0 引 言

沉默信息调节因子基因家族2(silent information regulator 2，Sir2)最初是在酵母菌中发现的一种依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)的组蛋白去乙酰化酶，对延长酵母菌寿命和延缓衰老有重要作用[1]。Sirtuins家族是后续发现的与Sir2高度同源的蛋白质家族。哺乳动物sirtuins家族共7个成员，定位于不同的细胞器，沉默信息调节因子1(silent information regulator 1,SIRT1)、6、7主要在细胞核，SIRT4、5主要在线粒体，而SIRT2在细胞质。目前，SIRT1是研究最深入，与Sir2同源性最高的一个蛋白质[2]，参与调节代谢性、肿瘤性及神经退行性病变[3-5]。队列研究表明，中国2型糖尿病患者是否出现肾并发症以及尿蛋白均与SIRT1基因多态性相关[6]。中医中药益气养阴通络法上调2型糖尿病肾病患者肾小管上皮细胞中SIRT1的表达，显著改善患者的内生肌酐及尿蛋白排泄率[7]。可见，有关SIRT1的基础研究已取得一定的进展。通过作用于SIRT1信号通路，最终使SIRT1上调，可显著缓解肾间质病变，对肾小管间质起到保护作用。本文将系统阐述SIRT1信号通路在肾间质疾病中的保护作用，为以SIRT1为靶点的药物治疗在临床上的应用提供更有利的依据。

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1 SIRT1概述

人SIRT1的编码基因位于10号染色体的q21.3，总长度为33kb，由747个氨基酸组成，分子量为120kDa，第363位组氨酸是去乙酰化活性发挥的必须基团。在肾中，SIRT1富表达于肾髓质内部，在系膜细胞、足细胞也有一定程度的表达[8]，其亚细胞定位主要在细胞核[9]，可在细胞质和细胞核中穿梭，且这种穿梭可能是SIRT1一种新的调节机制[10]。研究发现，SIRT1可作用于组蛋白发生脱乙酰化影响基因的转录，还作用于其他下游信号如p53、叉头转录因子O亚型(fork head box-O，FOXO)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)、核因子(nuclear factor，NF-κB)等对细胞增殖、分化、衰老、凋亡进行调节。SIRT1除受体内多种激素和细胞因子的调节外，还受到体外一些化学物质如白藜芦醇、SRT1720、SRT1460、sirtinol、Nicotinamide、EX527等的调节。

2 SIRT1在急性肾小管间质疾病的作用

典型的急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)是肾小管上皮细胞坏死、凋亡，并从基底膜上脱落形成管型，引起小管管腔堵塞导致肾功能急剧下降。目前研究的机制主要涉及肾毒性药物、缺血再灌注及脓毒血症肾损伤[11-13]。

2.1 SIRT1在肾毒性药物致AKI中的作用 顺铂、庆大霉素及对比剂等肾毒性药物主要通过氧化应激、炎症反应引起AKI。顺铂诱导小鼠AKI模型中，SIRT1表达下降，肾局部活性氧(reactive oxygen species，ROS)产生增加，过氧化物酶数量和功能明显下降，miR-449、乙酰化p53和BAX水平增高，细胞凋亡增加[14]。而在近端肾小管上皮细胞特异性过表达SIRT1的转基因小鼠中检测到肾局部过氧化物酶产生增加，同时肾小管上皮细胞的凋亡的减少[15]，表明SIRT1通过调节氧化应激起到保护肾小管上皮细胞的作用。在阻断前列腺素合成联合抑制NO合成的基础上给予碘海醇建立对比剂AKI大鼠模型中，SIRT1水平下降，肾小管间质充血，上皮细胞刷状缘脱落、细胞凋亡增加，而改善SIRT1下降可减轻超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)的下降，肾小管结构破坏、髓质充血及空泡变性减少[16]，肾小管上皮细胞凋亡减少。庆大霉素诱导的SD大鼠AKI模型中给予姜黄素治疗，SIRT1的表达上调，激活下游的核因子红系2相关因子2(nuclea factor erythroid-2 related factor 2，Nrf2)/血红素加氧酶-1(heme oxygenase，HO-1)信号通路，减轻氧化应激，减少肾小管上皮细胞凋亡及坏死[17]。

刘德平教授经过多年的临床研究发现，治疗糖尿病必须从增加胰岛素细胞数量入手，才能根治糖尿病及其并发症，于是刘德平教授提出“激活胰岛细胞疗法”，它是目前治疗糖尿病的新理论。“激活胰岛细胞疗法”通过加速胰岛细胞的修复和再生，使胰岛细胞分泌的功能重新建立，正常分泌的胰岛素转化血糖为能量和营养，只有这样才能够使糖尿病得到彻底的治愈。

3.3 SIRT1通过调控线粒体功能调节肾间质纤维化 线粒体动力学改变及ROS的过量产生是肾小管细胞的氧化损伤和凋亡的关键。研究表明，高糖条件下体外培养的HK-2细胞中衔接蛋白P66Shc表达升高，且与肾间质损糖诱导的伤呈正相关，SIRT1的表达下调，且与肾间质损伤成负相关，使用选择性SIRT1抑制剂EX-527预处理后，P66Shc的表达增加，免疫共沉淀证实了SIRT1通过下调P66Shc启动子-535bp至-276bp区域的组蛋白乙酰化程度，下调P66Shc基因表达，减少ROS的产生[25]。Kim等[32]通过非诺贝特喂养C57BL/6大鼠，发现SIRT1表达上调，进而PGC-1α及ERR-1α表达上调，线粒体稳定性增加，小管间质纤维化减轻。

2.2 SIRT1在缺血再灌注AKI中的作用 缺血再灌注损伤是AKI的病理生理机制之一，缺血再灌注损伤引起的炎症、氧化应激、自噬导致肾小管上皮细胞坏死、凋亡。NF-κB亚型p65(NF-κBp65)/过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)信号通路的激活会加重炎症及氧化应激，是缺血再灌注损伤的重要通路。两肾蒂夹闭的小鼠AKI中，SIRT1激动剂白藜芦醇腹腔注射7d即观察到NF-κBp65的乙酰化下降，下游PGC-1α水平升高、SOD水平升高[18],炎性细胞浸润减轻。Fan等[19]在成年缺血再灌注小鼠模型中发现，SRT1720激动SIRT1，p53乙酰化水平下降，增殖细胞核抗原表达增加，肾小管上皮细胞凋亡减少，而敲除SIRT1基因后，caspase-3水平升高，肾小管上皮细胞凋亡增加，认为SIRT1对缺血再灌注损伤的保护作用与对p53的去乙酰化作用相关。利用热量限制上调SIRT1表达，观察到在Wistar大鼠肾间质细胞自噬增加，急性肾小管上皮细胞坏死评分下降，表明SIRT1通过增加肾小管上皮细胞自噬减轻缺血再灌注损伤所致AKI[20]。

3 SIRT1在慢性肾间质病变的作用

3.1 SIRT1通过EMT调节肾间质纤维化 EMT是纤维化的重要过程，阻断EMT可显著减轻组织纤维化[29]。Smad4/MMP7是EMT的关键信号通路之一。在马兜铃酸诱导的HK-2细胞中观察到，激动SIRT1后，Smad4乙酰化减少，MMP7的表达下调，而转染SIRT1的shRNA后，Smad4乙酰化水平升高，MMP7及纤维化相关分子表达上调，表明SIRT1通过抑制Smad4乙酰化而抑制Smad4/MMP7信号通路从而起到改善EMT的作用[26]。此外，在醛固酮诱导的HK-2细胞EMT中，SIRT1过表达或使用白藜芦醇可上调PGC-1α的乙酰化水平，而使用PGC-1α的sh-RNA则可消除SIRT1抑制EMT的效应，表明SIRT1抑制醛固酮诱导的EMT可能是通过调节PGC-1α乙酰化实现的[30]。

肾纤维化是慢性肾疾病进展的共同特征，包括肾间质纤维化和肾小球硬化。间质纤维化涉及多个信号通路，与上皮间质转化(epithelial-mesenchymal transition，EMT)、内质网应激(endoplasmic reticulum stress，ERS)、线粒体动力学改变等过程密切相关[23-28]。

3.2 SIRT1通过改善ERS减轻肾纤维化 葡萄糖相关蛋白-87是ERS过程中的标志性分子，在ERS发生时明显上调。HO-1及硫氧还蛋白是ERS过程中的关键酶，可减轻ROS所致损伤[31]。有研究发现在依霉素诱导的HK-2细胞中使用氯沙坦和SRT1720上调肾小管上皮细胞中SIRT1的表达后激活下游的HO-1/硫氧还蛋白途径，GRP78分子表达下降，ERS及肾间质纤维化减轻[27-28]，而Sirtinol预处理则可减轻这种抗纤维化，表明SIRT1通过调节ERS发挥肾间质保护作用。

2.3 SIRT1在脓毒血症AKI中的作用 流行病学调查显示，感染导致的脓毒血症是AKI的另一重要机制，内毒素诱发的肾小管上皮细胞凋亡、炎症反应是脓毒症AKI中的关键。利用盲肠结扎穿孔术制备的脓毒症AKI小鼠模型早期即有SIRT1的mRNA和蛋白表达升高，注射SIRT1拮抗剂EX527后，肾小管上皮细胞的caspase-3表达较假手术组明显增多，凋亡率明显升高，且两者成正相关，表明SIRT1是通过下调caspase-3来抑制肾组织细胞凋亡[21]。此外，白藜芦醇治疗组大鼠中炎症相关指标NF-κBp65及下游的肿瘤坏死因子-α，白细胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)，IL-6、IL-10较对照组显著下降，且生存率较对照组明显升高。体外研究同时表明，转染SIRT1的si-RNA后，NF-κB p65的去乙酰化水平下降，SIRT1上调后可促使NF-κBp65去乙酰化从而抑制炎症因子释放，在脓毒症AKI中发挥保护作用[22]。

3.4 SIRT1通过调节肾素-血管紧张素系统调节肾间质纤维化 血管紧张素II(AngII)及其受体(AT1R)是病理生理条件下引起肾间质炎症及纤维化的重要因素，主要机制是激活下游的JAK2/STAT3信号通路，使纤维化相关基因水平升高。STAT3是该通路中的关键转录因子，受乙酰化和磷酸化调节，磷酸化的作用位点在第705位酪氨酸(Tyr705)和第727位丝氨酸(Tyr727)，乙酰化位点在第685位赖氨酸(Lys685)。AngII刺激的大鼠肾小管上皮NRK-52E细胞中观察到STAT3-Tyr705的磷酸化显著升高，SIRT1催化Lys685发生去乙酰化的同时观察到Tyr705磷酸化水平升高,且显著抑制Ang II引起的纤维化相关基因表达上调，表明SIRT1通过介导STAT3去乙酰化而减轻AngII所致的肾间质纤维化[33]。在NRK-49F细胞中，敲除SIRT1基因或使用SIRT1拮抗剂sirtinol使AT1R、MCP-1表达上调，结缔组织生长因子(connective tissue growth factor，CTGF)及NF-κB表达增加，反之，特异性过表达SIRT1及使用SIRT1激动剂白藜芦醇可显著下调AT1R、炎症及纤维化相关指标如单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)、NF-κB、CTGF表达减少[34]。这些研究均证明了SIRT1在肾素-血管紧张素系统所致肾间质纤维化中的保护作用。

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3.5 SIRT1通过TGF-β信号通路调节肾间质纤维化 TGF-β是肾间质纤维化的关键因子[35-36]。多项研究均证明TGF-β1刺激肾小管上皮细胞诱导CTGF表达上调，下游α-SMA蛋白、细胞外基质增加，肾纤维化加速，还可降低Bcl-2、增加Bax的表达增加肾小管上皮细胞凋亡，而SIRT1过表达及使用SIRT1激动剂则显著上调TGF-β1诱导的Bcl-2减少，降低TGF-β1诱导的Bax、CTGF的增多，起到抑制肾小管上皮细胞凋亡及肾间质纤维化的作用[37-38]。TGF-β/Smad3是纤维化过程另一重要通路，免疫共沉淀显示，在小鼠单侧输尿管结扎模型中，Sirt1和Smad3直接相互作用，SIRT1活性显著下降时Smad3乙酰化增加，激动SIRT1受体显著抑制了Smad3乙酰化，减轻肾间质纤维化[39]。

4 结 语

综上所述，SIRT1对肾间质的保护作用是通过减少细胞凋亡、减轻肾炎症反应、改善线粒体功能、抗氧化应激反应、改善上皮间质转化等多条通路实现的。SIRT1及其信号通路在急、慢性肾病进程中起着非常重要的作用。SIRT1激动剂如白藜芦醇、SRT1720在肾疾病中的保护作用也逐渐被证实。随着对SIRT1的进一步深入研究，其生理机制将会更加清晰，也为肾病的治疗提供一个新的思路和角度。

一直到殡仪馆，凌薇都没机会跟梁诚单独说上话。大家静静地站在黑幔翻飞的空旷大厅，等待焚化炉燃起火焰，仿佛那是一道神圣的仪式，会将逝去的人送去天堂。

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