【摘要】 心血管疾病是威胁人类健康的一大类疾病，针对其发病机制可以从多个方面进行讨论分析，包括氧化应激、炎症反应、细胞的凋亡与自噬、心肌缺血再灌注及老龄化、能量限制等方面。然而，对于各发病机制的发生发展过程，诸多研究发现与Sirtuin家族密切相关。并且Sirtuin家族与糖脂代谢等心血管疾病的危险因素也有着紧密的相关性。Sirtuin家族是一种沉默信息调控因子，包括SIRT1-7七个家族成员，但近期有研究发现SIRT2在心血管疾病及其发病机制中也有相似或者相悖的作用。现就SIRT2在心血管疾病及其发病机制中的研究作一统计及论述。
【关键词】 SIRT2； 氧化应激； 能量限制； 老龄化； 细胞自噬； 心血管疾病
doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.7.088 文献标识码 A 文章编号 1674-6805（2017）07-0162-03
【Abstract】 Cardiovascular disease is a kind of disease threatening human health.As for the pathogenesis，it can be analyzed from many aspects，including oxidative stress，inflammatory reaction，cell apoptosis and autophagy，myocardial ischemia reperfusion，and aging，energy restriction etc.However，many studies have found that the Sirtuin family is closely related to the occurrence and development of the pathogenesis.Sirtuin family also play an important role in the risk factors of glucose and lipid metabolism.Sirtuin family is a kind of silent information regulation factor，including SIRT1-7 seven family members，but recent studies have found that SIRT2 in cardiovascular disease and its pathogenesis also have similar or contrary role.It will discuss the effect of SIRT2 in cardiovascular disease and its pathogenesis in this paper.
【Key words】 SIRT2； Oxidative stress； Caloric restriction； Aging； Autophagy； Cardiovascular disease
First-author’s address：Yantai Affiliated Hospital of Binzhou Medical University，Yantai 264100，China
心血管疾病一直以来是威胁人类生命健康的一大类疾病。根据2015年《中国卫生和计划生育统计年鉴》、国家卫生计生委冠心病介入治疗网络申报数据、ChinaPEACE 研究等研究发现，我国冠心病、急性心肌梗死、心律失常等的发生率呈逐年上升趋势。因此，心血管疾病的防治需要更加急切地关注。从预防及治疗方向，研发新型心血管相关药物，具有十分重要的意义。心血管疾病的发病机制，目前尚不明确，但目前得到认识的机制包括氧化应激、细胞自噬、细胞的凋亡与再生等等。而目前研究表明Sirtiun家族与其发生机制有着密不可分的关系，下面给予一一论述。
1 SIRT2
Sirtuin-2，即SIRT2，是Sirtuin家族（沉默信息调控因子）的成员之一，是由Sirt2（silent information regulator2）基因编码的一种NAD+（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）依赖的去乙酰化酶。其基因定位在常染色体19q13.2上。研究发现，SIRT2不仅存在于细胞质当中，且Brachmann[1]研究发现SIRT2可在有丝分裂期间穿梭于细胞质与细胞核之间。类似于Sirtuin家族的其他成员，其具有高度保守的NAD+依赖的去乙酰化酶活性。Frye[2]同时也提出其具有ADP-核酸转移酶活性。通过作用于不同的细胞，通过不同的信号通路发挥着多样的作用。SIRT2参与了多种病理生理的进展过程，包括老龄化、能量限制、应激反应，以及细胞凋亡和炎症反应等等。并且在线粒体的发生及生物昼夜节律的调节上也发挥着一定的作用。最近的研究发现，SIRT2在多种肿瘤的发生、神经系统相关退行性疾病、衰老相关疾病及心血管系统疾病中有关，通过FOXO转录因子，α-微管蛋白，PEPCK1及 NF-κB等相关信号通路发挥作用。
2 SIRT2与其相关发病机制
2.1 SIRT2与氧化应激
最近，有报道发现SIRT2在氧化应激中的生物学功能。氧化应激，由于过氧化氢水平升高，增加在NIH3T3细胞中SIRT2的表达和通过去乙酰化来激活FOXO3基因，上调MnSOD进而降低ROS水平。在小鼠巨噬细胞样细胞系中，具有细胞渗透功能的pep-1-sirt2 蛋白可以诱导小鼠细胞脂多糖和H2O2相关性死亡[3]。同样，pep-1-sirt2能够下调细胞内ROS的水平，以及锰超氧化物歧化酶，过氧化氢酶和GPX表达的升高。SIRT2介导的去乙酰基作用和对葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）的激活，刺激戊糖磷酸途径，来提供细胞内NADPH以抵抗氧化损伤[4]。另一方面，一项研究利用cDNA微阵列证实在原代培养的内皮细胞中敲除SIRT2，在氧化应激反应中会导致通用基因表达的变化。其中大部分是在敲除SIRT1时而没有改变的。重要的是，对SIRT2给予药物抑制可以减轻氧化应激诱导的内皮细胞损伤[5]。在研究较深入的神经退行性病变的当中，脊髓及脑的缺血再灌注損伤机制中，氧化应激被广泛提及，并且王振飞等[6]及郑超波等[7]的研究表明，通过调控 NF-κB 和 FOXO3a 影响脑缺血再灌注损伤后的炎症和氧化应激水平的，并在动物实验中得以验证。
2.2 SIRT2与细胞自噬
越来越多的证据表明了SIRT2和自噬之间也存在密切的联系。SIRT2过表达通过抑制神经细胞聚集体的形成来抑制溶酶体介导的自噬作用。SIRT2敲除可增加基底细胞的自噬作用。
Inoue[8]研究发现SIRT2在内皮细胞的氧化应激及自噬作用中发挥着重要作用。SIRT2对血管内皮细胞功能的调节具体机制目前仍没有报道。但已有研究表明，SIRT2可能参与介导血管紧张素II诱导的内皮细胞迁移，其机制是通过调节α-微管蛋白乙酰化和微管重组，此研究通过观察并验证了SIRT2沉默后五个基因的表达，其中，CALDl（钙调结合蛋白）和CNN2参与细胞骨架的组成和细胞收缩和迁移；而CASP7（CASPASE 7）能够结合RRAGC（Ras相关蛋白），参与自噬相关的mTOR信号通路的。然而，SIRT2在调节心脏的自噬中的作用仍需进一步验证。
2.3 SIRT2与心肌缺血再灌注
心肌缺血再灌注是冠状动脉硬化性心脏病机制中目前研究较多的一个，心肌缺血再灌注的发病机制复杂，包括氧化应激、炎症反应、细胞凋亡、能量代谢等等。而这众多机制中均有Sirtuin家族的参与，包括目前研究较多的Sirt1，在诸多关于老龄化、氧化应激以及心衰的研究中，SIRT1的表达是上调的，而在I/R中，SIRT1的表达则是下调的，SIRT1通过不同的信号通过发挥重要作用，但具体机制不明。SIRT1具有NAD+活性，可调节某些蛋白的去乙酰化。Yamamoto等[9]研究表明，NMN可激活心脏的NAD+活性，进而减轻心肌的I/R损伤。但是该作用却没有在SIRT1基因敲除小鼠中得到验证。然而有关于SIRT2的研究表明，作为Sirtuin家族的细胞质形式，SIRT2在细胞缺氧-再氧化损伤中是上调的[10]。另一方面，下调SIRT2，可以增强14-3-3-ξ的表达，进而改变Bcl-2死亡相关促进因子（BAD）从线粒体到细胞质的过程中的亚细胞定位。
2.4 SIRT2与能量限制
大量研究表明能量限制与衰老相关疾病及各种慢性病具有相关性。比如说高血压、糖尿病、阿尔茨海默症及冠心病等心血管疾病。Krishnan等[11]证实SIRT2能够作用于脂肪细胞中脂肪酸的氧化过程，抑制PGC-1α复合物并能够抑制脂肪酸氧化过程中的SIRT2的过表达。诸多试验证实SIRT2通过不同信号通路调节能量限制的过程，包括葡萄糖的代谢及脂肪酸的氧化等过程。因此心脏高能量消耗的过程中，SIRT2会发挥怎样的作用，需进一步探究。
3 SIRT2与心血管相关疾病
3.1 SIRT2与代谢综合征
诸多研究表明，在脂肪细胞的分化、胰岛素抵抗、血糖的调节中，SIRT2发挥着重要作用。而且在Sirtuin家族的七个成员当中，SIRT2在脂肪细胞中的分布是最广泛的。研究发现，Sirt2通过调节FOXO1的乙酰化来抑制脂肪细胞的分化[12-14]。在脂肪组织中具有对抗肥胖和代谢综合征（腹部肥胖、高脂血症、胰岛素抵抗）的功能，而肥胖和代谢综合征则与内皮功能失调、冠状动脉粥样硬化、心肌病等心血管病并发症密切相关。研究证实，磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCK1）的活性增强和II型糖尿病有关。PEPCK1是糖异生的关键酶，乙酰化/去乙酰化的调节影响着PEPCK1的稳定性。PEPCK1的乙酰化会促进其泛素化及降解。相反地，SIRT2则可以去乙酰化PEPCK1并稳定PEPCK1功能[15]。该研究为SIRT2在糖尿病方面的药物研究开辟了新思路。
3.2 SIRT2与老年性疾病
Sirtuin家族在最初的发现中便是与原核生物至真核生物及哺乳动物的寿命有关。Sirtuin家族中SIRT1在衰老相关疾病的研究颇多，但SIRT2在老年性疾病中也有着重要的作用。包括代谢综合征、肿瘤、中枢神经系统疾病、神经退行性疾病等，尤其是在帕金森、亨顿病的研究颇多并且细致[16]。有研究发现，在中枢神经系统的髓鞘形成过程中，SIRT2的表达是上升的中，SIRT2可以去乙酰化内皮细胞当中血管紧张素Ⅱ诱导的微管蛋白，进而导致血管重构。该研究同时利用SIRT2的抑制剂Sirtinol和耗尽SIRT2做预处理，阻断机械张力引起的微管的变化，免疫荧光检测到在小鼠大动脉内膜中血小板-内皮细胞黏附分子-1阳性细胞中，乙酰化的微管蛋白明显减少[17]。另外血压的形成，血管内平滑肌的收缩起着至关重要的作用，在陈斯国等[18]的研究中，在高血压大鼠模型及血管平滑肌细胞培养实验中，SIRT1及SIRT2的表达是上升的，其通过调节转化生长因子-β1及血管平滑肌细胞缝隙连接蛋白ζ-43（Cx-43）而发挥作用。
3.4 SIRT2与心力衰竭
SIRT2参与细胞周期的调节，参与细胞骨架结构的调整。而微管蛋白作为细胞骨架的重要组成成分，在不同的细胞中发挥着不同的作用。在Koide等研究证实，在体内或者体外的实验中，微管蛋白的解聚可改善心室的收缩功能。而近期有研究表明通过抑制AGE信号通路进而抑制SIRT2的去乙酰化作用，使α微管蛋白乙酰化，促成微管蛋白的稳定性，进而影响糖尿病性心肌病及相关心力衰竭的进展[19]。
关于SIRT2的研究涉及到心血管疾病的各个方面，从基因、细胞水平，从发病机制、危险因素到确切疾病，包括，基因的沉默、表达及调控，细胞周期的调节、细胞代谢、细胞的分化，细胞的自噬、再生及凋亡，葡萄糖及脂肪的氧化分解及能量生成，进而引发的氧化应激、炎症反应、能量限制、糖脂代谢及各相关心血管或者衰老相关疾病病理及功能的变化。SIRT2通过作用于不同底物的不同作用位点发挥着不同的生理作用，其中常见的底物包括α-微管蛋白、组蛋白H3/H4，FOXO1、FOXO3、Par-3、P300、PEPCK1、p65、14-3-3β/γ等等，通过去乙酰化Lys-40、Lys-56、Lys-16等或者磷酸化Ser-331，-368等位点，发挥着各自的作用。例如，对少突胶质细胞细胞骨架的调节、细胞周期的调控、脂肪细胞的分化、氧化应激的调控、细胞的生长、停滞和凋亡，外周髓鞘化的调制，P300自动乙酰化的调节，血糖平衡，NF-κB依赖的基因表达的调节，细胞骨架动力学，p53活性的下调等等。目前，对于SIRT2在中枢神经系统、神经退行性病变，例如帕金森病、亨顿病等，及肿瘤的研究较多，作用通路等研究较为细致。但是在心血管疾病方面的研究，具体确切功能作用，仍未得以证实。且有些研究证实SIRT2通过调节TNF-α、RIP1、RIP3作用于细胞程序性坏死，在相关的SIRT2敲除小鼠的动物实验中，该作用在心肌缺血再灌注损伤中得以验证，但是在之后的实验中，则不能再次被复制[20]。因此SIRT2在此方面的研究，需要多次重复的试验多次验证，以追求结果的真实性。因此SIRT2能否像SIRT1或者SIRT3那樣，为心血管疾病治疗或者预防的靶点。下一步的研究需要细化SIRT2发挥作用的位点、相对应的信号通路及作用机制。为SIRT2相关药物在心血管疾病中的临床应用开辟新的道路。
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（收稿日期：2016-11-26）