(yīng)激，由于過氧化氫水平升高，增加在NIH3T3細(xì)胞中SIRT2的表達(dá)和通過去乙?；瘉砑せ頕OXO3基因，上調(diào)MnSOD進(jìn)而降低ROS水平。在小鼠巨噬細(xì)胞樣細(xì)胞系中，具有細(xì)胞滲透功能的pep-1-sirt2 蛋白可以誘導(dǎo)小鼠細(xì)胞脂多糖和H2O2相關(guān)性死亡[3]。同樣，pep-1-sirt2能夠下調(diào)細(xì)胞內(nèi)ROS的水平，以及錳超氧化物歧化酶，過氧化氫酶和GPX表達(dá)的升高。SIRT2介導(dǎo)的去乙?；饔煤蛯ζ咸烟?6-磷酸脫氫酶（G6PD）的激活，刺激戊糖磷酸途徑，來提供細(xì)胞內(nèi)NADPH以抵抗氧化損傷[4]。另一方面，一項研究利用cDNA微陣列證實在原代培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞中敲除SIRT2，在氧化應(yīng)激反應(yīng)中會導(dǎo)致通用基因表達(dá)的變化。其中大部分是在敲除SIRT1時而沒有改變的。重要的是，對SIRT2給予藥物抑制可以減輕氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞損傷[5]。在研究較深入的神經(jīng)退行性病變的當(dāng)中，脊髓及腦的缺血再灌注損傷機制中，氧化應(yīng)激被廣泛提及，并且王振飛等[6]及鄭超波等[7]的研究表明，通過調(diào)控 NF-κB 和 FOXO3a 影響腦缺血再灌注損傷后的炎癥和氧化應(yīng)激水平的，并在動物實驗中得以驗證。

2.2 SIRT2與細(xì)胞自噬

越來越多的證據(jù)表明了SIRT2和自噬之間也存在密切的聯(lián)系。SIRT2過表達(dá)通過抑制神經(jīng)細(xì)胞聚集體的形成來抑制溶酶體介導(dǎo)的自噬作用。SIRT2敲除可增加基底細(xì)胞的自噬作用。

Inoue[8]研究發(fā)現(xiàn)SIRT2在內(nèi)皮細(xì)胞的氧化應(yīng)激及自噬作用中發(fā)揮著重要作用。SIRT2對血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)具體機制目前仍沒有報道。但已有研究表明，SIRT2可能參與介導(dǎo)血管緊張素II誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞遷移，其機制是通過調(diào)節(jié)α-微管蛋白乙酰化和微管重組，此研究通過觀察并驗證了SIRT2沉默后五個基因的表達(dá)，其中，CALDl（鈣調(diào)結(jié)合蛋白）和CNN2參與細(xì)胞骨架的組成和細(xì)胞收縮和遷移；而CASP7（CASPASE 7）能夠結(jié)合RRAGC（Ras相關(guān)蛋白），參與自噬相關(guān)的mTOR信號通路的。然而，SIRT2在調(diào)節(jié)心臟的自噬中的作用仍需進(jìn)一步驗證。

2.3 SIRT2與心肌缺血再灌注

心肌缺血再灌注是冠狀動脈硬化性心臟病機制中目前研究較多的一個，心肌缺血再灌注的發(fā)病機制復(fù)雜，包括氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、能量代謝等等。而這眾多機制中均有Sirtuin家族的參與，包括目前研究較多的Sirt1，在諸多關(guān)于老齡化、氧化應(yīng)激以及心衰的研究中，SIRT1的表達(dá)是上調(diào)的，而在I/R中，SIRT1的表達(dá)則是下調(diào)的，SIRT1通過不同的信號通過發(fā)揮重要作用，但具體機制不明。SIRT1具有NAD+活性，可調(diào)節(jié)某些蛋白的去乙?；amamoto等[9]研究表明，NMN可激活心臟的NAD+活性，進(jìn)而減輕心肌的I/R損傷。但是該作用卻沒有在SIRT1基因敲除小鼠中得到驗證。然而有關(guān)于SIRT2的研究表明，作為Sirtuin家族的細(xì)胞質(zhì)形式，SIRT2在細(xì)胞缺氧-再氧化損傷中是上調(diào)的[10]。另一方面，下調(diào)SIRT2，可以增強14-3-3-ξ的表達(dá)，進(jìn)而改變Bcl-2死亡相關(guān)促進(jìn)因子（BAD）從線粒體到細(xì)胞質(zhì)的過程中的亞細(xì)胞定位。

2.4 SIRT2與能量限制

大量研究表明能量限制與衰老相關(guān)疾病及各種慢性病具有相關(guān)性。比如說高血壓、糖尿病、阿爾茨海默癥及冠心病等心血管疾病。Krishnan等[11]證實SIRT2能夠作用于脂肪細(xì)胞中脂肪酸的氧化過程，抑制PGC-1α復(fù)合物并能夠抑制脂肪酸氧化過程中的SIRT2的過表達(dá)。諸多試驗證實SIRT2通過不同信號通路調(diào)節(jié)能量限制的過程，包括葡萄糖的代謝及脂肪酸的氧化等過程。因此心臟高能量消耗的過程中，SIRT2會發(fā)揮怎樣的作用，需進(jìn)一步探究。

3 SIRT2與心血管相關(guān)疾病

3.1 SIRT2與代謝綜合征

諸多研究表明，在脂肪細(xì)胞的分化、胰島素抵抗、血糖的調(diào)節(jié)中，SIRT2發(fā)揮著重要作用。而且在Sirtuin家族的七個成員當(dāng)中，SIRT2在脂肪細(xì)胞中的分布是最廣泛的。研究發(fā)現(xiàn)，Sirt2通過調(diào)節(jié)FOXO1的乙?；瘉硪种浦炯?xì)胞的分化[12-14]。在脂肪組織中具有對抗肥胖和代謝綜合征（腹部肥胖、高脂血癥、胰島素抵抗）的功能，而肥胖和代謝綜合征則與內(nèi)皮功能失調(diào)、冠狀動脈粥樣硬化、心肌病等心血管病并發(fā)癥密切相關(guān)。研究證實，磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCK1）的活性增強和II型糖尿病有關(guān)。PEPCK1是糖異生的關(guān)鍵酶，乙酰化/去乙?；恼{(diào)節(jié)影響著PEPCK1的穩(wěn)定性。PEPCK1的乙?；瘯龠M(jìn)其泛素化及降解。相反地，SIRT2則可以去乙?；疨EPCK1并穩(wěn)定PEPCK1功能[15]。該研究為SIRT2在糖尿病方面的藥物研究開辟了新思路。

3.2 SIRT2與老年性疾病

Sirtuin家族在最初的發(fā)現(xiàn)中便是與原核生物至真核生物及哺乳動物的壽命有關(guān)。Sirtuin家族中SIRT1在衰老相關(guān)疾病的研究頗多，但SIRT2在老年性疾病中也有著重要的作用。包括代謝綜合征、腫瘤、中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、神經(jīng)退行性疾病等，尤其是在帕金森、亨頓病的研究頗多并且細(xì)致[16]。有研究發(fā)現(xiàn)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的髓鞘形成過程中，SIRT2的表達(dá)是上升的中，SIRT2可以去乙酰化內(nèi)皮細(xì)胞當(dāng)中血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的微管蛋白，進(jìn)而導(dǎo)致血管重構(gòu)。該研究同時利用SIRT2的抑制劑Sirtinol和耗盡SIRT2做預(yù)處理，阻斷機械張力引起的微管的變化，免疫熒光檢測到在小鼠大動脈內(nèi)膜中血小板-內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子-1陽性細(xì)胞中，乙酰化的微管蛋白明顯減少[17]。另外血壓的形成，血管內(nèi)平滑肌的收縮起著至關(guān)重要的作用，在陳斯國等[18]的研究中，在高血壓大鼠模型及血管平滑肌細(xì)胞培養(yǎng)實驗中，SIRT1及SIRT2的表達(dá)是上升的，其通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化生長因子-β1及血管平滑肌細(xì)胞縫隙連接蛋白ζ-43（Cx-43）而發(fā)揮作用。

3.4 SIRT2與心力衰竭

SIRT2參與細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)，參與細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)的調(diào)整。而微管蛋白作為細(xì)胞骨架的重要組成成分，在不同的細(xì)胞中發(fā)揮著不同的作用。在Koide等研究證實，在體內(nèi)或者體外的實驗中，微管蛋白的解聚可改善心室的收縮功能。而近期有研究表明通過抑制AGE信號通路進(jìn)而抑制SIRT2的去乙酰化作用，使α微管蛋白乙?；?，促成微管蛋白的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響糖尿病性心肌病及相關(guān)心力衰竭的進(jìn)展[19]。

關(guān)于SIRT2的研究涉及到心血管疾病的各個方面，從基因、細(xì)胞水平，從發(fā)病機制、危險因素到確切疾病，包括，基因的沉默、表達(dá)及調(diào)控，細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)、細(xì)胞代謝、細(xì)胞的分化，細(xì)胞的自噬、再生及凋亡，葡萄糖及脂肪的氧化分解及能量生成，進(jìn)而引發(fā)的氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)、能量限制、糖脂代謝及各相關(guān)心血管或者衰老相關(guān)疾病病理及功能的變化。SIRT2通過作用于不同底物的不同作用位點發(fā)揮著不同的生理作用，其中常見的底物包括α-微管蛋白、組蛋白H3/H4，F(xiàn)OXO1、FOXO3、Par-3、P300、PEPCK1、p65、14-3-3β/γ等等，通過去乙?；疞ys-40、Lys-56、Lys-16等或者磷酸化Ser-331，-368等位點，發(fā)揮著各自的作用。例如，對少突膠質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)、細(xì)胞周期的調(diào)控、脂肪細(xì)胞的分化、氧化應(yīng)激的調(diào)控、細(xì)胞的生長、停滯和凋亡，外周髓鞘化的調(diào)制，P300自動乙?；恼{(diào)節(jié)，血糖平衡，NF-κB依賴的基因表達(dá)的調(diào)節(jié)，細(xì)胞骨架動力學(xué)，p53活性的下調(diào)等等。目前，對于SIRT2在中樞神經(jīng)系統(tǒng)、神經(jīng)退行性病變，例如帕金森病、亨頓病等，及腫瘤的研究較多，作用通路等研究較為細(xì)致。但是在心血管疾病方面的研究，具體確切功能作用，仍未得以證實。且有些研究證實SIRT2通過調(diào)節(jié)TNF-α、RIP1、RIP3作用于細(xì)胞程序性壞死，在相關(guān)的SIRT2敲除小鼠的動物實驗中，該作用在心肌缺血再灌注損傷中得以驗證，但是在之后的實驗中，則不能再次被復(fù)制[20]。因此SIRT2在此方面的研究，需要多次重復(fù)的試驗多次驗證，以追求結(jié)果的真實性。因此SIRT2能否像SIRT1或者SIRT3那樣，為心血管疾病治療或者預(yù)防的靶點。下一步的研究需要細(xì)化SIRT2發(fā)揮作用的位點、相對應(yīng)的信號通路及作用機制。為SIRT2相關(guān)藥物在心血管疾病中的臨床應(yīng)用開辟新的道路。

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（收稿日期：2016-11-26）