沉默信息调控因子家族的生物学活性及其在类风湿关节炎中的研究进展

夏忠彬+李国青

类风湿关节炎（RA）是一种通过白细胞增生、滑膜细胞过度增生及骨质破坏造成关节逐渐损害、最终导致畸形，致残为主要特征的慢性自身免疫性疾病。其具体的病因目前尚不清楚。但是，医学界普遍认为该病主要由以下多种因素导致：异常自身免疫反应、基因遗传性及环境或生物学所引起。例如：病毒感染或体内激素水平的变化均涉及了RA的发病[1]。

沉默信息调控因子（sirtuins）是一种三型组蛋白脱乙酰酶，在哺乳动物中，该家族主要包含SIRT1-7.主要是通过组蛋白的修饰起到表观遗传的作用，并可改变几种细胞间的信号路径的传到。这些路径主要包括NF-kB及MAPK.累计的相关数据表明Sirts既能影响固有免疫也能影响适应性免疫[2]。故本文将从以下几个方面就目前对SIRTS的生物活性及其对类风湿关节炎的影响的研究进展作一综述。

1 SIRTs生理学活性

哺乳动物存在7种NAD+依赖的三型组蛋白脱乙酰酶（HDACs）。尽管sirtuins开始从属于组蛋白脱乙酰酶，但已有相关报道证实sirtuins具有非组蛋白脱乙酰化活性的能力。

SIRT1在该家族中研究最为广泛，其定位在细胞核或细胞质中。该酶可在卡路里有限的情况下增加脂肪酸的代谢及线粒体活性。

SIRT2虽然在细胞质有残存，但也能在细胞有丝分裂的G2向M阶段时期转变时转入至细胞核。

SIRT3通过MMP使其N端142氨基酸水解而获得其自身脱乙酰化活性，其在线粒体中的残存成分具有剪切活化作用。

SIRT4残存于线粒体中，其主要有ADP核糖酶转移活性及微弱的脱乙酰酶活性。

SIRT5是一种线粒体赖氨酸脱乙酰化酶。其在尿素循环中具有活性，因为其在线粒体代谢过程中可调节氮平衡。

SIRT6是一种具有脱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SIRT1一样，该酶可抑制TNF-α的分泌率，在预期寿命及健康方面具有相似的活性

SIRT7是一种位于细胞核的脱乙酰酶。SIRT7是一种可调节核糖体DNA的转录，RNA聚合酶1及染色体重组的复合物。

Mona Dvir-Ginzberg等[3]指出：sirtuins在线粒体代谢及代谢性基因的调节过程中起重要作用，还可维持基因的稳定性，增加细胞在多种 压力下的存活能力。大部分sirtuins通过NAD+水平而具有能量感应效用，这有助于促进多种细胞及组织的活性及其代谢功能。

2 sirts对RA的影响及研究进展

2.1 sirts涉及的炎症信号通路

2.1.1 RANKL信号通路：是TNF受体超家族的成员，主要分布在破骨细胞、软骨细胞、树突状细胞、活化的T细胞及B细胞等表面。RANKL可以促进破骨细胞前体细胞分化为破骨细胞并增强其活性，阻止其凋亡，而破骨细胞是RA发生骨侵蚀的主要因素。

2.1.2 JAK/STAT信号通路：JAK蛋白酪氨酸激酶属于非受体蛋白酪氨酸激酶家族，信号转导与转录激活因子（STAT）是一种能与靶基因调控区DNA结合的胞质蛋白家族，JAK/STAT通路是细胞因子的重要信号转导途径之一，调节细胞的生长、活化、分化、凋亡及其功能的发挥。

2.1.3 NF-kB信号通路：是一個存在于宿主免疫应答体系里的古老而保守信号通路，不仅调控着炎症反应、氧化应激和基因毒性应激等，也参与了包括凋亡、自体吞噬、组织萎缩等几种机体自我稳态调节。

2.2 sirt家族与烟雾共同诱导的RA发病进程

Anna Engler[3]等的研究表明：在RA滑膜成纤维细胞中，SIRT1在试管中的表达受TNFα及CSE暴露的等不同因素的调节。SIRT1蛋白在试管中的表达下降是由于含有CSE的RA滑膜成纤维细胞的刺激而造成的，然而，用TNFα处理过的SIRT1的蛋白水平增加了。在mRNA的水平中，SIRT1转录的表达没有受到CSE刺激的影响[4]，然而，TNFα的刺激增加了SIRT1mRNA的表达水平。在细胞间水平，暴露在烟雾中的小鼠也显示TNFα在炎性细胞中的产生增加[5.6]。实际上烟雾不会诱导TNFα在RASF中的产生，SIRT1在RASF的试管中的表达仅受CSE的调节。但在试管中增加TNFα在RA滑膜细胞的水平可能会与吸烟导致SIRT1水平的下调相重叠。因此，SIRT1的水平在TNFα及CSE共同刺激的RASF中增加了，这说明在调节SIRT1的过程中，TNFα的效应比CSE更强[4]。SIRT1在炎症过程中的作用是存在争议性的。相关研究表明SIRT1可调节许多抗炎过程及促炎路劲[7， 8]。之前发现SIRT1及SIRT6的抗炎效应是通过吸烟诱导的，相关研究表明在其他细胞类型中，NF-kB依赖的基因表达的抑制过程可介导二者的抗炎效应。总之，在RASF中，在CSE或TNFα刺激性功能下，SIRT6的下调作为一种相互调节机制，可减少MMP1的产生。这也是首次揭示了SIRT6在烟雾诱导的信号路径中的保护作用[3]。

2.3 sirts与对RAFLS增殖黏附的影响

Anna Engler[4]等研究发现SIRT1水平的在吸烟的RA患者的滑膜组织中被下调，与逐渐增加的白细胞的浸润相关。之前，也有研究表明吸烟者对DMARDS敏感性较差，且能产生更高水平的趋化因子MIP-1α[9]。相似的研究表明CSE在试管中诱导了趋药性。因此吸烟可能会增加白细胞在滑膜组织中的浸润。这也导致了更高水平的TNFα的产生，同时会下调SIRT1在吸烟的RA患者关节中的表达。SIRT1是一种多功能蛋白，该蛋白参与了很多细胞间的调控过程，包括细胞存活、代谢、成熟、炎症等，也参与了不同细胞类型及组织间的致癌过程[10]。为了探查在RASF中，受SIRT1调节的靶基因及生物学过程，Engler， A.， et al等[4]使SIRT1沉默或过表达后，发现SIRT1水平的修饰诱导了基因表达的变化，这些基因的表达涉及炎症的调节及细胞间的黏附。Engler， A.， et al等[4]也探究了SIRT1在细胞黏附调节中的作用。尽管SIRT1在基因表达方面的效应涉及CDH4，CDH1黏附的调控，他们也没有发现SIRT1对RASF黏附到细胞培养皿表面的过程中有持续性效应。但RASF对SIRT1的沉默发生反应的黏附过程中所发生的变化可能是由患者的基因背景或RA的异质性所引起的。

2.4 sirts与RA骨侵蚀

最近的研究表明[11]使用腺病毒处理的sirt6可明显减少TNF-α、IL-1β、IL-6及IL-17在局部及系统水平的浓度。这表明药物或基因抑制NF-kB可抑制促炎因子的产生。而TNF-α及IL-1β可刺激RAFLS释放趋化因子及MMPs，下调基促炎基因的表达。且能通过刺激T细胞产生RANKL从而启动破骨细胞的的分化。每个细胞因子下调其他因子的产生；例如：TNF-α刺激IL-1β，IL-1β反过来刺激TNF-α的产生。IL-17与TNF-α相互作用，或者更轻的程度，与IL-1β相互作用，这两种结合与单独注射一种IL-17到正常膝关节腔是可以有效诱导组织破坏及骨侵蚀的。且IL-6不仅仅是一种促炎因子而且是一种破骨细胞形成的刺激因素。这种刺激效应主要是通过破骨细胞及RAFLS间接影响RANKL的释放来实现的。而敲除IL-6的小鼠从一定程度上受到保护是因为阻断了IL-6引发了的实验性诱导的多关节炎的形成。因此，sirt6的这些抑制促炎因子产生的作用也许可改善患者CIA的小鼠炎症效应及关节破坏。故这些炎症产生的瀑布式效应最终可增加骨质侵蚀及破坏，而sirt6可抑制或减少其释放来减轻炎症反应及骨侵蚀。令sirt1既可有抗炎效应，同时也能介导促炎因子的产生[13]。例如sirt1在RA滑膜中的过表达可增加促炎因子的产生并延长RAFLS的寿命，后者可通过细胞迁徙机制最终软骨及骨的破坏。

2.5 其他

目前对于sirt家族研究较多的仅为1、6，其余主要涉及其他系统疾病，与RA关系不甚密切。仅有研究表明[14]经过RAFLSIL-1β刺激动物模型SIRT1的表达增加了，然而SIRT2的确明显下降。但有研究证实TNF，能够阻断Sirt1的保护性作用，导致其失活。且来自于RA外周血巨噬细胞中可观察到IL-23产生的失调可导致sirt1的活性下降及其在PBMCs中的表达。这可为RA的至炎因子提供新的治疗靶点。Sirt2的药物性抑制剂很大程度上可减少RAFLS产生的IL-6、IL-8及MMP-3mRNA的表达。但SIRT2作为一种巨噬细胞及RAFLS的炎症活性新颖的可合成的调节剂[15]。Kara， M.， et al.[16]等通过实验方法证实SIRT3的表达活性在活动期RA患者中更低。

展望：关于沉默信息调控因子家族与RA最新研究进展主要是为了寻找治疗RA的相关靶点。就目前而言，仅发现SIRT1抑制剂白藜芦醇可抑制RA炎症的进展，淫羊藿苷可上调sirt6在RA中的表达。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释放。这说明RA是一种受多因素影响的疾病，有待大量的实验及临床研究进一步阐明，并寻找相关治疗靶点。值得一提的是sirt6可明显抑制炎症反应及骨侵蚀。如能尽早发现其激动剂，则可为RA的治疗及全球RA患者带来新的曙光。

参考文献

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