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      應(yīng)力刺激調(diào)控Sirt1在肌腱腱病中的作用研究進展

      2019-01-18 03:22:06張曉蕊胡毓詩沈海孫君志
      中國運動醫(yī)學(xué)雜志 2018年12期
      關(guān)鍵詞:乙?;?/a>成骨肌腱

      張曉蕊胡毓詩 沈海孫君志

      1成都體育學(xué)院運動醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院(成都 610041)

      2四川省骨科醫(yī)院(成都 610041)

      肌腱腱病(tendinopathy)是一切在肌腱處表現(xiàn)出的疼痛、腫脹和的功能障礙的綜合征[1],跟腱、髕腱、肩袖、岡上肌腱、前臂伸肌腱以及肱骨外上髁伸肌總腱止點等是其多發(fā)部位。由于肌腱在運動中承受著高強度的負(fù)荷,易在運動中造成損傷,腱病已成為競技運動和日常生活中十分常見的疾病,且尤以跟腱腱病最為頻發(fā)。競技運動中,許多運動員因飽受腱病折磨運動能力下降。有關(guān)研究顯示,精英長跑運動員一生患跟腱腱病的風(fēng)險為52%,芬蘭416名征兵者的跟腱腱病的發(fā)病率為5.9%[2]。日常生活中,隨著生活節(jié)奏不斷加快,肌腱腱病在普通人群中的發(fā)病率也不斷升高。據(jù)報道,荷蘭每1000個患者中就有1.85人發(fā)生腱損傷[3]。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,美國每年約1440萬人出現(xiàn)肌腱或韌帶損傷[4],消耗美國數(shù)十億的醫(yī)療保健費用。隨著中國老齡化社會的不斷加劇以及不科學(xué)的運動方式的增多,腱病也在增加。

      肌腱是運動中重要的受力組織,正常的應(yīng)力刺激在肌腱的自我調(diào)節(jié)之內(nèi),過度的應(yīng)力刺激會超過肌腱自我恢復(fù)的能力而使肌腱受損,損傷后的肌腱愈合十分緩慢,容易形成瘢痕組織,力學(xué)性能受到影響[5]。修復(fù)后的肌腱在應(yīng)力刺激下再次發(fā)生損傷的幾率往往更大,長期的慢性損傷的積累導(dǎo)致肌腱出現(xiàn)諸多退行性改變,表現(xiàn)出如腱細(xì)胞凋亡以及由肌腱干細(xì)胞異常分化導(dǎo)致的脂肪堆積、黏液形成和組織鈣化等病理表現(xiàn),逐漸積累最終導(dǎo)致肌腱腱病的產(chǎn)生[6,7]。在腱病的發(fā)生發(fā)展過程中,Sirt1作為一類NAD+(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸)細(xì)胞依賴的去乙?;讣易宓某蓡T之一,參與了腱病形成過程中的腱細(xì)胞凋亡以及肌腱干細(xì)胞異常分化的調(diào)節(jié),并受到了力學(xué)因素的影響。鑒于此,本文就應(yīng)力刺激與Sirt1信號通路及應(yīng)力刺激調(diào)控下的Sirt1信號通路在肌腱腱病中作用研究進展情況作一綜述。

      1 Sirt1信號通路的生物學(xué)特性

      Sirtuin是生命體中廣泛存在的一類依賴于 NAD+的組蛋白去乙?;福壳白C實該家族有7個亞型,從Sirtuin1(Sirt1)到Sirt7[8]。Sirt1即沉默信息調(diào)節(jié)因子1最具有特征性,基因定位于10q21.3[9]。人類的Sirt1基因包含747個氨基酸,在3’和 5’端均有一個53 bp和1793 bp的非翻譯區(qū),包含8個內(nèi)含子以及9個外顯子,具有脫乙?;富钚裕幸粋€大結(jié)構(gòu)域和一個小結(jié)構(gòu)域,前者主要由保守性較高的羅斯曼(Rossmann)折疊構(gòu)成,后者則由保守性很低的一個螺旋構(gòu)件以及一個鋅帶結(jié)構(gòu)構(gòu)成。近年越來越多的研究表明Sirtuin家族參與各種功能的調(diào)節(jié),從基因組穩(wěn)定性到各種疾病,特別是Sirt1的高表達會降低與年齡有關(guān)的疾病和代謝疾病的風(fēng)險,如在糖尿病、退行性病變、腫瘤等疾病發(fā)生發(fā)展過程中具有十分重要的作用[10-13]。

      Sirt1通常定位于細(xì)胞核,存在依賴于細(xì)胞的環(huán)境和細(xì)胞類型,有時也可轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)或線粒體中[14]。Sirt1在細(xì)胞中具有多種不同的功能,從胚胎發(fā)育、骨骼肌分化、染色質(zhì)修飾、表觀遺傳學(xué)、代謝途徑到炎癥和應(yīng)激反應(yīng)[15]。研究發(fā)現(xiàn)在不同的疾病模型中,Sirt1實現(xiàn)上述功能同它與組蛋白和許多非組蛋白底物相互作用和去乙酰化關(guān)系密切。這些物質(zhì)主要包含:第一,P53基因。Sirt1與P53在細(xì)胞核中相互作用,去乙?;疨53,影響P53依賴性的凋亡通道,使細(xì)胞免于凋亡、延緩衰老并調(diào)控細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)。miR-34a是一種腫瘤抑制因子,直接與Sirt1的3'-UTR(3'非翻譯區(qū))結(jié)合,從而抑制其表達并增強p53介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡,Rui[16]等在研究中發(fā)現(xiàn),Sirt1可以在非酒精性脂肪肝病中抑制miR-34/p53信號通路。最新研究表明,許多物質(zhì)如新型DNA損傷化合物0404及早老素PS等都是通過影響p53/miR-34a/Sirt1信號反饋來促進細(xì)胞凋亡和治療疾病的[17,18]。第二,P73基因。P73是一種與P53高度同源的基因,尤其表現(xiàn)在中心區(qū)域。它編碼TAp73a和TAp73b兩個蛋白質(zhì)。P53與P73在結(jié)構(gòu)上的相似性反映兩者在功能上也可能具有很大的相似性,可共同誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。Dai[19]等在研究中發(fā)現(xiàn),Sirt1也可以通過去乙?;疨73,抑制P73基因轉(zhuǎn)化的活性,從而抑制P73誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用,促進細(xì)胞的生存。第三,ku70蛋白。Sirt1去乙?;痥u70抑制凋亡調(diào)節(jié)因子Bax介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡并促進DNA修復(fù)[20,21]。Bax是啟動細(xì)胞凋亡的重要物質(zhì),修復(fù)蛋白Ku70的K331、K539、K542等被乙酰化,釋放出與其結(jié)合的Bax,Bax進入線粒體啟動細(xì)胞凋亡。當(dāng)Ku70被Sirt1去乙?;瘯r,Bax介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡被抑制,細(xì)胞凋亡數(shù)目明顯減少。同時,Sirt1還可促進與增強KU70介導(dǎo)的與非同源末端連接DNA修復(fù)相關(guān)聯(lián)的BCR-ABL融合基因獲得突變。第四,核轉(zhuǎn)錄因子NF-kB(nuclear factor kappa-B)。Sirt1可以通過使復(fù)合物的p65亞基脫乙酰調(diào)節(jié)NF-kB信號傳導(dǎo)達到控制炎癥和影響細(xì)胞凋亡的作用,最終抑制NF-kB信號傳導(dǎo)[15],通過與細(xì)胞凋亡抑制蛋白(cellular inhibitor of apoptosis protein,cIAP)中抑制基因的啟動子結(jié)合,去乙?;搮^(qū)域內(nèi)的組蛋白,使NF-kB無法激活cIAP,達到抑制細(xì)胞凋亡的作用,同時引起腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor alpha,TNF-α)誘導(dǎo)的凋亡敏感性增加。反過來,NF-kB信號通過調(diào)節(jié)miR-34a、干擾素γ(interferon gamma ,IFNγ)和活性氧的表達來降低Sirt1活性。除調(diào)節(jié)炎癥和細(xì)胞凋亡外,Sirt1還可以影響細(xì)胞自噬。NF-kB可通過抑制自噬基因Beclin1來調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬。Nopparat等[22]通過研究Sirt1的去乙酰活性對NF-kB亞單位RelA/p65的作用,探討Sirt1對細(xì)胞自噬的作用和褪黑激素能否延緩衰老,結(jié)果顯示褪黑激素可以提高Sirt1、Beclin1和自噬標(biāo)志性蛋白(microtubule-associate protein 1 light chain 3,LC3-Ⅲ)的表達水平,降低衰老細(xì)胞中NF-kB的p65亞基中乙?;疞ys310的水平。第五,轉(zhuǎn)錄因子FOXO(forkhead box protein O)。Sirt1可使FOXO誘導(dǎo)的細(xì)胞周期產(chǎn)生停滯,增強應(yīng)激抵抗能力,在氧化應(yīng)激條件下去乙?;疐OXO3a,減弱由FOXO3a誘導(dǎo)的凋亡作用,從而影響細(xì)胞的衰老與凋亡[23]。miR-34a與FOXO3也有一定關(guān)系,目前有研究發(fā)現(xiàn),Sirt1的降低可導(dǎo)致miR-34a啟動子失活,并可能增強miR-34a激活FOXO3轉(zhuǎn)錄而促進細(xì)胞凋亡[24]。第六,過氧化物酶體增殖物激活受體-γ輔激活子-1α(peroxisome proliferator-activated receptorgamma coactivator1-alpha,PGC-1α)。Sirt1通過去乙?;疨GC-1調(diào)節(jié)體內(nèi)的葡萄糖代謝和控制線粒體生物發(fā)生。已有研究發(fā)現(xiàn),Sirt1可負(fù)向調(diào)控信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)的表達、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的磷酸化以及STAT3介導(dǎo)的細(xì)胞呼吸[15]。第七,Sirt1還可以去乙酰化Runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)、過氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma ,PPARγ)、肝X受體(liver X receptor,LXR)等物質(zhì)調(diào)節(jié)成脂、成骨、膽固醇代謝等[25,26,15],Sirt1 對成骨和成脂的調(diào)節(jié)作為肌腱腱病發(fā)生發(fā)展的主要原因,在下文中將做詳細(xì)介紹。

      2 應(yīng)力刺激與腱病

      腱病是肌腱的一種慢性損傷,目前病因病機尚不清楚,但普遍認(rèn)為與肌腱過度使用中的應(yīng)力刺激有關(guān)[27]。身體劇烈活動期間肌腱的過度負(fù)荷被認(rèn)為是肌腱退行性病變發(fā)生的主要外因。過度應(yīng)力刺激導(dǎo)致肌腱細(xì)胞凋亡過度伴隨肌腱干細(xì)胞的分化異常,使肌腱產(chǎn)生結(jié)締組織的排列變化、肌腱組織的生物力學(xué)缺陷、局部缺血缺氧等一系列退行性改變,超出自身修復(fù)范圍,最終導(dǎo)致肌腱腱病的產(chǎn)生。Kannus在研究腱損傷時,曾通過肌腱應(yīng)力應(yīng)變曲線圖清晰解釋了肌腱受到的力學(xué)因素與損傷的關(guān)系,如圖1所示。靜息時,肌腱腱纖維具有波紋形狀,這是膠原纖維彎曲的結(jié)果。應(yīng)變水平小于4%時,肌腱可以恢復(fù)其原始構(gòu)型消除載荷影響。隨著纖維的變形,形變與增加的載荷的變化趨勢呈線性改變。在4%至8%之間的應(yīng)變程度時,分子間交聯(lián)失敗,膠原纖維開始彼此滑過,微損傷開始逐漸積累。在大于8%的應(yīng)變水平時,由于纖維的拉伸失效和纖維的破壞而發(fā)生宏觀破裂[28,29]。Cook等[30]在研究中建議肌腱病理學(xué)應(yīng)連續(xù)地分為三個階段:反應(yīng)性肌腱炎、肌腱功能障礙和退行性腱病,并提出肌腱腱病病理的第一階段來自跟腱急性超應(yīng)力負(fù)荷。一項關(guān)于股內(nèi)斜肌在不同負(fù)載條件下髕腱近端受力情況的研究也顯示,異常應(yīng)力刺激下髕腱內(nèi)外側(cè)受力發(fā)生變化,加速髕腱腱病的產(chǎn)生[31]。

      圖1 肌腱應(yīng)力應(yīng)變曲線圖[28]

      Duenwald-Kuehl[32]通過應(yīng)力刺激使肌腱發(fā)生過度伸展(超過組織的彈性極限的應(yīng)變)誘發(fā)肌腱腱病的產(chǎn)生。在測量肌腱力學(xué)的同時使用臨床超聲記錄回波強度,結(jié)果發(fā)現(xiàn)過度拉伸導(dǎo)致的彌漫性損傷降低了組織中所給定應(yīng)變的應(yīng)力,降低了肌腱組織粘彈性響應(yīng)。過度拉伸在應(yīng)力松弛和循環(huán)測試期間也使回波強度降低。隨著過度拉伸的輸入,應(yīng)變增加,應(yīng)力水平和回波強度變化逐漸減小。Lee等[33]通過超聲研究大鼠膠原酶誘導(dǎo)的肌腱腱病模型的生物力學(xué)性能發(fā)現(xiàn),與對照組相比,受傷肌腱的機械性能不斷下降,呈現(xiàn)有缺陷的愈合,表現(xiàn)為更高的組織病理學(xué)分?jǐn)?shù)、更低的楊氏模量和更高的超聲特征分?jǐn)?shù)。與此同時,機械性能下降的肌腱所能承受的最大應(yīng)力減小,在不斷的應(yīng)力刺激過程中,逐漸表現(xiàn)出肌腱腱病的特征。更值得關(guān)注的是,Abat[34]在最近關(guān)于肌腱腱病病變趨勢的研究中提出,有證據(jù)顯示,通過引起肌腱組織超載或欠載來改變典型的應(yīng)力載荷模式,證明了機械載荷與腱炎發(fā)病存在相關(guān)性。Abat還提出導(dǎo)致肌腱腱病產(chǎn)生的原因并不是最大應(yīng)力載荷,而是較低水平的重復(fù)應(yīng)力負(fù)載導(dǎo)致了肌腱內(nèi)膠原纖維的損傷,從而使傳遞肌肉力量的肌腱橫截面積減小,這一改變是加重肌腱損傷的重要原因,促進了肌腱腱病的發(fā)生與發(fā)展。

      Raney[35]在其“肱二頭肌肌腱病的發(fā)病機制與疼痛的關(guān)系”的研究中指出,肌腱腱病產(chǎn)生機制的機械理論認(rèn)為肌腱腱病是肌腱在正常生理應(yīng)激范圍內(nèi)重復(fù)加載應(yīng)力刺激所引起的腱疲勞和肌腱損傷。在重復(fù)和/或長時間的應(yīng)力刺激下,牽伸應(yīng)力越大,肌腱發(fā)生的微觀變性越嚴(yán)重。肌腱的微觀變性與肌腱細(xì)胞程序性死亡增加有著密切關(guān)系。過度的應(yīng)力刺激導(dǎo)致肌腱細(xì)胞應(yīng)激增加引起細(xì)胞程序性死亡的加劇,可能是肌腱腱病惡化的原因。對犬肌腱細(xì)胞的研究表明,應(yīng)力的量和持續(xù)時間以及循環(huán)方式會誘導(dǎo)一種應(yīng)激激活的蛋白激酶c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)的增加,持續(xù)的JNK的激活與肌腱細(xì)胞凋亡有關(guān),這種細(xì)胞凋亡增加了膠原分解,使肌腱更容易被撕裂。

      3 應(yīng)力刺激與Sirt1

      Sirt1作為一類依賴于NAD+的組蛋白去乙?;?,在調(diào)節(jié)應(yīng)激反應(yīng)中具有重要保護作用。研究表明,Sirt1可被不同類型的應(yīng)力刺激激活調(diào)控,在細(xì)胞凋亡、活性氧(reactive oxygen species,ROS)清除和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持等細(xì)胞存亡的重要方面中表現(xiàn)出關(guān)鍵作用[36],保護細(xì)胞免受應(yīng)力刺激的損傷。

      在調(diào)控細(xì)胞凋亡與自噬方面,有研究顯示剪切應(yīng)力可以調(diào)控Sirt1啟動子的活性,活化的Sirt1可以通過抑制細(xì)胞凋亡促進細(xì)胞自噬的發(fā)生,從而達到保護細(xì)胞的作用。此外,剪切應(yīng)力誘導(dǎo)的Sirt1可能作為一種介導(dǎo)活性氧引起自噬的氧化還原反應(yīng)的傳感器,保護細(xì)胞免受應(yīng)力的損傷[37]。

      在ROS清除方面,Patricia等的研究表明,Sirt1的RNA和蛋白質(zhì)表達是由肌肉受到的牽拉應(yīng)力所引起的,肌肉受到應(yīng)力拉伸刺激導(dǎo)致Sirt1啟動子區(qū)域與人早期生長反應(yīng)基因(early growth response protein 1,EGR1)結(jié)合物的占有率提高,引起Sirt1啟動子的活性增強,促進肌管活性氧簇(ROS)水平的恢復(fù)。整個過程如圖2所示,EGR1參與骨骼肌細(xì)胞牽拉后Sirt1的誘導(dǎo)和ROS的清除。肌管受到的機械拉伸增加了超氧陰離子的生成和EGR1的表達,此后EGR1與Sirt1啟動子結(jié)合激活Sirt1表達。被激活表達的 Sirt1與FOXO結(jié)合并提高了FOXO與超氧化物歧化酶2(superoxide dismutase 2,SOD2)啟動子的結(jié)合率,引起ROS水平降低至正常水平。綜合以上過程,在機械拉伸刺激后,Sirt1可刺激SOD2的表達而促進ROS的清除,達到保護骨骼肌細(xì)胞免受損傷的效果。整個過程是基于Sirt1對應(yīng)力刺激最敏感時Sirt1蛋白和EGR1之間相互的物理作用而引發(fā)的一系列自動循環(huán)調(diào)節(jié)[38,39]。

      在內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)方面,Sirt1也表現(xiàn)出了類似的保護性能。Kai等[40]在研究中發(fā)現(xiàn),將大鼠血管平滑肌細(xì)胞體外進行幅度為10%、頻率為1.25 Hz的循環(huán)拉伸,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與靜態(tài)對照組相比,Sirt1和FOXO3在牽拉刺激下表達明顯增加,但FOXO4的表達下降。通過siRNA轉(zhuǎn)染下調(diào)Sirt1表達減弱了由于牽拉刺激引起的收縮血管平滑肌細(xì)胞的標(biāo)志物和FOXO3a的表達。最終證實物理循環(huán)牽拉通過Sirt1/FOXO通路促進了血管平滑肌收縮分化,從而維持血管內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

      圖2 骨骼肌細(xì)胞牽拉后Sirt1的變化及反應(yīng)[39]

      4 Sirt1與腱病

      4.1 Sirt1 與肌腱細(xì)胞的凋亡

      細(xì)胞凋亡是細(xì)胞高度規(guī)律的死亡形式,生理過程被稱作細(xì)胞的“程序性死亡”。肌腱細(xì)胞對運動的機械應(yīng)力的應(yīng)變反應(yīng)激活蛋白激酶,蛋白激酶觸發(fā)細(xì)胞凋亡程序,導(dǎo)致肌腱細(xì)胞發(fā)生失去控制的細(xì)胞凋亡[41]。目前研究顯示,JNK[42]的激活和細(xì)胞色素C相關(guān)的半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶3(cysteine aspastic acidspecific protease 3,caspase-3)的活化是肌腱退變誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的兩條途徑[43]。Chao等[44]發(fā)現(xiàn)白藜蘆醇誘導(dǎo)凋亡涉及caspase-3介導(dǎo)的機制,siRNA-Sirt1轉(zhuǎn)染和去乙?;D(zhuǎn)移酶抑制劑MS-275均顯著抑制了白藜蘆醇誘導(dǎo)的人軟骨肉瘤細(xì)胞中caspase-3的活性。亦有研究表明,Sirt1與成骨細(xì)胞的凋亡關(guān)系密切,可在細(xì)胞中過表達而增加細(xì)胞活力,降低凋亡百分比,Sirt1的過表達通過脫乙酰賴氨酸殘基結(jié)合蛋白激酶B并降低caspase-3的活性,抑制隨后的反應(yīng),顯著激活抗凋亡作用[45,46]。

      4.2 Sirt1與肌腱干細(xì)胞異常分化

      肌腱干細(xì)胞(tendon stem cells,TSCs)是一種衍生于肌腱傘狀細(xì)胞的間充質(zhì)干細(xì)胞。與成熟肌腱細(xì)胞相比,TSCs具有更高的細(xì)胞增殖和膠原合成的潛力。在某些條件下,TSCs可以分化為成熟肌腱細(xì)胞,細(xì)胞外基質(zhì)分泌增加,有效修復(fù)腱損傷。但是,TSCs分化的潛在機制仍然沒有完全清楚。TSCs是多能的,能夠分化成腱細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞。其多向分化潛能在腱修復(fù)過程中起著重要作用。尤其在肌腱受到損傷后,肌腱干細(xì)胞生存環(huán)境發(fā)生改變,導(dǎo)致肌腱干細(xì)胞分化異常。Rui等[47]在研究中發(fā)現(xiàn)過度應(yīng)力刺激促進了肌腱干細(xì)胞的成骨分化,Zhang[48]則直接使用能夠模擬體內(nèi)負(fù)載條件的體外系統(tǒng),對TSCs進行體外拉伸,發(fā)現(xiàn)過度的機械負(fù)荷會使TSCs在肌腱中向非腱細(xì)胞方向分化,從而導(dǎo)致脂質(zhì)積聚、粘液樣和組織鈣化,表現(xiàn)出腱病樣病理表現(xiàn)。

      在成骨分化的調(diào)節(jié)中,Sirt1表現(xiàn)出促進成骨的作用。Cohenkfir等[49]發(fā)現(xiàn)Sirt1通過去乙?;疭OST(sclerosteosis)基因啟動子上的H3K9位點實現(xiàn)對間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的調(diào)控。Simic[50]發(fā)現(xiàn)Sirt1通過將Runx2和β連環(huán)蛋白(β-catenin)去乙?;{(diào)節(jié)間充質(zhì)干細(xì)胞分化。在對軟骨分化的調(diào)節(jié)中,Sirt1促進軟骨特異性基因在軟骨細(xì)胞及軟骨組織中的表達,抑制軟骨細(xì)胞凋亡。白藜蘆醇也能夠激活Sirt1增加Runx2的表達促進成骨分化[51]。Liu[52]通過用SIRT1的激動劑SRT1720和SIRT1特異性抑制劑EX527處理肌腱干細(xì)胞,通過RT-qPCR和蛋白質(zhì)印跡分析發(fā)現(xiàn)Sirt1水平升高后,相關(guān)因子β-catenin、Runx2等也升高,顯示Sirt1可通過上調(diào)β-catenin和Runx2促進TSCs的成骨分化。當(dāng)應(yīng)力作用時,應(yīng)力刺激可調(diào)控Sirt1表達促進成骨分化。關(guān)于繼發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎的研究顯示,機械外力刺激是主要的發(fā)生原因之一,關(guān)節(jié)軟骨的受損以及軟骨下骨反應(yīng)增生是主要的病理特征[53,54]。另有文獻證據(jù)顯示,正常的應(yīng)力載荷作用于非炎性環(huán)境中的軟骨細(xì)胞時,Sirt1正常表達并維持軟骨的健康狀態(tài)。當(dāng)非正常載荷施加到關(guān)節(jié)表面時,軟骨細(xì)胞在炎性因子環(huán)境中的短期暴露使Sirt1呈現(xiàn)一種保護性結(jié)果,通過增加Sirt1向細(xì)胞質(zhì)的輸出以提高軟骨細(xì)胞的存活[55]。

      Sirt1在成脂肪分化的調(diào)節(jié)中存在明顯的抑制作用。PPARγ可被Sirt1去乙?;T導(dǎo)白色脂肪中出現(xiàn)褐色脂肪組織。過度表達Sirt1可以通過錨定PPARγ的核受體協(xié)同抑制因子NcoR(nuclear receptor co-repressor)和 SMRT(silencing mediator of retinoid and thyroid hormonereceptors),而抑制PPARγ和轉(zhuǎn)錄因子CCAAT增強子結(jié)合蛋白α(CCAAT/enhancer-binding protein,C/EBPα)的表達,減少前脂肪細(xì)胞向脂肪細(xì)胞的轉(zhuǎn)化,從而抑制脂肪細(xì)胞生成[56]。在成脂肪分化過程中,Sirt1蛋白的mRNA隨著C/EBPα水平的增加而增加[57]。Liu 等[58]采用前列腺素 E2(prostaglandin E2,PGE2)連續(xù)7天刺激大鼠肌腱干細(xì)胞后,通過定量PCR和免疫印跡法發(fā)現(xiàn),高濃度的PGE2刺激下Sirt1的表達明顯升高,同時改善了細(xì)胞向成骨成脂肪分化的能力。此過程中,Sirt1抑制了絲/蘇氨酸蛋白激酶2(serine/threonine protein kinase 2,AKT2)的活性,并與Akt2和C/EBPα發(fā)生作用,產(chǎn)生以下兩種結(jié)果或者其中之一。其一沉默Akt2,其二Sirt1通過影響與C/EBPα通路起協(xié)同作用的PI3K(phosphoinositide 3-kinase)/Akt通路影響有胰島素刺激的前脂肪的生成。因此,Sirt1介導(dǎo)成骨能力增強的同時,CEBPα和PPARγ降低,顯示通過PI3K/AKT通路下調(diào)CEBPα和PPARγ抑制TSCs的脂肪形成的分化[58]。

      5 總結(jié)

      腱病的發(fā)生與發(fā)展同過度的應(yīng)力刺激有著密切的聯(lián)系已經(jīng)在大量研究中得到了證實,Sirt1本身在腱細(xì)胞的凋亡及成脂成骨分化的過程中起重要作用,亦有大量研究證明應(yīng)力刺激直接影響Sirt1啟動子的活性,調(diào)控Sirt1并影響細(xì)胞凋亡和細(xì)胞的分化??梢源_定當(dāng)肌腱受到異常應(yīng)力刺激時,Sirt1作為保護性因子表達增強,同時可推斷應(yīng)力刺激促使Sirt1高表達抑制腱細(xì)胞凋亡、改變腱細(xì)胞成骨與成脂肪進程,但直接實驗相對缺乏,未來仍需更多的研究進一步證實。另外,Sirt1影響通路本身較為復(fù)雜,可去乙酰化多種物質(zhì),雖然目前研究表明Sirt1可以通過上調(diào)或者下調(diào)caspase-3、βcatenin和Runx2、CEBPα和PPARγ等影響細(xì)胞凋亡和干細(xì)胞成骨成脂肪分化,但在應(yīng)力刺激下的具體調(diào)控機制仍不完全清楚,需要進一步探究。綜合以上,應(yīng)力刺激可促進腱細(xì)胞Sirt1表達增強,應(yīng)力作用下高表達的Sirt1可能發(fā)揮抑制腱細(xì)胞凋亡,改變腱細(xì)胞成骨和成脂進程的作用。同時,鑒于Sirt1在腱病中發(fā)揮的作用,Sirt1也有可能成為肌腱腱病康復(fù)與治療過程中的重要研究靶點。

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