沉默信息調控因子家族的生物學活性及其在類風濕關節炎中的研究進展

夏忠彬+李國青

類風濕關節炎（RA）是一種通過白細胞增生、滑膜細胞過度增生及骨質破壞造成關節逐漸損害、最終導致畸形，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，醫學界普遍認為該病主要由以下多種因素導致：異常自身免疫反應、基因遺傳性及環境或生物學所引起。例如：病毒感染或體內激素水平的變化均涉及了RA的發病[1]。

沉默信息調控因子（sirtuins）是一種三型組蛋白脫乙酰酶，在哺乳動物中，該家族主要包含SIRT1-7.主要是通過組蛋白的修飾起到表觀遺傳的作用，并可改變幾種細胞間的信號路徑的傳到。這些路徑主要包括NF-kB及MAPK.累計的相關數據表明Sirts既能影響固有免疫也能影響適應性免疫[2]。故本文將從以下幾個方面就目前對SIRTS的生物活性及其對類風濕關節炎的影響的研究進展作一綜述。

1 SIRTs生理學活性

哺乳動物存在7種NAD+依賴的三型組蛋白脫乙酰酶（HDACs）。盡管sirtuins開始從屬于組蛋白脫乙酰酶，但已有相關報道證實sirtuins具有非組蛋白脫乙酰化活性的能力。

SIRT1在該家族中研究最為廣泛，其定位在細胞核或細胞質中。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雖然在細胞質有殘存，但也能在細胞有絲分裂的G2向M階段時期轉變時轉入至細胞核。

SIRT3通過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酰化酶。其在尿素循環中具有活性，因為其在線粒體代謝過程中可調節氮平衡。

SIRT6是一種具有脫乙酰化酶活性及微弱的ADP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，在預期壽命及健康方面具有相似的活性

SIRT7是一種位于細胞核的脫乙酰酶。SIRT7是一種可調節核糖體DNA的轉錄，RNA聚合酶1及染色體重組的復合物。

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

2 sirts對RA的影響及研究進展

2.1 sirts涉及的炎癥信號通路

2.1.1 RANKL信號通路：是TNF受體超家族的成員，主要分布在破骨細胞、軟骨細胞、樹突狀細胞、活化的T細胞及B細胞等表面。RANKL可以促進破骨細胞前體細胞分化為破骨細胞并增強其活性，阻止其凋亡，而破骨細胞是RA發生骨侵蝕的主要因素。

2.1.2 JAK/STAT信號通路：JAK蛋白酪氨酸激酶屬于非受體蛋白酪氨酸激酶家族，信號轉導與轉錄激活因子（STAT）是一種能與靶基因調控區DNA結合的胞質蛋白家族，JAK/STAT通路是細胞因子的重要信號轉導途徑之一，調節細胞的生長、活化、分化、凋亡及其功能的發揮。

2.1.3 NF-kB信號通路：是一個存在于宿主免疫應答體系里的古老而保守信號通路，不僅調控著炎癥反應、氧化應激和基因毒性應激等，也參與了包括凋亡、自體吞噬、組織萎縮等幾種機體自我穩態調節。

2.2 sirt家族與煙霧共同誘導的RA發病進程

Anna Engler[3]等的研究表明：在RA滑膜成纖維細胞中，SIRT1在試管中的表達受TNFα及CSE暴露的等不同因素的調節。SIRT1蛋白在試管中的表達下降是由于含有CSE的RA滑膜成纖維細胞的刺激而造成的，然而，用TNFα處理過的SIRT1的蛋白水平增加了。在mRNA的水平中，SIRT1轉錄的表達沒有受到CSE刺激的影響[4]，然而，TNFα的刺激增加了SIRT1mRNA的表達水平。在細胞間水平，暴露在煙霧中的小鼠也顯示TNFα在炎性細胞中的產生增加[5.6]。實際上煙霧不會誘導TNFα在RASF中的產生，SIRT1在RASF的試管中的表達僅受CSE的調節。但在試管中增加TNFα在RA滑膜細胞的水平可能會與吸煙導致SIRT1水平的下調相重疊。因此，SIRT1的水平在TNFα及CSE共同刺激的RASF中增加了，這說明在調節SIRT1的過程中，TNFα的效應比CSE更強[4]。SIRT1在炎癥過程中的作用是存在爭議性的。相關研究表明SIRT1可調節許多抗炎過程及促炎路勁[7， 8]。之前發現SIRT1及SIRT6的抗炎效應是通過吸煙誘導的，相關研究表明在其他細胞類型中，NF-kB依賴的基因表達的抑制過程可介導二者的抗炎效應。總之，在RASF中，在CSE或TNFα刺激性功能下，SIRT6的下調作為一種相互調節機制，可減少MMP1的產生。這也是首次揭示了SIRT6在煙霧誘導的信號路徑中的保護作用[3]。

2.3 sirts與對RAFLS增殖黏附的影響

Anna Engler[4]等研究發現SIRT1水平的在吸煙的RA患者的滑膜組織中被下調，與逐漸增加的白細胞的浸潤相關。之前，也有研究表明吸煙者對DMARDS敏感性較差，且能產生更高水平的趨化因子MIP-1α[9]。相似的研究表明CSE在試管中誘導了趨藥性。因此吸煙可能會增加白細胞在滑膜組織中的浸潤。這也導致了更高水平的TNFα的產生，同時會下調SIRT1在吸煙的RA患者關節中的表達。SIRT1是一種多功能蛋白，該蛋白參與了很多細胞間的調控過程，包括細胞存活、代謝、成熟、炎癥等，也參與了不同細胞類型及組織間的致癌過程[10]。為了探查在RASF中，受SIRT1調節的靶基因及生物學過程，Engler， A.， et al等[4]使SIRT1沉默或過表達后，發現SIRT1水平的修飾誘導了基因表達的變化，這些基因的表達涉及炎癥的調節及細胞間的黏附。Engler， A.， et al等[4]也探究了SIRT1在細胞黏附調節中的作用。盡管SIRT1在基因表達方面的效應涉及CDH4，CDH1黏附的調控，他們也沒有發現SIRT1對RASF黏附到細胞培養皿表面的過程中有持續性效應。但RASF對SIRT1的沉默發生反應的黏附過程中所發生的變化可能是由患者的基因背景或RA的異質性所引起的。

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生。而TNF-α及IL-1β可刺激RAFLS釋放趨化因子及MMPs，下調基促炎基因的表達。且能通過刺激T細胞產生RANKL從而啟動破骨細胞的的分化。每個細胞因子下調其他因子的產生；例如：TNF-α刺激IL-1β，IL-1β反過來刺激TNF-α的產生。IL-17與TNF-α相互作用，或者更輕的程度，與IL-1β相互作用，這兩種結合與單獨注射一種IL-17到正常膝關節腔是可以有效誘導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胞形成的刺激因素。這種刺激效應主要是通過破骨細胞及RAFLS間接影響RANKL的釋放來實現的。而敲除IL-6的小鼠從一定程度上受到保護是因為阻斷了IL-6引發了的實驗性誘導的多關節炎的形成。因此，sirt6的這些抑制促炎因子產生的作用也許可改善患者CIA的小鼠炎癥效應及關節破壞。故這些炎癥產生的瀑布式效應最終可增加骨質侵蝕及破壞，而sirt6可抑制或減少其釋放來減輕炎癥反應及骨侵蝕。令sirt1既可有抗炎效應，同時也能介導促炎因子的產生[13]。例如sirt1在RA滑膜中的過表達可增加促炎因子的產生并延長RAFLS的壽命，后者可通過細胞遷徙機制最終軟骨及骨的破壞。

2.5 其他

目前對于sirt家族研究較多的僅為1、6，其余主要涉及其他系統疾病，與RA關系不甚密切。僅有研究表明[14]經過RAFLSIL-1β刺激動物模型SIRT1的表達增加了，然而SIRT2的確明顯下降。但有研究證實TNF，能夠阻斷Sirt1的保護性作用，導致其失活。且來自于RA外周血巨噬細胞中可觀察到IL-23產生的失調可導致sirt1的活性下降及其在PBMCs中的表達。這可為RA的至炎因子提供新的治療靶點。Sirt2的藥物性抑制劑很大程度上可減少RAFLS產生的IL-6、IL-8及MMP-3mRNA的表達。但SIRT2作為一種巨噬細胞及RAFLS的炎癥活性新穎的可合成的調節劑[15]。Kara， M.， et al.[16]等通過實驗方法證實SIRT3的表達活性在活動期RA患者中更低。

展望：關于沉默信息調控因子家族與RA最新研究進展主要是為了尋找治療RA的相關靶點。就目前而言，僅發現SIRT1抑制劑白藜蘆醇可抑制RA炎癥的進展，淫羊藿苷可上調sirt6在RA中的表達。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。這說明RA是一種受多因素影響的疾病，有待大量的實驗及臨床研究進一步闡明，并尋找相關治療靶點。值得一提的是sirt6可明顯抑制炎癥反應及骨侵蝕。如能盡早發現其激動劑，則可為RA的治療及全球RA患者帶來新的曙光。

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