沉默調節蛋白6在肝臟疾病中的作用及其機制

方 歡， 鐘曉琳

1 西南醫科大學 臨床醫學院， 四川 瀘州 646000； 2 西南醫科大學附屬醫院 消化內科， 四川 瀘州 646000

病毒性肝炎、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、酒精性脂肪性肝病(ALD)是對人類健康危害極大的常見肝臟疾病，而肝硬化、肝癌是眾多肝臟疾病的終末期表現。研究參與調控肝臟疾病發生、發展的關鍵分子，對于防治該類疾病意義重大。沉默調節蛋白6(sirtuin 6, SIRT6)是Sirtuin家族的成員之一，它通過參與葡萄糖與脂質代謝、抗炎癥、抗氧化應激等多種細胞功能活動[1-6]，在調節糖脂代謝、炎癥反應、腫瘤以及衰老的發生發展等方面都具有重要的意義。多項研究證實SIRT6參與肝臟疾病的發生及發展過程，本文主要對近年來SIRT6在肝臟疾病中的作用及機制研究進展進行綜述。

1 SIRT6概述

Sirtuin家族，作為沉默信息調節因子2(silent information regulator 2,Sir2)的同源蛋白,是一類依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的去乙酰化酶[7]。該家族包括7個同源蛋白：SIRT1～7[8]，它們分別具有不同的亞細胞定位,SIRT2主要位于細胞質，SIRT1、SIRT6和SIRT7分布在細胞核,而SIRT3、SIRT4和SIRT5主要定位于線粒體[9]，它們各自發揮著重要的生理功能。

SIRT6基因定位于人類第19號染色體(19p13.3)，有2個異構體，全長8427 bp，包含8個外顯子，由1068個寡核糖核苷酸組成，啟動子區缺乏經典的TATA框和CAAT框，存在300 bp左右的CpG島。人類SIRT6基因含有355個氨基酸，相對分子質量為391 000，等電點為9.12[10]。SIRT6的結構與Sir2家族其他成員有所不同,它的空間結構中含有1個展開的鋅結合區,而缺乏靈活保守的NAD+結構環。此外，SIRT6以單螺旋結構取代NAD+結合環，即使在缺乏乙酰化底物時，此結構仍可使SIRT6與NAD+結合,并保持較高的親和力[11]。研究表明SIRT6主要具備去乙酰化酶活性以及單ADP核糖基轉移酶活性。近來還有研究[12]指出，SIRT6具有去脂肪酰化酶活性，它可通過自身存在的疏水袋結構容納脂肪酰基團，進而發揮去脂肪酰化作用。因此，SIRT6可以調節糖脂代謝，保持機體能量代謝的平衡，維持機體正常的功能[3]，還參與了抗細胞凋亡及調控腫瘤等過程。

2 SIRT6與病毒性肝炎

病毒性肝炎是指由嗜肝病毒導致的肝臟感染性疾病，其中由HBV引起的慢性乙型肝炎(CHB)于我國最為常見，已成為人類健康的一大威脅[13]。

已有研究證實過氧化物酶體增殖物激活受體α(PPARα)作為一種重要的肝富集轉錄因子，可以在轉錄水平上激活HBV的復制[14]。謝冰玨等[15]則通過實驗發現PPARα能直接與HBV cccDNA結合并有助于招募組蛋白乙酰基轉移酶p300到cccDNA上，從而調控HBV微染色質的表觀遺傳學和HBV復制。Guidotti等[16]研究發現激活PPARα的配體之后，HBV的轉錄復制水平明顯提高。除此之外，吳小桃等[17]通過將基于PPARα設計的反義寡核苷酸作用于HepG2.2.15細胞的實驗，初步確定該反義寡核苷酸具有抑制HBV復制的作用。這些研究都表明PPARα在HBV的轉錄和復制過程中發揮了重要作用。

因此，理論上SIRT6 可通過調節PPARα的表達進一步調控HBV的轉錄與復制。有研究[18]也發現PPARα沉默可明顯降低HBV核心啟動子(HBV Cp)的活性，而SIRT6通過上調PPARα信號通路的表達，激活了HBV核心啟動子。進一步實驗[19]表明，在Hep G2.2.15細胞和已感染HBV的Hep G2-NTCP細胞中，SIRT6抑制劑OSS128167可明顯抑制SIRT6的去乙酰化酶活性，顯著減弱SIRT6對HBV轉錄和復制的促進作用,故可以嘗試以SIRT6為靶點研制更多治療CHB的藥物。

3 SIRT6與NAFLD

NAFLD是指除外酒精和其他明確的肝損害因素所致的，以肝臟脂肪變性為主要特征的臨床病理綜合征[20]。關于NAFLD的發病機制仍不完全清楚，目前普遍認可的“多重打擊學說”認為，NAFLD的發生發展與脂代謝紊亂、胰島素抵抗(insulin resistance，IR)、腸道微生態、營養狀態及遺傳等多種因素有關[21-22]。

肝細胞內脂質過量沉積是NAFLD發病機制之一,SIRT6可以通過調控轉錄因子及轉錄輔助因子的活性，參與調節糖脂代謝、胰島素分泌等多條代謝通路，從而維持機體糖脂代謝的穩態[3]。實驗表明可以通過上調小鼠肝臟SIRT6的表達水平保護由高脂飲食所引發的代謝紊亂；相反小鼠肝臟內缺失SIRT6會導致糖脂代謝紊亂[23]。有研究[3]表明，SIRT6缺乏可以使參與甘油三酯合成的基因表達增強以及β-氧化基因表達減弱，進而導致甘油三酯的大量積累。Elhanati等[6]發現，SIRT6過表達可降低小鼠的低密度脂蛋白膽固醇水平，并且阻礙肥胖所引起的組織損害。還有研究[24]發現SIRT6通過其H3K9和H3K56的脫乙酰基作用抑制PCSK9基因活性，抑制PCSK9介導低密度脂蛋白受體降解，也表明SIRT6對于調節低密度脂蛋白膽固醇的平衡十分重要。SIRT6還可通過抑制AKT、IR、胰島素受體底物(insulin receptor substrate,IRS)等多個蛋白發揮負性調節AKT磷酸化的作用，從而抑制胰島素IGF-1信號通路和AKT信號通路[25]。除此之外，研究證實SIRT6可通過線粒體氧化、鈣泵活化和質膜去極化能力控制葡萄糖促胰島素分泌能力。在SIRT6缺失的MIN6細胞(β細胞系)中，葡萄糖促胰島素分泌下降，β細胞ATP水平和線粒體耗氧率明顯下降，應答氯化鉀和葡萄糖的鈣離子活性也降低，提示其細胞質膜去極化能力受損[26]，細胞凋亡增加。相反，SIRT6過表達可減少β細胞凋亡[27]。

脂滴大量沉積還會造成脂毒性，從而觸發線粒體氧化應激產生大量的活性氧(reactive oxygen species,ROS),促進促炎細胞因子如TNFα和IL-6釋放[28]，TNFα可以激活NF-κB促進炎癥發生。SIRT6可以通過去乙酰化靶基因啟動子部位的H3K9抑制NF-κB靶基因的表達，進一步抑制TNFα信號通路發揮抗炎作用[29]。除此之外，SIRT6還可以與c-JUN相互作用，使促炎基因(包括IL-6和TNFα)啟動子上的H3K9去乙酰化[30]，從而發揮抗炎作用。由此可見SIRT6可以通過多條途徑參與NAFLD的發生與進展，針對SIRT6的去乙酰化作用及機制研究可能為治療NAFLD提供一種新思路。

4SIRT6與ALD

ALD是由于大量飲酒所致的肝臟疾病，酒精誘導的氧化應激對酒精性肝病的發生發展起著至關重要的作用。乙醇代謝的過程中產生的大量ROS可降低肝細胞的抗氧化能力，促使細胞凋亡后還可導致Kupffer細胞中的核轉錄因子NF-κB被激活,隨后釋放出炎性因子TNFα，與肝細胞結合后作用于信號通路，進一步誘導肝細胞凋亡[31-33]。

研究已證實，SIRT6可通過抑制TNFα信號通路發揮抗炎作用[29]。除此之外，有實驗發現SIRT6可以通過增強PPARα啟動子活性，上調其信號通路表達，促進脂肪酸氧化，從而調控脂質氧化代謝[34]，進而改善ALD。目前國外也有研究[2]證實SIRT6可通過去乙酰化作用共同激活金屬轉錄調控因子1(metal regulatory transcription factor 1，MTF1)來增強Mt1和Mt2基因的轉錄誘導，從而增強防御系統抵抗酒精中毒的能力，抵抗乙醇誘導的氧化應激、組織損傷和炎癥反應。由此可見SIRT6可能成為ALD的有效治療靶點。

5 SIRT6與肝硬化

肝硬化最重要的病理生理過程之一是肝纖維化，肝星狀細胞(HSC)是各種病因導致的肝纖維化發生的核心細胞，TGFβ信號通路是HSC激活和活化的重要信號通路[35-37]。

在所有肝細胞類型中，SIRT6在HSC中高表達，而在活化的HSC和纖維化肝臟細胞中表達降低,提示SIRT6可能具有抗纖維化作用[38]。筆者前期研究證實，SIRT6可以通過賴氨酸殘基K333和K378脫乙酰化使Smad3活性受到抑制，進而負調節TGFβ-Smad3途徑，減輕肝臟纖維化。相反，SIRT6缺乏易觸發肝細胞炎癥和HSC導致的纖維化[39]。除了Smad3,SIRT6還通過Smad2途徑抗纖維化[40-42]。SIRT6可通過使TGFβ信號通路下游介質Smad2上的保守賴氨酸54脫乙酰化，調節Smad2的轉錄活性，從而抑制TGFβ信號傳導，減輕肝臟纖維化[38]。可見SIRT6在預防HSC活化和抑制肝纖維化中起著關鍵作用，可能成為肝纖維化的潛在治療靶標，從而進一步治療肝硬化。

6 SIRT6與肝癌

肝細胞癌是最常見的一類肝臟惡性腫瘤,已經嚴重危害到人類健康[43-44]。表觀遺傳學調控在肝細胞癌的發病中發揮著重要作用。現有研究[45]證實，組蛋白修飾異常與肝癌細胞的增殖、轉移和侵襲等密切相關。

SIRT6作為組蛋白去乙酰化酶家族的一員，在肝細胞癌中經常異常表達，與肝細胞癌的發病機制關系密切[46]。Min等[47]通過小鼠早期肝癌模型實驗證實上調SIRT6表達水平會加快原癌細胞的凋亡，可以顯著抑制早期肝癌的發展。還有實驗證實SIRT6的特異性激動劑MDL-800通過改變SIRT6的構象進而激活SIRT6的去乙酰化酶活性，導致肝癌細胞中H3K9ac和H3K56ac水平整體下降,提示可通過激動SIRT6阻滯細胞周期，抑制肝癌細胞增殖[48]。Sebastián等[4]研究發現，SIRT6可通過抑制有氧糖酵解，進而阻礙小鼠胚胎成纖維細胞轉化為腫瘤細胞。敲除小鼠的SIRT6基因后，腫瘤細胞的數量、大小和侵襲性均增加。同時，van Meter等[49]通過實驗證明,SIRT6過表達后可在不影響正常細胞的情況下，通過其單ADP核糖基轉移酶活性殺滅腫瘤細胞,也提示SIRT6是一個抑癌基因。然而也有文獻[50]報道SIRT6可能是一種潛在的促癌基因，可以通過抑制AMPK信號通路進一步增強COX-2的表達，促進癌細胞的增殖。有實驗[51]證實SIRT6通過刺激E-鈣黏著蛋白的自噬降解來促進肝細胞癌的上皮-間質轉化(EMT)和腫瘤的轉移。還有研究[52]表明，降低SIRT6的表達,可以增加肝癌細胞對放化療的敏感性，降低肝癌細胞的活力,增強肝癌細胞的凋亡反應，提示SIRT6可作為肝癌治療的潛在靶點。

雖然SIRT6在肝癌治療中的具體作用尚有爭議，其雙重作用是否與組織、因子分布乃至腫瘤分型及發展階段有關也尚需進一步探索,但SIRT6及其藥理激活為肝細胞癌的潛在治療提供了方法。

7 結語與展望

SIRT6屬于組蛋白去乙酰化酶蛋白家族成員，SIRT6在多種肝臟疾病中發揮作用，可通過上調PPARα激活HBV核心啟動子；通過H3K9和H3K56去乙酰化作用抑制PCSK9基因活性，以及抑制AKT、IR、IRS等多個蛋白參與調節糖脂代謝；通過去乙酰化H3K9沉默NF-κB，發揮抗炎作用；通過調節TGFβ-SMAD2/3通路發揮抗肝纖維化作用；還可通過脫乙酰基共激活MTF1來增強Mt1和Mt2基因的轉錄誘導，增強防御系統抵抗酒精中毒的能力。然而，SIRT6調控肝細胞癌的具體機制尚未完全清楚，SIRT6對急性肝損傷的作用亦需進一步深入研究。

因此深入研究SIRT6的生物學特性及功能，闡明其在肝臟疾病中的作用，可能為治療各種肝病提供新的靶點，研究其各種調控因素對肝臟疾病的影響可能為新的治療方法提供思路。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：方歡負責收集資料，分析資料，撰寫文章及修改文章；鐘曉琳負責擬定寫作思路，指導撰寫文章，修改文章并最后定稿。