沉默调节蛋白6在肝脏疾病中的作用及其机制

方 欢， 钟晓琳

1 西南医科大学 临床医学院， 四川 泸州 646000； 2 西南医科大学附属医院 消化内科， 四川 泸州 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)是对人类健康危害极大的常见肝脏疾病，而肝硬化、肝癌是众多肝脏疾病的终末期表现。研究参与调控肝脏疾病发生、发展的关键分子，对于防治该类疾病意义重大。沉默调节蛋白6(sirtuin 6, SIRT6)是Sirtuin家族的成员之一，它通过参与葡萄糖与脂质代谢、抗炎症、抗氧化应激等多种细胞功能活动[1-6]，在调节糖脂代谢、炎症反应、肿瘤以及衰老的发生发展等方面都具有重要的意义。多项研究证实SIRT6参与肝脏疾病的发生及发展过程，本文主要对近年来SIRT6在肝脏疾病中的作用及机制研究进展进行综述。

1 SIRT6概述

Sirtuin家族，作为沉默信息调节因子2(silent information regulator 2,Sir2)的同源蛋白,是一类依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)的去乙酰化酶[7]。该家族包括7个同源蛋白：SIRT1～7[8]，它们分别具有不同的亚细胞定位,SIRT2主要位于细胞质，SIRT1、SIRT6和SIRT7分布在细胞核,而SIRT3、SIRT4和SIRT5主要定位于线粒体[9]，它们各自发挥着重要的生理功能。

SIRT6基因定位于人类第19号染色体(19p13.3)，有2个异构体，全长8427 bp，包含8个外显子，由1068个寡核糖核苷酸组成，启动子区缺乏经典的TATA框和CAAT框，存在300 bp左右的CpG岛。人类SIRT6基因含有355个氨基酸，相对分子质量为391 000，等电点为9.12[10]。SIRT6的结构与Sir2家族其他成员有所不同,它的空间结构中含有1个展开的锌结合区,而缺乏灵活保守的NAD+结构环。此外，SIRT6以单螺旋结构取代NAD+结合环，即使在缺乏乙酰化底物时，此结构仍可使SIRT6与NAD+结合,并保持较高的亲和力[11]。研究表明SIRT6主要具备去乙酰化酶活性以及单ADP核糖基转移酶活性。近来还有研究[12]指出，SIRT6具有去脂肪酰化酶活性，它可通过自身存在的疏水袋结构容纳脂肪酰基团，进而发挥去脂肪酰化作用。因此，SIRT6可以调节糖脂代谢，保持机体能量代谢的平衡，维持机体正常的功能[3]，还参与了抗细胞凋亡及调控肿瘤等过程。

2 SIRT6与病毒性肝炎

病毒性肝炎是指由嗜肝病毒导致的肝脏感染性疾病，其中由HBV引起的慢性乙型肝炎(CHB)于我国最为常见，已成为人类健康的一大威胁[13]。

已有研究证实过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)作为一种重要的肝富集转录因子，可以在转录水平上激活HBV的复制[14]。谢冰珏等[15]则通过实验发现PPARα能直接与HBV cccDNA结合并有助于招募组蛋白乙酰基转移酶p300到cccDNA上，从而调控HBV微染色质的表观遗传学和HBV复制。Guidotti等[16]研究发现激活PPARα的配体之后，HBV的转录复制水平明显提高。除此之外，吴小桃等[17]通过将基于PPARα设计的反义寡核苷酸作用于HepG2.2.15细胞的实验，初步确定该反义寡核苷酸具有抑制HBV复制的作用。这些研究都表明PPARα在HBV的转录和复制过程中发挥了重要作用。

因此，理论上SIRT6 可通过调节PPARα的表达进一步调控HBV的转录与复制。有研究[18]也发现PPARα沉默可明显降低HBV核心启动子(HBV Cp)的活性，而SIRT6通过上调PPARα信号通路的表达，激活了HBV核心启动子。进一步实验[19]表明，在Hep G2.2.15细胞和已感染HBV的Hep G2-NTCP细胞中，SIRT6抑制剂OSS128167可明显抑制SIRT6的去乙酰化酶活性，显著减弱SIRT6对HBV转录和复制的促进作用,故可以尝试以SIRT6为靶点研制更多治疗CHB的药物。

3 SIRT6与NAFLD

NAFLD是指除外酒精和其他明确的肝损害因素所致的，以肝脏脂肪变性为主要特征的临床病理综合征[20]。关于NAFLD的发病机制仍不完全清楚，目前普遍认可的“多重打击学说”认为，NAFLD的发生发展与脂代谢紊乱、胰岛素抵抗(insulin resistance，IR)、肠道微生态、营养状态及遗传等多种因素有关[21-22]。

肝细胞内脂质过量沉积是NAFLD发病机制之一,SIRT6可以通过调控转录因子及转录辅助因子的活性，参与调节糖脂代谢、胰岛素分泌等多条代谢通路，从而维持机体糖脂代谢的稳态[3]。实验表明可以通过上调小鼠肝脏SIRT6的表达水平保护由高脂饮食所引发的代谢紊乱；相反小鼠肝脏内缺失SIRT6会导致糖脂代谢紊乱[23]。有研究[3]表明，SIRT6缺乏可以使参与甘油三酯合成的基因表达增强以及β-氧化基因表达减弱，进而导致甘油三酯的大量积累。Elhanati等[6]发现，SIRT6过表达可降低小鼠的低密度脂蛋白胆固醇水平，并且阻碍肥胖所引起的组织损害。还有研究[24]发现SIRT6通过其H3K9和H3K56的脱乙酰基作用抑制PCSK9基因活性，抑制PCSK9介导低密度脂蛋白受体降解，也表明SIRT6对于调节低密度脂蛋白胆固醇的平衡十分重要。SIRT6还可通过抑制AKT、IR、胰岛素受体底物(insulin receptor substrate,IRS)等多个蛋白发挥负性调节AKT磷酸化的作用，从而抑制胰岛素IGF-1信号通路和AKT信号通路[25]。除此之外，研究证实SIRT6可通过线粒体氧化、钙泵活化和质膜去极化能力控制葡萄糖促胰岛素分泌能力。在SIRT6缺失的MIN6细胞(β细胞系)中，葡萄糖促胰岛素分泌下降，β细胞ATP水平和线粒体耗氧率明显下降，应答氯化钾和葡萄糖的钙离子活性也降低，提示其细胞质膜去极化能力受损[26]，细胞凋亡增加。相反，SIRT6过表达可减少β细胞凋亡[27]。

脂滴大量沉积还会造成脂毒性，从而触发线粒体氧化应激产生大量的活性氧(reactive oxygen species,ROS),促进促炎细胞因子如TNFα和IL-6释放[28]，TNFα可以激活NF-κB促进炎症发生。SIRT6可以通过去乙酰化靶基因启动子部位的H3K9抑制NF-κB靶基因的表达，进一步抑制TNFα信号通路发挥抗炎作用[29]。除此之外，SIRT6还可以与c-JUN相互作用，使促炎基因(包括IL-6和TNFα)启动子上的H3K9去乙酰化[30]，从而发挥抗炎作用。由此可见SIRT6可以通过多条途径参与NAFLD的发生与进展，针对SIRT6的去乙酰化作用及机制研究可能为治疗NAFLD提供一种新思路。

4SIRT6与ALD

ALD是由于大量饮酒所致的肝脏疾病，酒精诱导的氧化应激对酒精性肝病的发生发展起着至关重要的作用。乙醇代谢的过程中产生的大量ROS可降低肝细胞的抗氧化能力，促使细胞凋亡后还可导致Kupffer细胞中的核转录因子NF-κB被激活,随后释放出炎性因子TNFα，与肝细胞结合后作用于信号通路，进一步诱导肝细胞凋亡[31-33]。

研究已证实，SIRT6可通过抑制TNFα信号通路发挥抗炎作用[29]。除此之外，有实验发现SIRT6可以通过增强PPARα启动子活性，上调其信号通路表达，促进脂肪酸氧化，从而调控脂质氧化代谢[34]，进而改善ALD。目前国外也有研究[2]证实SIRT6可通过去乙酰化作用共同激活金属转录调控因子1(metal regulatory transcription factor 1，MTF1)来增强Mt1和Mt2基因的转录诱导，从而增强防御系统抵抗酒精中毒的能力，抵抗乙醇诱导的氧化应激、组织损伤和炎症反应。由此可见SIRT6可能成为ALD的有效治疗靶点。

5 SIRT6与肝硬化

肝硬化最重要的病理生理过程之一是肝纤维化，肝星状细胞(HSC)是各种病因导致的肝纤维化发生的核心细胞，TGFβ信号通路是HSC激活和活化的重要信号通路[35-37]。

在所有肝细胞类型中，SIRT6在HSC中高表达，而在活化的HSC和纤维化肝脏细胞中表达降低,提示SIRT6可能具有抗纤维化作用[38]。笔者前期研究证实，SIRT6可以通过赖氨酸残基K333和K378脱乙酰化使Smad3活性受到抑制，进而负调节TGFβ-Smad3途径，减轻肝脏纤维化。相反，SIRT6缺乏易触发肝细胞炎症和HSC导致的纤维化[39]。除了Smad3,SIRT6还通过Smad2途径抗纤维化[40-42]。SIRT6可通过使TGFβ信号通路下游介质Smad2上的保守赖氨酸54脱乙酰化，调节Smad2的转录活性，从而抑制TGFβ信号传导，减轻肝脏纤维化[38]。可见SIRT6在预防HSC活化和抑制肝纤维化中起着关键作用，可能成为肝纤维化的潜在治疗靶标，从而进一步治疗肝硬化。

6 SIRT6与肝癌

肝细胞癌是最常见的一类肝脏恶性肿瘤,已经严重危害到人类健康[43-44]。表观遗传学调控在肝细胞癌的发病中发挥着重要作用。现有研究[45]证实，组蛋白修饰异常与肝癌细胞的增殖、转移和侵袭等密切相关。

SIRT6作为组蛋白去乙酰化酶家族的一员，在肝细胞癌中经常异常表达，与肝细胞癌的发病机制关系密切[46]。Min等[47]通过小鼠早期肝癌模型实验证实上调SIRT6表达水平会加快原癌细胞的凋亡，可以显著抑制早期肝癌的发展。还有实验证实SIRT6的特异性激动剂MDL-800通过改变SIRT6的构象进而激活SIRT6的去乙酰化酶活性，导致肝癌细胞中H3K9ac和H3K56ac水平整体下降,提示可通过激动SIRT6阻滞细胞周期，抑制肝癌细胞增殖[48]。Sebastián等[4]研究发现，SIRT6可通过抑制有氧糖酵解，进而阻碍小鼠胚胎成纤维细胞转化为肿瘤细胞。敲除小鼠的SIRT6基因后，肿瘤细胞的数量、大小和侵袭性均增加。同时，van Meter等[49]通过实验证明,SIRT6过表达后可在不影响正常细胞的情况下，通过其单ADP核糖基转移酶活性杀灭肿瘤细胞,也提示SIRT6是一个抑癌基因。然而也有文献[50]报道SIRT6可能是一种潜在的促癌基因，可以通过抑制AMPK信号通路进一步增强COX-2的表达，促进癌细胞的增殖。有实验[51]证实SIRT6通过刺激E-钙黏着蛋白的自噬降解来促进肝细胞癌的上皮-间质转化(EMT)和肿瘤的转移。还有研究[52]表明，降低SIRT6的表达,可以增加肝癌细胞对放化疗的敏感性，降低肝癌细胞的活力,增强肝癌细胞的凋亡反应，提示SIRT6可作为肝癌治疗的潜在靶点。

虽然SIRT6在肝癌治疗中的具体作用尚有争议，其双重作用是否与组织、因子分布乃至肿瘤分型及发展阶段有关也尚需进一步探索,但SIRT6及其药理激活为肝细胞癌的潜在治疗提供了方法。

7 结语与展望

SIRT6属于组蛋白去乙酰化酶蛋白家族成员，SIRT6在多种肝脏疾病中发挥作用，可通过上调PPARα激活HBV核心启动子；通过H3K9和H3K56去乙酰化作用抑制PCSK9基因活性，以及抑制AKT、IR、IRS等多个蛋白参与调节糖脂代谢；通过去乙酰化H3K9沉默NF-κB，发挥抗炎作用；通过调节TGFβ-SMAD2/3通路发挥抗肝纤维化作用；还可通过脱乙酰基共激活MTF1来增强Mt1和Mt2基因的转录诱导，增强防御系统抵抗酒精中毒的能力。然而，SIRT6调控肝细胞癌的具体机制尚未完全清楚，SIRT6对急性肝损伤的作用亦需进一步深入研究。

因此深入研究SIRT6的生物学特性及功能，阐明其在肝脏疾病中的作用，可能为治疗各种肝病提供新的靶点，研究其各种调控因素对肝脏疾病的影响可能为新的治疗方法提供思路。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：方欢负责收集资料，分析资料，撰写文章及修改文章；钟晓琳负责拟定写作思路，指导撰写文章，修改文章并最后定稿。