沉默信息調(diào)控因子家族的生物學(xué)活性及其在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的研究進(jìn)展

夏忠彬+李國(guó)青

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（RA）是一種通過(guò)白細(xì)胞增生、滑膜細(xì)胞過(guò)度增生及骨質(zhì)破壞造成關(guān)節(jié)逐漸損害、最終導(dǎo)致畸形，致殘為主要特征的慢性自身免疫性疾病。其具體的病因目前尚不清楚。但是，醫(yī)學(xué)界普遍認(rèn)為該病主要由以下多種因素導(dǎo)致：異常自身免疫反應(yīng)、基因遺傳性及環(huán)境或生物學(xué)所引起。例如：病毒感染或體內(nèi)激素水平的變化均涉及了RA的發(fā)病[1]。

沉默信息調(diào)控因子（sirtuins）是一種三型組蛋白脫乙酰酶，在哺乳動(dòng)物中，該家族主要包含SIRT1-7.主要是通過(guò)組蛋白的修飾起到表觀遺傳的作用，并可改變幾種細(xì)胞間的信號(hào)路徑的傳到。這些路徑主要包括NF-kB及MAPK.累計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)表明Sirts既能影響固有免疫也能影響適應(yīng)性免疫[2]。故本文將從以下幾個(gè)方面就目前對(duì)SIRTS的生物活性及其對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的影響的研究進(jìn)展作一綜述。

1 SIRTs生理學(xué)活性

哺乳動(dòng)物存在7種NAD+依賴的三型組蛋白脫乙酰酶（HDACs）。盡管sirtuins開(kāi)始從屬于組蛋白脫乙酰酶，但已有相關(guān)報(bào)道證實(shí)sirtuins具有非組蛋白脫乙?；钚缘哪芰Α?/p>

SIRT1在該家族中研究最為廣泛，其定位在細(xì)胞核或細(xì)胞質(zhì)中。該酶可在卡路里有限的情況下增加脂肪酸的代謝及線粒體活性。

SIRT2雖然在細(xì)胞質(zhì)有殘存，但也能在細(xì)胞有絲分裂的G2向M階段時(shí)期轉(zhuǎn)變時(shí)轉(zhuǎn)入至細(xì)胞核。

SIRT3通過(guò)MMP使其N端142氨基酸水解而獲得其自身脫乙酰化活性，其在線粒體中的殘存成分具有剪切活化作用。

SIRT4殘存于線粒體中，其主要有ADP核糖酶轉(zhuǎn)移活性及微弱的脫乙酰酶活性。

SIRT5是一種線粒體賴氨酸脫乙?；?。其在尿素循環(huán)中具有活性，因?yàn)槠湓诰€粒體代謝過(guò)程中可調(diào)節(jié)氮平衡。

SIRT6是一種具有脫乙?；富钚约拔⑷醯腁DP核糖核酸酶活性的核酶。和之前描述的SIRT1一樣，該酶可抑制TNF-α的分泌率，在預(yù)期壽命及健康方面具有相似的活性

SIRT7是一種位于細(xì)胞核的脫乙酰酶。SIRT7是一種可調(diào)節(jié)核糖體DNA的轉(zhuǎn)錄，RNA聚合酶1及染色體重組的復(fù)合物。

Mona Dvir-Ginzberg等[3]指出：sirtuins在線粒體代謝及代謝性基因的調(diào)節(jié)過(guò)程中起重要作用，還可維持基因的穩(wěn)定性，增加細(xì)胞在多種 壓力下的存活能力。大部分sirtuins通過(guò)NAD+水平而具有能量感應(yīng)效用，這有助于促進(jìn)多種細(xì)胞及組織的活性及其代謝功能。

2 sirts對(duì)RA的影響及研究進(jìn)展

2.1 sirts涉及的炎癥信號(hào)通路

2.1.1 RANKL信號(hào)通路：是TNF受體超家族的成員，主要分布在破骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、活化的T細(xì)胞及B細(xì)胞等表面。RANKL可以促進(jìn)破骨細(xì)胞前體細(xì)胞分化為破骨細(xì)胞并增強(qiáng)其活性，阻止其凋亡，而破骨細(xì)胞是RA發(fā)生骨侵蝕的主要因素。

2.1.2 JAK/STAT信號(hào)通路：JAK蛋白酪氨酸激酶屬于非受體蛋白酪氨酸激酶家族，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子（STAT）是一種能與靶基因調(diào)控區(qū)DNA結(jié)合的胞質(zhì)蛋白家族，JAK/STAT通路是細(xì)胞因子的重要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、活化、分化、凋亡及其功能的發(fā)揮。

2.1.3 NF-kB信號(hào)通路：是一個(gè)存在于宿主免疫應(yīng)答體系里的古老而保守信號(hào)通路，不僅調(diào)控著炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激和基因毒性應(yīng)激等，也參與了包括凋亡、自體吞噬、組織萎縮等幾種機(jī)體自我穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。

2.2 sirt家族與煙霧共同誘導(dǎo)的RA發(fā)病進(jìn)程

Anna Engler[3]等的研究表明：在RA滑膜成纖維細(xì)胞中，SIRT1在試管中的表達(dá)受TNFα及CSE暴露的等不同因素的調(diào)節(jié)。SIRT1蛋白在試管中的表達(dá)下降是由于含有CSE的RA滑膜成纖維細(xì)胞的刺激而造成的，然而，用TNFα處理過(guò)的SIRT1的蛋白水平增加了。在mRNA的水平中，SIRT1轉(zhuǎn)錄的表達(dá)沒(méi)有受到CSE刺激的影響[4]，然而，TNFα的刺激增加了SIRT1mRNA的表達(dá)水平。在細(xì)胞間水平，暴露在煙霧中的小鼠也顯示TNFα在炎性細(xì)胞中的產(chǎn)生增加[5.6]。實(shí)際上煙霧不會(huì)誘導(dǎo)TNFα在RASF中的產(chǎn)生，SIRT1在RASF的試管中的表達(dá)僅受CSE的調(diào)節(jié)。但在試管中增加TNFα在RA滑膜細(xì)胞的水平可能會(huì)與吸煙導(dǎo)致SIRT1水平的下調(diào)相重疊。因此，SIRT1的水平在TNFα及CSE共同刺激的RASF中增加了，這說(shuō)明在調(diào)節(jié)SIRT1的過(guò)程中，TNFα的效應(yīng)比CSE更強(qiáng)[4]。SIRT1在炎癥過(guò)程中的作用是存在爭(zhēng)議性的。相關(guān)研究表明SIRT1可調(diào)節(jié)許多抗炎過(guò)程及促炎路勁[7， 8]。之前發(fā)現(xiàn)SIRT1及SIRT6的抗炎效應(yīng)是通過(guò)吸煙誘導(dǎo)的，相關(guān)研究表明在其他細(xì)胞類型中，NF-kB依賴的基因表達(dá)的抑制過(guò)程可介導(dǎo)二者的抗炎效應(yīng)?？傊?，在RASF中，在CSE或TNFα刺激性功能下，SIRT6的下調(diào)作為一種相互調(diào)節(jié)機(jī)制，可減少M(fèi)MP1的產(chǎn)生。這也是首次揭示了SIRT6在煙霧誘導(dǎo)的信號(hào)路徑中的保護(hù)作用[3]。

2.3 sirts與對(duì)RAFLS增殖黏附的影響

Anna Engler[4]等研究發(fā)現(xiàn)SIRT1水平的在吸煙的RA患者的滑膜組織中被下調(diào)，與逐漸增加的白細(xì)胞的浸潤(rùn)相關(guān)。之前，也有研究表明吸煙者對(duì)DMARDS敏感性較差，且能產(chǎn)生更高水平的趨化因子MIP-1α[9]。相似的研究表明CSE在試管中誘導(dǎo)了趨藥性。因此吸煙可能會(huì)增加白細(xì)胞在滑膜組織中的浸潤(rùn)。這也導(dǎo)致了更高水平的TNFα的產(chǎn)生，同時(shí)會(huì)下調(diào)SIRT1在吸煙的RA患者關(guān)節(jié)中的表達(dá)。SIRT1是一種多功能蛋白，該蛋白參與了很多細(xì)胞間的調(diào)控過(guò)程，包括細(xì)胞存活、代謝、成熟、炎癥等，也參與了不同細(xì)胞類型及組織間的致癌過(guò)程[10]。為了探查在RASF中，受SIRT1調(diào)節(jié)的靶基因及生物學(xué)過(guò)程，Engler， A.， et al等[4]使SIRT1沉默或過(guò)表達(dá)后，發(fā)現(xiàn)SIRT1水平的修飾誘導(dǎo)了基因表達(dá)的變化，這些基因的表達(dá)涉及炎癥的調(diào)節(jié)及細(xì)胞間的黏附。Engler， A.， et al等[4]也探究了SIRT1在細(xì)胞黏附調(diào)節(jié)中的作用。盡管SIRT1在基因表達(dá)方面的效應(yīng)涉及CDH4，CDH1黏附的調(diào)控，他們也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)SIRT1對(duì)RASF黏附到細(xì)胞培養(yǎng)皿表面的過(guò)程中有持續(xù)性效應(yīng)。但RASF對(duì)SIRT1的沉默發(fā)生反應(yīng)的黏附過(guò)程中所發(fā)生的變化可能是由患者的基因背景或RA的異質(zhì)性所引起的。

2.4 sirts與RA骨侵蝕

最近的研究表明[11]使用腺病毒處理的sirt6可明顯減少TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-17在局部及系統(tǒng)水平的濃度。這表明藥物或基因抑制NF-kB可抑制促炎因子的產(chǎn)生。而TNF-α及IL-1β可刺激RAFLS釋放趨化因子及MMPs，下調(diào)基促炎基因的表達(dá)。且能通過(guò)刺激T細(xì)胞產(chǎn)生RANKL從而啟動(dòng)破骨細(xì)胞的的分化。每個(gè)細(xì)胞因子下調(diào)其他因子的產(chǎn)生；例如：TNF-α刺激IL-1β，IL-1β反過(guò)來(lái)刺激TNF-α的產(chǎn)生。IL-17與TNF-α相互作用，或者更輕的程度，與IL-1β相互作用，這兩種結(jié)合與單獨(dú)注射一種IL-17到正常膝關(guān)節(jié)腔是可以有效誘導(dǎo)組織破壞及骨侵蝕的。且IL-6不僅僅是一種促炎因子而且是一種破骨細(xì)胞形成的刺激因素。這種刺激效應(yīng)主要是通過(guò)破骨細(xì)胞及RAFLS間接影響RANKL的釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而敲除IL-6的小鼠從一定程度上受到保護(hù)是因?yàn)樽钄嗔薎L-6引發(fā)了的實(shí)驗(yàn)性誘導(dǎo)的多關(guān)節(jié)炎的形成。因此，sirt6的這些抑制促炎因子產(chǎn)生的作用也許可改善患者CIA的小鼠炎癥效應(yīng)及關(guān)節(jié)破壞。故這些炎癥產(chǎn)生的瀑布式效應(yīng)最終可增加骨質(zhì)侵蝕及破壞，而sirt6可抑制或減少其釋放來(lái)減輕炎癥反應(yīng)及骨侵蝕。令sirt1既可有抗炎效應(yīng)，同時(shí)也能介導(dǎo)促炎因子的產(chǎn)生[13]。例如sirt1在RA滑膜中的過(guò)表達(dá)可增加促炎因子的產(chǎn)生并延長(zhǎng)RAFLS的壽命，后者可通過(guò)細(xì)胞遷徙機(jī)制最終軟骨及骨的破壞。

2.5 其他

目前對(duì)于sirt家族研究較多的僅為1、6，其余主要涉及其他系統(tǒng)疾病，與RA關(guān)系不甚密切。僅有研究表明[14]經(jīng)過(guò)RAFLSIL-1β刺激動(dòng)物模型SIRT1的表達(dá)增加了，然而SIRT2的確明顯下降。但有研究證實(shí)TNF，能夠阻斷Sirt1的保護(hù)性作用，導(dǎo)致其失活。且來(lái)自于RA外周血巨噬細(xì)胞中可觀察到IL-23產(chǎn)生的失調(diào)可導(dǎo)致sirt1的活性下降及其在PBMCs中的表達(dá)。這可為RA的至炎因子提供新的治療靶點(diǎn)。Sirt2的藥物性抑制劑很大程度上可減少RAFLS產(chǎn)生的IL-6、IL-8及MMP-3mRNA的表達(dá)。但SIRT2作為一種巨噬細(xì)胞及RAFLS的炎癥活性新穎的可合成的調(diào)節(jié)劑[15]。Kara， M.， et al.[16]等通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)SIRT3的表達(dá)活性在活動(dòng)期RA患者中更低。

展望：關(guān)于沉默信息調(diào)控因子家族與RA最新研究進(jìn)展主要是為了尋找治療RA的相關(guān)靶點(diǎn)。就目前而言，僅發(fā)現(xiàn)SIRT1抑制劑白藜蘆醇可抑制RA炎癥的進(jìn)展，淫羊藿苷可上調(diào)sirt6在RA中的表達(dá)。但其他研究仍表明其本身既有抗炎作用也可增加促炎因子的釋放。這說(shuō)明RA是一種受多因素影響的疾病，有待大量的實(shí)驗(yàn)及臨床研究進(jìn)一步闡明，并尋找相關(guān)治療靶點(diǎn)。值得一提的是sirt6可明顯抑制炎癥反應(yīng)及骨侵蝕。如能盡早發(fā)現(xiàn)其激動(dòng)劑，則可為RA的治療及全球RA患者帶來(lái)新的曙光。

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