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沉默信息調(diào)節(jié)因子在高血壓發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展*

2021-12-06 05:17:00馬茜鈺李存存
中國(guó)病理生理雜志 2021年11期
關(guān)鍵詞:內(nèi)皮內(nèi)皮細(xì)胞調(diào)節(jié)

馬茜鈺, 李存存, 張 錦

(1蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院,甘肅蘭州730000;2蘭州大學(xué)第一醫(yī)院,甘肅蘭州730000;3蘭州大學(xué)第一醫(yī)院心內(nèi)科/甘肅省心血管疾病重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅蘭州730000)

高血壓是多種心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素。盡管許多研究都強(qiáng)調(diào)了高血壓的多因素性,但是高血壓的發(fā)病機(jī)制仍然有待探索。大量證據(jù)表明,表觀遺傳學(xué)在高血壓發(fā)病中起著重要的作用[1],其中煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotimide adenosine dinucleotide,NAD+)依賴性酶家族介導(dǎo)的血管動(dòng)態(tài)平衡和心血管疾病的表觀遺傳過程引起了研究者的廣泛關(guān)注。分子水平上,NADPH 氧化酶信號(hào)的激活、內(nèi)源性抗氧化劑的抑制、DNA 的甲基化、組蛋白的修飾和一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)異構(gòu)體蛋白表達(dá)的改變等共同參與了高血壓的發(fā)?。?]。沉默信息調(diào)節(jié)因子(sirtuins/silent information regulators,SIRTs)作為NAD+依賴的脫乙酰酶,參與了高血壓的形成與發(fā)展。本文將綜述SIRTs 家族不同成員在高血壓發(fā)病中的作用。

1 SIRTs概述

SIRTs 屬于NAD+依賴性酶家族,其主要功能是去乙酰化。它可針對(duì)不同蛋白質(zhì),包括組蛋白、轉(zhuǎn)錄因子和DNA 修復(fù)蛋白,參與許多重要的生物學(xué)過程,如細(xì)胞衰老與凋亡、內(nèi)分泌信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、能量代謝、組織再生、DNA 修復(fù)、炎癥等,還可以控制生物鐘和線粒體的生物發(fā)生[3]。SIRTs家族目前共有7個(gè)成員(SIRT1~7),分別位于不同的亞細(xì)胞區(qū)域,SIRT1 和SIRT2 位于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì),SIRT3~5 位于線粒體,SIRT6 和 SIRT7 屬 于 細(xì) 胞 核 蛋 白[4]。 目 前 ,關(guān) 于SIRT1和SIRT2的研究較為廣泛。

2 SIRTs參與高血壓發(fā)生發(fā)展的機(jī)制

2.1 SIRTs調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能穩(wěn)態(tài) 血管內(nèi)皮的功能是維持血管張力,抗動(dòng)脈硬化并形成屏障,以控制各種物質(zhì)在血液和組織之間的交換[5]。內(nèi)皮功能障礙損害了內(nèi)皮細(xì)胞的蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)、內(nèi)皮型NOS(endothelial NOS,eNOS)活性和血管生成,促進(jìn)了內(nèi)皮細(xì)胞的衰老、血管炎癥和重塑,其機(jī)制包括蛋白調(diào)節(jié)受損、eNOS 解偶聯(lián)、氧化應(yīng)激、內(nèi)皮細(xì)胞向間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(endothelial-to-mesenchymal transition,EndMT)、NK 同源異形框2(NK3 homeobox 2,Nkx3.2)-GATA結(jié)合蛋白5(GATA-binding protein 5,GATA5)信號(hào)調(diào)節(jié)等[5-7](圖1)。內(nèi)皮功能障礙是與高血壓相關(guān)的常見問題,是微血管和大血管并發(fā)癥的先兆[7]。多種SIRTs 通過緩解內(nèi)皮功能障礙對(duì)高血壓的形成與發(fā)展產(chǎn)生了有益影響。

Figure 1. The mechanism of SIRT6 in the formation of vascular diseases.圖1 SIRT6在參與血管疾病形成中的作用機(jī)制

抑制SIRT1 與血管功能障礙和動(dòng)脈硬度增加有關(guān)。與僅敲除ApoE相比,同時(shí)敲除ApoE和SIRT1的小鼠內(nèi)皮超氧化物及促炎介質(zhì)更多,表明SIRT1 在減少內(nèi)皮功能障礙中起重要作用。一氧化氮(nitric oxide,NO)是主要的舒血管物質(zhì),NO 缺乏可促進(jìn)高血壓的發(fā)生。在小鼠動(dòng)脈內(nèi)皮中用RNA 干擾特異性抑制SIRT1表達(dá),導(dǎo)致NO 減少并抑制內(nèi)皮依賴性血管舒張。同一項(xiàng)研究還顯示,在體外,SIRT1 通過使eNOS 脫乙?;?,提高了eNOS 的活性,從而增加了內(nèi)皮NO的產(chǎn)生[8]。特異性激活小鼠的SIRT1可以增加環(huán)加氧酶(cyclooxygenase-2,COX-2)介導(dǎo)的內(nèi)皮依賴性血管舒張,還可以通過減少超氧化物的產(chǎn)生減少炎癥[9]。在脈管系統(tǒng),含 66 kD 同源 2 結(jié)構(gòu)域的Src 蛋白(66-kD Src homology 2 domain-containing protein,p66Shc)是活性氧(reactive oxygen species,ROS)的主調(diào)節(jié)蛋白,p66Shc誘導(dǎo)的ROS 可引起內(nèi)皮功能障礙。研究顯示,p66Shc是 SIRT1 的直接靶點(diǎn),SIRT1 調(diào)控p66Shc乙?;瑥亩刂屏似湔T導(dǎo)產(chǎn)生ROS 的能力[10]。在脈管系統(tǒng),SIRT1 通過調(diào)節(jié)eNOS、COX-2 和ROS共同參與了內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)血管舒張能力的影響。

全身SIRT3敲除小鼠由于線粒體內(nèi)超氧化物歧化酶2(superoxide dismutase 2,SOD2)的高度乙?;鴮?dǎo)致氧化應(yīng)激,增加了低氧誘導(dǎo)因子1α 表達(dá)、血管通透性和血管炎癥,從而加速了血管衰老和年齡依賴性高血壓的發(fā)生。相反,SIRT3過表達(dá)可防止這些有害作用[11-12]。

在兩個(gè)獨(dú)立的高血壓模型中,即脫氧腎上腺皮質(zhì)激素/鹽誘導(dǎo)的和血管緊張素II(angiotensin II,Ang II)誘導(dǎo)的高血壓小鼠的內(nèi)皮SIRT6 水平均顯著降低。特異性敲除內(nèi)皮細(xì)胞的SIRT6使血壓顯著升高,加劇了內(nèi)皮功能障礙和心腎損傷。內(nèi)皮細(xì)胞的SIRT6具有多效性保護(hù)作用,包括促進(jìn)內(nèi)皮依賴性血管舒張和血管NO 生物利用度,降低細(xì)胞通透性,改善內(nèi)皮衰老和細(xì)胞凋亡以及促進(jìn)自噬。從機(jī)制上講,SIRT6 通過使組蛋白H3K9 脫乙?;鶃?lái)抑制轉(zhuǎn)錄抑制因子Nkx3.2 的轉(zhuǎn)錄,從而誘導(dǎo)了一種新型的血壓調(diào)節(jié)劑 GATA5 的表達(dá)[6](圖 1、2)。此外,SIRT6 還可通過激活核因子E2 相關(guān)因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)抑制膽固醇晶體(cholesterol crystals,CCs)誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮功能障礙。過量的游離膽固醇積聚產(chǎn)生微小的CCs,內(nèi)皮細(xì)胞將其內(nèi)吞,從而降低了NO 水平以及eNOS 的活性和表達(dá)。同時(shí),CCs 顯著抑制了內(nèi)皮細(xì)胞中SIRT6 及Nrf2(抗氧化和抗炎途徑中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑)的表達(dá),而Nrf2激活可減輕CCs誘導(dǎo)的內(nèi)皮功能障礙[13]。

Figure 2. The related factors in the processes of vascular sclerosis,remodeling and aging involving SIRT1 and SIRT6. LKB1:liver kinase B1;NF-κB:nuclear factor-κB;FOXO1:forkhead box protein O1;NICD:Notch intracellular domain;p66Shc:66-kD Src homology 2 domain-containing protein;eNOS:endothelial nitric oxide synthase; COX-2: cyclooxygenase-2;PGC-1α:peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α;Nrf2:nuclear factor E2-related factor 2; ICAM-1: intercellular adhesion molecule-1;Nkx3.2:NK3 homeobox 2;GATA5:GATA-binding protein 5;MALAT1:metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1;FOXM1:forkhead box protein M1.圖2 SIRT1 和SIRT6 參與血管硬化、重塑與衰老過程中的相關(guān)作用因子

2.2 SIRTs參與血管硬化與重塑 動(dòng)脈硬化反映了血管彈性蛋白的逐漸減少以及膠原蛋白的增多,獨(dú)立于動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生[14]。人主動(dòng)脈硬化和高血壓與循環(huán)中Klotho 蛋白(一種腎源性衰老抑制蛋白)水平的降低有關(guān)。Klotho 缺乏導(dǎo)致彈性蛋白與膠原蛋白比率降低,這種結(jié)構(gòu)重塑促進(jìn)了動(dòng)脈硬化的發(fā)展。在Klotho缺失小鼠中,SIRT1 的表達(dá)和活性在主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞(vascular smooth muscle cells,VSMCs)中顯著降低。Klotho缺失與主動(dòng)脈中一磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)激活的蛋白激酶α 和eNOS 的活性顯著降低有關(guān)。特異性激活SIRT1 可逆轉(zhuǎn)Klotho缺失引起的動(dòng)脈硬化和血壓升高[15]。同時(shí),動(dòng)脈硬化還與VSMCs 中促炎和促氧化途徑的激活有關(guān),SIRT1激活對(duì)高脂高糖誘導(dǎo)的動(dòng)脈硬化的益處與VSMCs 中核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)激活以及血管細(xì)胞黏附分子 1 和NADPH 氧化酶亞單位 p47phox表達(dá)減少有關(guān)[16]。此外,SIRT1 通過影響eNO 的生物利用度,內(nèi)皮細(xì)胞和VSMCs 的衰老,成骨表型轉(zhuǎn)分化,VSMCs 的凋亡,細(xì)胞外基質(zhì)沉積以及血管周圍脂肪組織的炎癥反應(yīng)而減慢血管鈣化[17]。藥物激活SIRT1 可能是治療動(dòng)脈硬化和高血壓的一種新方法,為預(yù)防代謝綜合征患者的動(dòng)脈硬化和心血管相關(guān)并發(fā)癥提供了新手段。

內(nèi)皮細(xì)胞的SIRT1 通過調(diào)節(jié)多種蛋白,包括eNOS、肝激酶 B1(liver kinase B1,LKB1)、p53、NF-κB、叉 頭 框 蛋 白 O1(forkhead box protein O1,F(xiàn)OXO1)和 Notch 細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域(Notch intracellular domain,NICD)發(fā)揮獨(dú)特的血管保護(hù)作用,從而參與動(dòng)脈重塑[18-19]。HERC2(HECT and RLD domain containing E3 ubiquitin protein ligase 2)是巨大的支架蛋白和 E3 泛素連接酶,是 SIRT1 的結(jié)合伴侶之一[20]。HERC2 下調(diào)消除了內(nèi)皮SIRT1過表達(dá)對(duì)動(dòng)脈重構(gòu)和血壓控制的有益作用。目前研究顯示,內(nèi)皮細(xì)胞中SIRT1/HERC2/LKB1 復(fù)合物的形成控制著動(dòng)脈重塑的過程。乙酰化的LKB1 在細(xì)胞核中的積累會(huì)導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞活化,進(jìn)而刺激VSMCs 的增殖和細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生,而內(nèi)皮SIRT1 通過促進(jìn)HERC2 介導(dǎo)的乙?;疞KB1的降解防止了不良的動(dòng)脈重塑[21]。

過氧化物酶體增殖物激活受體γ 輔激活因子1α(peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α,PGC-1α)對(duì)血管具有保護(hù)作用。在體內(nèi)外,PGC-1α 的上調(diào)不僅可抑制線粒體ROS 的增加,還可增加SOD1和SOD2的含量,而PGC-1α的耗竭則促進(jìn)線粒體ROS 產(chǎn)生和鈣沉積。鈣化的動(dòng)脈中線粒體ROS增加,SIRT3表達(dá)下降,但PGC-1α的過表達(dá)恢復(fù)了SIRT3的表達(dá)[22]。

3 SIRTs對(duì)高血壓危險(xiǎn)因素的影響

3.1 SIRTs與細(xì)胞衰老和血管老化 血管內(nèi)皮細(xì)胞和VSMCs隨年齡增長(zhǎng)而發(fā)生的結(jié)構(gòu)或生物學(xué)變化稱為血管老化,這種老化促進(jìn)了與年齡相關(guān)的心血管疾病的發(fā)展。SIRTs 是血管老化的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。SIRT1通過PGC-1α的去乙酰化和過氧化物酶體增殖物激活受體α 的活化來(lái)防止內(nèi)皮衰老,從而減少了NADPH 氧化酶介導(dǎo)的ROS 產(chǎn)生和NO 失活。在老化的動(dòng)脈中,SIRT1表達(dá)減少導(dǎo)致可溶性鳥苷酸環(huán)化酶(soluble guanylate cyclase,sGC)下調(diào),從而通過降低NO-sGC-cGMP 信號(hào)傳導(dǎo)影響血管擴(kuò)張反應(yīng)。同時(shí),SIRT1 功能障礙或其表達(dá)降低會(huì)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞衰老[23]。硫化氫(hydrogen sulfide,H2S)在人體心血管系統(tǒng)中具有重要的保護(hù)作用。研究證實(shí),H2S可通過調(diào)控SIRT1/eNOS/NO 信號(hào)通路,可抵抗部分高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞衰老[24]。此外,內(nèi)皮細(xì)胞在血管老化過程中經(jīng)歷EndMT,從而增加了內(nèi)皮通透性。使用內(nèi)皮細(xì)胞特異性SIRT6敲除小鼠的研究表明,內(nèi)皮細(xì)胞中SIRT6 表達(dá)下調(diào)會(huì)加劇血管老化。微陣列分析表明,SIRT6調(diào)節(jié)了細(xì)胞周期進(jìn)程和衰老的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子FOXM1 的表達(dá),證明了SIRT6 作為血管系統(tǒng)中抗衰老因子的作用[25]。SIRT1 和 SIRT6 表達(dá)減少是血管老化的生物標(biāo)志物,激活它們可能是延緩血管老化的治療策略。

3.2 SIRTs通過參與水鹽及糖代謝影響血壓 由飲食變化引起的其代謝產(chǎn)物的變化決定了影響血管收縮和舒張物質(zhì)的合成與釋放,從而調(diào)節(jié)了血管張力,這些變化可能會(huì)促進(jìn)成人高血壓的發(fā)展[26]。能量攝入變化影響了SIRTs活性,同時(shí)使某些在血管反應(yīng)中起調(diào)節(jié)作用的基因表達(dá)也發(fā)生了改變[27]。低鹽飲食通過激活大鼠生長(zhǎng)激素釋放肽受體來(lái)增加心臟、腎臟、肌肉、大腦和脂肪組織中SIRT1 的表達(dá)。Gao等[15]證明了SIRT1 主要在正常大鼠的腎小管間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá),并且與水通道蛋白2 共定位,表明SIRT1可能參與了水鹽調(diào)節(jié)。

適度限制卡路里攝入通過增加SIRT1 和SIRT3表達(dá)減輕了與年齡有關(guān)的心血管變化[28]。目前多種模型已充分探索了SIRTs 在能量代謝中的作用。飼喂同樣高脂飼料的SIRT1過表達(dá)小鼠比野生型小鼠有更好的葡萄糖穩(wěn)態(tài),但體重沒有差異。喂食標(biāo)準(zhǔn)飲食的SIRT1過表達(dá)小鼠也表現(xiàn)出較高的葡萄糖耐量,同時(shí)伴有膽固醇及甘油三酯減少和體重減輕[4]。持續(xù)的高糖環(huán)境可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞中線粒體過氧化產(chǎn)物的積累,從而增加細(xì)胞內(nèi)ROS 水平,ROS 通過促進(jìn)細(xì)胞凋亡或者激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路導(dǎo)致心肌細(xì)胞損傷。研究顯示,過表達(dá)SIRT1基因通過PI3K/AKT 信號(hào)通路抑制了高糖刺激下心肌細(xì)胞凋亡和 ROS 水平[29]。SIRT3 與調(diào)節(jié)誘導(dǎo)型NOS 表達(dá)的炎癥反應(yīng)有關(guān),并可表觀調(diào)控SOD 表達(dá)[30]。在人類視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞中,高血糖下調(diào)了SIRTs 的mRNA,但上調(diào)了靶向SIRTs 的微小RNA。此外,高血糖還引起內(nèi)皮細(xì)胞的早期衰老,EndMT和氧化DNA損傷[31]。

SIRT6敲除小鼠也能通過PGC-1α來(lái)提高葡萄糖水平,并且通過提高低氧誘導(dǎo)因子1α 活性增加了糖酵解,而SIRT6的過表達(dá)改善了衰老小鼠體內(nèi)的葡萄糖穩(wěn)態(tài),并在高脂飲食的情況下增加了葡萄糖耐量和胰島素敏感性,同時(shí)減少了內(nèi)臟脂肪[4]。

總之,SIRTs參與了對(duì)水鈉平衡和葡萄糖穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié),高鹽高糖飲食加速了血管功能障礙。因此,減少高鹽高糖飲食可增加SIRTs對(duì)血管的保護(hù)作用。

3.3 SIRTs參與調(diào)節(jié)血脂代謝 高血壓和血脂異常都可使內(nèi)皮損傷長(zhǎng)期存在,二者共同作用于內(nèi)皮細(xì)胞,繼而損害了血管舒張和各種不同的血管病變[32]。多種SIRTs均對(duì)脂代謝發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,從而維持體內(nèi)脂質(zhì)平衡。SIRT1 是膽固醇傳感器(cholesterol sensors),肝X 受體(liver X receptor,LXR)的正調(diào)節(jié)劑。SIRT1敲除使LXR 表達(dá)減少,高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)和甘油三酯(triglyceride,TG)水平降低,暗示了SIRT1 可增強(qiáng)有益HDL-C 的保護(hù)作用[33]。暴露于高脂飲食的SIRT3敲除小鼠發(fā)展為高脂血癥表明,SIRT3 也在維持體內(nèi)脂質(zhì)平衡中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。SIRT6 在負(fù)調(diào)節(jié)TG 合成和低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)水平升高的過程中也發(fā)揮著作用。SIRT6敲除小鼠LDL-C增加,喂食高脂飲食的SIRT6過表達(dá)的小鼠比野生型小鼠LDL-C 和TG水平更低[4]。SIRTs 激動(dòng)劑可能在治療血脂異常中具有益處,尤其是在西方飲食的背景下,需要更多的研究來(lái)充分了解這種保護(hù)作用背后的機(jī)制以及每種SIRT在脂質(zhì)穩(wěn)態(tài)中的作用。

4 SIRTs與高血壓靶器官損害

4.1 SIRTs與心肌肥大 高血壓與心臟重構(gòu)有因果關(guān)系,包括左心室肥大,心肌纖維化以及左室收縮和舒張功能障礙[34]。SIRT1 具有抑制 NF-κB 信號(hào)的作用,從而抑制下游基因轉(zhuǎn)錄,減少炎癥因子的產(chǎn)生,而炎癥反應(yīng)可能參與了高血壓心室重塑的過程[35]。SIRT1 激動(dòng)劑白藜蘆醇可抑制自發(fā)性高血壓大鼠的左心室重塑,其機(jī)制可能與調(diào)節(jié)SIRT1/NF-κB 通路而減輕氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)損傷有關(guān)[36]。

心肌肥大的誘導(dǎo)涉及胎兒基因轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞蛋白合成,抑制任何一個(gè)都會(huì)使心臟病理性生長(zhǎng)變慢。AMP 依賴的蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)為心臟能量穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)與心肌肥大有關(guān)的心臟蛋白質(zhì)合成[37],而活化T 細(xì)胞核因子(nuclear factor of activated T cells,NFAT)作為轉(zhuǎn)錄因子是心臟胎兒基因表達(dá)的主要調(diào)節(jié)因子,與心臟肥大的病理形式有關(guān)[38]。Sarikhani 等[39]的研究表明,SIRT2通過抑制胎兒基因轉(zhuǎn)錄和細(xì)胞蛋白質(zhì)合成來(lái)調(diào)節(jié)心臟肥大涉及到兩個(gè)不同途徑,即AMPK 和NFAT 代謝。最近,SIRT2 被證明可以通過使AMPK的上游激酶LKB1 脫乙酰化來(lái)促進(jìn)AMPK 的活性,從而保護(hù)心臟免受Ang II 誘導(dǎo)的肥大。此外,SIRT2 激活可通過抑制NFAT 來(lái)保護(hù)心臟免受異丙腎上腺素引起的病理性心肌肥大的影響。

Ang-(1-7)是由血管緊張素轉(zhuǎn)換酶 2 從 Ang I 和Ang II中產(chǎn)生的,主要在心臟重塑中起作用[40]。Ang-(1-7)通過SIRT3 依賴性機(jī)制減輕Ang II 引起的心肌肥大。對(duì)Ang II 引起的心肌肥大和線粒體ROS 產(chǎn)生的抑制作用是通過刺激心肌細(xì)胞中SIRT3 依賴性FOXO3a脫乙酰基、SOD2表達(dá)升高來(lái)介導(dǎo)的[41]。

SIRT4 不同于其他SIRTs 對(duì)心肌肥大具有保護(hù)作用,它對(duì)心肌肥大具有負(fù)性調(diào)節(jié)作用。Luo等[42]的研究表明,SIRT4 在病理狀態(tài)下通過增加ROS 水平來(lái)促進(jìn)心肌肥大。SIRT4 抑制了MnSOD 與SIRT3 的結(jié)合,并增加了MnSOD 乙酰化水平,從而降低了其活性,導(dǎo)致在Ang II刺激后ROS積累增加。

SIRT5 和SIRT7 均對(duì)心肌肥大具有保護(hù)作用,且SIRT5 可防止年齡相關(guān)的肥大。與年齡匹配的野生型相比,衰老的SIRT5基因敲除小鼠表現(xiàn)出更多的纖維化、肥大和收縮功能障礙[43]。心臟壓力超負(fù)荷后,心肌組織中SIRT7 蛋白表達(dá)增加。與對(duì)照小鼠相比,心肌細(xì)胞SIRT7敲除小鼠的心肌細(xì)胞橫截面積和纖維化面積明顯更大,心臟收縮功能明顯降低。機(jī)制研究顯示,SIRT7 與GATA4 直接相互作用并使其脫乙?;瘉?lái)緩解應(yīng)激誘導(dǎo)的心肌肥大[44]。

4.2 SIRTs與心肌纖維化 EndMT與包括心臟纖維化在內(nèi)的多種疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。激活SIRT1 減輕了由EndMT而導(dǎo)致的心臟纖維化。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(transforming growth factor β1,TGF-β1)強(qiáng)烈誘導(dǎo)EndMT,SIRT1 上調(diào)分別抑制 TGF-β 受體 1 和磷酸化的 Smad2/3 的表達(dá),因此,SIRT1 在 TGF-β/Smad 途徑抑制中起重要作用[45]。

心臟成纖維細(xì)胞(cardiac fibroblasts,CFs)轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞(myofibroblasts,MFs)代表心臟纖維化中的關(guān)鍵事件,導(dǎo)致心臟功能受損[46]。SIRT6基因缺失在CFs 向MFs 的轉(zhuǎn)化中可導(dǎo)致組織纖維化。Maity 等[47]的研究表明,SIRT6基因缺失的 CFs 自主過度激活TGF-β 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)從而自發(fā)轉(zhuǎn)化為MFs。機(jī)制上講,SIRT6 通過使組蛋白H3 中的Lys-9 和Lys-56脫乙?;?,結(jié)合Smad3 并抑制TGF-β 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)關(guān)鍵基因的表達(dá)。

5 總結(jié)與展望

高血壓發(fā)病原因復(fù)雜,對(duì)SIRTs在高血壓發(fā)病中的保護(hù)作用已進(jìn)行了大量研究,包括調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮功能,參與血管重塑、能量代謝、影響血管收縮和舒張物質(zhì)的合成與釋放、心臟重塑等(表1)。總的來(lái)說,特異性激活SIRTs 對(duì)高血壓、肥胖等代謝綜合征具有保護(hù)作用,但其與能量代謝、炎癥、氧化應(yīng)激等途徑相互串?dāng)_機(jī)制仍缺乏進(jìn)一步研究,未來(lái)研究可將實(shí)驗(yàn)結(jié)果用于新藥研發(fā)、將臨床研究數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對(duì)疾病預(yù)防提供建議。提高NAD+水平或增加SIRT活性可能是預(yù)防和治療高血壓的重要治療方法。

表1 SIRTs在高血壓形成與發(fā)展的作用Table 1. Roles of SIRTs in the formation and development of hypertension

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