李傳文，汪青松

在中國，腦血管疾病已超過心血管疾病成為中國成年人死亡和致殘的首因[1]。急性缺血性卒中是最常見的腦血管疾病，給社會(huì)和家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。隨著免疫學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，急性缺血性卒中病理生理機(jī)制的研究已取得了重大進(jìn)步。目前研究證實(shí)免疫炎性反應(yīng)貫穿于缺血性卒中發(fā)生發(fā)展的全過程。近年來在盡早開通閉塞的腦血管，特別是在使用重組組織型纖溶酶原激活劑進(jìn)行溶栓治療方面取得了很大進(jìn)展，但是有限的時(shí)間窗及再出血的風(fēng)險(xiǎn)，使得溶栓治療受到限制，在世界范圍內(nèi)卒中仍然是導(dǎo)致死亡和殘疾的主要原因[2]，而神經(jīng)保護(hù)藥物雖然在臨床前實(shí)驗(yàn)中效果顯著，但在臨床試驗(yàn)中均以失敗告終。因此，尋找一種能有效治療急性腦梗死的方法已成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

近年來，沉默信息調(diào)節(jié)蛋白1（silent information regulator protein 1，SIRT1）能參與多種細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)而成為研究的熱點(diǎn)，隨著老齡化人口上升和細(xì)胞的衰老，SIRT1的水平和活性在緩慢下降[3]。目前，國內(nèi)外有報(bào)道指出，SIRT1可通過調(diào)控腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）、PGC-1a調(diào)節(jié)細(xì)胞的能量代謝，通過調(diào)控FOXO家族、p53抑制細(xì)胞的凋亡、衰老及代謝，以及調(diào)控NF-κB及環(huán)氧合酶2（cyclooxygenase-2，COX-2）抑制炎癥反應(yīng)，在預(yù)防細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)和控制代謝途徑中扮演著重要的角色[4]。SIRT1作為疾病治療的靶點(diǎn)逐漸引起人們的重視。

1 SIRT1簡介

SIRT1是一種依賴NAD+的組蛋白去乙酰化酶。該物質(zhì)主要作用依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）/NADH的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，通過多種轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)表達(dá)，起到神經(jīng)保護(hù)的作用。在哺乳動(dòng)物Sirtuins中，已發(fā)現(xiàn)有7個(gè)同源蛋白（SIRT1-SIRT7），其中人SIRT1蛋白編碼基因定位于染色體10q21.3，由500個(gè)氨基酸殘基組成，全長33.715kb，無剪切變異體，具有高度的保守性。SIRT1蛋白主要由2個(gè)大小不同的結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，大的主要由Rossmann折疊構(gòu)成，其保守性較高；小的由含鋅帶結(jié)構(gòu)和螺旋構(gòu)件組成，保守性相對(duì)較低，底物就結(jié)合于兩個(gè)大小結(jié)構(gòu)域之間環(huán)狀結(jié)構(gòu)并發(fā)生催化反應(yīng)[5]。

2 SIRT1與缺血性腦損傷的關(guān)系

SIRT1廣泛分布于腦、肝臟、脂肪、胰腺、腎臟等多種組織器官。越來越多的研究表明，SIRT1可以通過調(diào)控p53、組蛋白乙酰化、NF-KB和Foxo1等關(guān)鍵分子的表達(dá)，參與體內(nèi)眾多的細(xì)胞反應(yīng)，包括細(xì)胞增殖、凋亡、自噬、氧化應(yīng)激及炎性反應(yīng)等，在機(jī)體正常生理功能及疾病發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用[6]。

Mingzi Ran等[7]在大鼠腦缺血再灌注模型中證實(shí)SIRT1是神經(jīng)保護(hù)的重要調(diào)節(jié)劑，他們首先將大鼠分成隨意組（自由進(jìn)食水和食物）和熱量限制組，然后構(gòu)建大鼠大腦中動(dòng)脈阻塞模型，造模成功后，檢測(cè)隨意組SIRT1的表達(dá)量在逐漸下降，而熱量限制組在增加，梗死灶體積與隨意組比較相對(duì)縮小。當(dāng)使用SIRT1抑制劑時(shí)，這一保護(hù)作用被消除。

同年，Yorito Hattori等[8]在實(shí)驗(yàn)中利用野生型和高表達(dá)SIRT1轉(zhuǎn)基因型的大鼠，進(jìn)行雙側(cè)頸總動(dòng)脈結(jié)扎，構(gòu)建腦缺血模型后，結(jié)果提示，與高表達(dá)SIRT1轉(zhuǎn)基因大鼠對(duì)比，野生型大鼠腦血流量減少，組織學(xué)損害更嚴(yán)重。在對(duì)腦缺血大鼠治療前，腹腔注入白藜蘆醇，SIRT1的激活劑，則會(huì)顯著減少神經(jīng)細(xì)胞死亡。大量研究結(jié)果已證實(shí)，SIRT1在缺血性腦損傷中存在至關(guān)重要的作用[9]。SIRT1的保護(hù)作用在很多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已證實(shí)，但在臨床中尚未報(bào)道，還需進(jìn)一步探索。

2.1 SIRT1與細(xì)胞能量代謝的相關(guān)性 缺血性卒中是指局部腦組織因血液循環(huán)障礙，缺血、缺氧而發(fā)生的軟化壞死。主要是由于供應(yīng)腦部血液的動(dòng)脈出現(xiàn)粥樣硬化和血栓形成，使管腔狹窄甚至閉塞，導(dǎo)致局灶性急性腦供血不足而發(fā)病，最后引起神經(jīng)功能障礙。大量研究表明，腦缺血所引起的神經(jīng)損傷主要由能量供應(yīng)不足、腦組織三磷腺苷（adenosine triphosphate，ATP）含量急劇下降所致。因此，改善能量代謝，減少腦內(nèi)ATP的消耗是治療缺血性卒中的關(guān)鍵。

SIRT1是生物能量代謝中的關(guān)鍵蛋白質(zhì)，可通過調(diào)節(jié)脫氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid，DNA）的含量來調(diào)控AMPK的表達(dá)，借助于AMPK的激活，促進(jìn)糖酵解和抑制糖異生為神經(jīng)細(xì)胞提供能量，從而促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞能量恢復(fù)[10]。Dan Wan等[9]通過對(duì)大鼠腦缺血模型的研究，利用白藜蘆醇激活SIRT1-AMPK信號(hào)通路，明顯改善神經(jīng)功能缺損，縮小梗死灶體積，起到神經(jīng)保護(hù)作用。

除了AMPK，過氧化體增殖物激活型受體γ共激活因子1α（peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator-1α，PGC-1α）作為神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)因子也引起了廣泛關(guān)注，PGC-1α能夠激活一系列調(diào)節(jié)能量代謝的轉(zhuǎn)錄因子，是與能量代謝聯(lián)系密切相關(guān)的轉(zhuǎn)錄輔助活化因子。SIRT1與PCG-1α相互作用，通過抑制過氧化酶增殖體下調(diào)脂肪貯存相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)糖異生。并且有研究認(rèn)為，SIRT1和PGC-1α的表達(dá)上升可以增加神經(jīng)保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)，在腦血管病發(fā)病過程中，過表達(dá)的SIRT1可通過其去乙酰化作用增強(qiáng)PGC-1α在神經(jīng)元中的代謝，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[11]。

另外，解偶聯(lián)蛋白2（uncoupling protein 2，UCP2）也是代謝調(diào)控中的重要分子，其作用能夠消除氧自由基及提升ATP。并且借助于SIRT1的激活作用，UCP2減輕ROS引起氧化應(yīng)激提升ATP，從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[11]。

2.2 SIRT1與免疫炎性反應(yīng)的相關(guān)性 腦缺血再灌注損傷激活了白細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞等炎性細(xì)胞，從而產(chǎn)生了大量炎性因子，如細(xì)胞因子、趨化因子和黏附分子等。大量研究表明，SIRT1具有抗炎并抑制細(xì)胞間黏附分子表達(dá)的作用。

轉(zhuǎn)錄因子NF-κB在炎性反應(yīng)中占據(jù)關(guān)鍵地位，通過增強(qiáng)腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和白細(xì)胞介素1β（interleukin 1β，IL-1β）等促炎性因子基因的表達(dá)進(jìn)一步促進(jìn)炎性反應(yīng)。也有研究顯示，SIRT1在腦缺血后發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用主要是通過去乙?；种苝53和NF-κBp65信號(hào)通路[12]。各種促炎途徑在激活動(dòng)脈壁NF-κB的同時(shí)，刺激線粒體產(chǎn)生大量氧自由基，而SIRT1能使p65脫乙?；?，抑制其與NF-κB啟動(dòng)子的結(jié)合，從而干擾NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)來減少氧自由基的產(chǎn)生，抑制炎性反應(yīng)的發(fā)生[13]。

此外，借助于離體高表達(dá)SIRT1的心肌細(xì)胞構(gòu)建缺血再灌注損傷模型，研究發(fā)現(xiàn)，SIRT1的表達(dá)與NF-κB降低去乙?；潭认嚓P(guān)，SIRT1可使NF-κB的亞基去乙?；率蛊浠虮磉_(dá)缺失，因此能阻止炎性反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展[14]。在人主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中，SIRT1通過去乙酰化NF-κB抑制內(nèi)皮黏附分子的表達(dá)發(fā)揮抗炎作用[15]。

COX-2是在各種損傷情況下產(chǎn)生的誘導(dǎo)酶，它可以催化前列腺素類（prostaglandins，PGs）的合成，進(jìn)而參與炎癥反應(yīng)。SIRT1則可以沉默COX-2，抑制COX的活性通路，從而減輕炎癥反應(yīng)，起到對(duì)損傷神經(jīng)的保護(hù)作用[16]。

2.3 SIRT1與細(xì)胞凋亡的相關(guān)性 神經(jīng)細(xì)胞凋亡是腦缺血再灌注損傷的重要環(huán)節(jié)，是腦缺血再灌注損傷遲發(fā)性神經(jīng)細(xì)胞死亡的主要形式。腦缺血損傷通過死亡受體介導(dǎo)途徑、線粒體介導(dǎo)途徑和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通路誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞凋亡。既往研究提示SIRT1在缺血再灌注損傷中可能起抗凋亡作用。

p53是一個(gè)重要的內(nèi)在凋亡途徑調(diào)節(jié)因子，當(dāng)發(fā)生應(yīng)激反應(yīng)時(shí)細(xì)胞質(zhì)中的p53快速轉(zhuǎn)移到線粒體的外表面，與Bcl-2家族的抗凋亡蛋白（Bcl-xL、Bcl-2、Mcl-1）和（或）促凋亡蛋白（PUMA、Bax、Bak）相互作用。這種作用進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞色素C的釋放、激活細(xì)胞凋亡蛋白酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)。SIRT1能夠去乙酰化p53，抑制其轉(zhuǎn)錄活性，進(jìn)而減少凋亡的發(fā)生[17]，發(fā)揮間接保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞功能的作用。

在腎臟缺血和腦缺血模型中，SIRT1表達(dá)增加與p53表達(dá)的下降和細(xì)胞凋亡的減少具有顯著的相關(guān)性[13，18]。此外，F(xiàn)OXO家族的靶基因與細(xì)胞凋亡、衰老、周期及代謝相關(guān)，SIRT1還能通過去乙?；疐OXO1轉(zhuǎn)錄因子家族調(diào)控凋亡相關(guān)分子的表達(dá)，有助于神經(jīng)功能的恢復(fù)[19]。SIRT1高表達(dá)轉(zhuǎn)基因小鼠誘導(dǎo)缺血再灌注模型表明，SIRT1能夠誘導(dǎo)FOXO1的核轉(zhuǎn)位，隨之上調(diào)抗凋亡分子Bcl-2并下調(diào)Bax[20]。

3 展望

當(dāng)機(jī)體發(fā)生局部腦缺血后，SIRT1的表達(dá)下降，同時(shí)增加缺血組織損傷的敏感性，尤其在老年人中多見。諸多研究表明，SIRT1作為一種依賴NAD+的組蛋白去乙?；割?，能夠通過調(diào)節(jié)能量代謝、抑制炎性反應(yīng)、抗細(xì)胞凋亡等作用，減輕缺血性腦損傷，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，具有一定的腦保護(hù)作用。目前關(guān)于SIRT1在缺血性腦損傷中的神經(jīng)保護(hù)作用是肯定的，但是，SIRT1如何在腦缺血中發(fā)揮作用具體機(jī)制尚未完全闡述，SIRT1作為缺血性卒中一個(gè)潛在的治療靶點(diǎn)，還有很多問題尚未解決，應(yīng)進(jìn)一步深入研究。

[1] WRITING GROUP MEMBERS，MOZAFFARIAN D，BENJAMIN E J，et al. Executive Summary：Heart Disease and Stroke Statistics--2016 Update：A Report From the American Heart Association[J].Circulation，2016，133（4）：447-454.

[2] GUMBINGER C，REUTER B，STOCK C，et al. Time to treatment with recombinant tissue plasminogen activator and outcome of stroke in clinical practice：retrospective analysis of hospital quality assurance data with comparison with results from randomised clinical trials[J/OL]. BMJ，2014，348：g3429. https：//doi.org/10.1136/bmj.g3429

[3] PETEGNIEF V，PLANAS A M. SIRT1 regulation modulates stroke outcome[J]. Transl Stroke Res，2013，4（6）：663-671.

[4] MENG X，TAN J，LI M，et al. Sirt1：role under the condition of ischemia/hypoxia[J]. Cell Mol Neurobiol，2017，37（1）：17-28.

[5] KWON Y，KIM J，LEE C Y，et al. Expression of SIRT1 and SIRT3 varies according to age in mice[J].Anat Cell Biol，2015，48（1）：54-61.

[6] POULOSE N，RAJU R. Sirtuin regulation in aging and injury[J]. Biochim Biophys Acta，2015，1852（11）：2442-2455.

[7] RAN M，LI Z，YANG L，et al. Calorie restriction attenuates cerebral ischemic injury via increasing SIRT1 synthesis in the rat[J/OL]. Brain Res，2015，1610：61-68. https：//doi.org/10.1016/j.brainres.2015.03.043

[8] HATTORI Y，OKAMOTO Y，NAGATSUKA K，et al. SIRT1 attenuates severe ischemic damage by preserving cerebral blood fl ow[J]. Neuroreport，2015，26（3）：113-117.

[9] WAN D，ZHOU Y，WANG K，et al. Resveratrol provides neuroprotection by inhibiting phosphodiesterases and regulating the cAMP/AMPK/SIRT1 pathway after stroke in rats[J]. Brain Res Bull，2016，121：255-262. http：//dx.doi.org/10.1016/j.brainresbull.2016.02.011

[10] WANG L M，WANG Y J，CUI M，et al. A dietary polyphenol resveratrol acts to provide neuroprotection in recurrent stroke models by regulating AMPK and SIRT1 signaling，thereby reducing energy requirements during ischemia[J]. Eur J Neurosci，2013，37（10）：1669-1681.

[11] WANG S J，ZHAO X H，CHEN W，et al. Sirtuin 1 activation enhances the PGC-1α/mitochondrial antioxidant system pathway in status epilepticus[J]. Mol Med Rep，2015，11（1）：521-526.

[12] LIU H，WEI X，KONG L，et al. NOD2 is involved in the in fl ammatory response after cerebral ischemiareperfusion injury and triggers NADPH oxidase 2-derived reactive oxygen species[J]. Int J Biol Sci，2015，11（5）：525-535.

[13] Hernández-Jiménez M，Hurtado O，Cuartero M I，et al. Silent information regulator 1 protects the brain against cerebral ischemic damage[J]. Stroke，2013，44（8）：2333-2337.

[14] NADTOCHIY S M，YAO H，MCBURNEY M W，et al. SIRT1-mediated acute cardioprotection[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol，2011，301（4）：1506-1512.

[15] STEIN S，SCH?FER N，BREITENSTEIN A，et al.SIRT1 reduces endothelial activation without affecting vascular function in ApoE-/- mice[J]. Aging（Albany NY），2010，2（6）：353-360.

[16] ZHANG R，CHEN H Z，LIU J J，et al. SIRT1 suppresses activator protein-1 transcriptional activity and cyclooxygenase-2 expression in macrophages[J]. J Biol Chem，2010，285（10）：7097-7110.

[17] LI M，LU Y，HU Y，et al. Salvianolic acid B protects against acute ethanol-induced liver injury through SIRT1-mediated deacetylation of p53 in rats[J]. Toxicol Lett，2014，228（2）：67-74.

[18] FAN H，YANG H C，YOU L，et al. The histone deacetylase，SIRT1，contributes to the resistance of young mice to ischemia/reperfusion-induced acute kidney injury[J]. Kidney Int，2013，83（3）：404-413.

[19]CHAE H D，BROXMEYER H E. SIRT1 de fi ciency downregulates PTEN/JNK/FOXO1 pathway to block reactive oxygen species-induced apoptosis in mouse embryonic stem cells[J]. Stem Cells Dev，2011，20（7）：1277-1285.

[20] HSU C P，ZHAI P，YAMAMOTO T，et al. Silent information regulator 1 protects the heart from ischemia/reperfusion[J]. Circulation，2010，122（21）：2170-2182.