衰老是生物體在遺傳因素和內外環境相互作用下出現進行性,不可逆的生理功能下降的生物學過程。早在 75 年前,McCay 和他的同事首先發現熱量限制的大鼠比自由飲食的大鼠壽命更長。盡管這一發現已經過去了很久,但對于促使壽限延長的分子機制一直撲朔迷離。最初在酵母中發現的沉默信息調控因子 2\\( Sir2\\) ,是一種 NAD+依賴性去乙酰轉移酶,在對于酵母壽限的調節方面發揮著重要的作用。后來,在通過熱量限制延長酵母壽限方面,發現 Sir2 在其中起重要作用。這些發現推出了生物學中一個新的領域: 對于 Sir2 以及其在哺乳動物中的同源蛋白———Sirtuins 家族的研究。其中,SIRT1 抗衰老作用經歷了肯定,質疑,再到肯定的一個過程; SIRT6 則是Sirtuins 家族具有抗衰老作用的另外一個重要的家族成員。

1、 Sirtuins 家族成員及其與衰老長壽的關系

Sirtuins 家族主要有 7 個蛋白成員: SIRT1-SIRT7。它們在細胞中分布較為廣泛,功能也較為多樣。Michishita 等 2005 年研究發現 SIRT1、SIRT6 和 SIRT7 分布于細胞核中的不同部位,SIRT1 主要分布于核小體內,SIRT7 主要存在于核仁,SIRT2 通常存在于胞漿中,而線粒體中存在較多的是 SIRT3、SIRT4 和SIRT5,其中 SIRT3 主要在線粒體內膜,SIRT5 多分布于線粒體內膜腔和基質中。Sirtuins 蛋白家族在細胞中的廣泛分布,參與調控細胞分化與凋亡,細胞周期,新陳代謝與基因組穩定等方面。由于 Sirtuins 是一種 NAD+依賴性組蛋白去乙?；?因而它通過賴氨酸去乙?；瘉砀淖兊鞍踪|的活性以及穩定性來調控衰老過程。Sirtuins 家族中,目前已知 SIRT1、SIRT3 和SIRT6 與衰老和長壽有關,其中 SIRT1 和 SIRT6 與調控衰老及長壽的關系最為密切,是探究衰老機制與干預的研究熱點和方向,并且已經在許多方面取得了重大進展?；诖?本文重點綜述 SIRT1 和 SIRT6 最新研究進展。

2、 SIRT1 的研究進展

人類的 Sirtuins 家族中 SIRT1 是與 Sir2 同源性最高的同系物,主要位于細胞核內。SIRT1 除了能夠調節細胞衰老,細胞增殖與凋亡,炎癥反應以及維持機體新陳代謝外,還參與許多老年相關疾病的預防,如癌癥,阿爾茨海默病和 2 型糖尿病等,并在其進展中發揮重要的保護作用。Sirtuins 蛋白的過表達曾被報道可以延長酵母、果蠅和線蟲的壽命。在小鼠進行的SIRT1 的實驗研究結果表明,進行熱量限制 1 年的小鼠體內SIRT1 的基因高水平表達,并且細胞的存活能力顯著增強。

p53 是 SIRT1 的一種生理性底物,是調節細胞凋亡與老化的一個重要蛋白。2004 年 Luo 等通過研究證明,SIRT1 通過去乙?；种?p53 蛋白的活性,減少通過此途徑的細胞凋亡并抑制生長,從而延長細胞壽命; 另一方面,端粒長度是細胞的生物鐘,SIRT1 通過參與對端粒的調控來調節細胞的壽命; 再者,SIRT1能夠調控能量代謝,通過代謝相關基因促使胰島 β 細胞分泌胰島素,并抑制脂肪增長。因而 SIRT1 在抗衰老領域被稱作“抗老衰因子”,是目前研究的重要靶點和熱點。

然而,Fabrizio 等對酵母研究發現,缺乏 Sir2 酵母與野生型酵母相比,能擴展酵母的壽限,與 Sir2 去乙?；妇S持細胞復制壽限相矛盾。Chua 2005 年通過研究發現 SIRT1 在慢性亞致死量的毒性環境下能夠引發小鼠胚胎中成纖維細胞的凋亡,由此認為 SIRT1 在不同的細胞環境中對衰老的調節作用可能會有所不同。此外,2011 年 Burnett 等通過重復實驗研究證明:Sir2 的過表達對于線蟲和果蠅的壽限的延長沒有影響,且與CR 所引起的長壽沒有關系。SIRT1 調控衰老的作用受到了質疑,其在調節細胞壽命方面的作用也在進一步探索中。

研究發現,SIRT1 的基因表達水平在衰老小鼠的胚胎成纖維細胞、肺上皮細胞、人類內皮細胞以及暴露于氧化劑中的巨噬細胞中有所降低。在嚙齒動物中,SIRT1 同樣呈現出年齡相關性的降低。缺乏 SIRT1 的小鼠比同窩出生的其他野生小鼠體積小且衰老更快。SIRT1 通過防止應激性過早衰老而產生內皮保護功能,從而調節因內皮功能障礙引起的心血管疾病的發展。

近年 Hubbard團隊通過對調節 SIRT1 機制的藥物進行十余年研究后發現 Sirtuins 蛋白激活化合物\\( STACs\\) 存在變構激活 SIRT1 的共同機制。該團隊最新研究證實 SIRT1 對于許多與年齡增長有關疾病仍然是一個可行的治療性干預靶點。

SIRT1 的底物之一是轉錄因子 FOXO3。在慢性阻塞性肺病小鼠,肺 SIRT1 表達水平下降,導致轉錄因子 FOXO3 乙?；徒到?腫瘤抑制基因 p21 和 p16 增加而出現肺上皮細胞衰老和肺功能損傷; 通過遺傳學操作過度表達 SIRT1 或使用 SIRT1 藥理學激動劑 SRT1720,能減輕吸煙等引起的肺細胞衰老和延緩慢性阻塞性肺病的發生。其機制是通過去乙?；?FOXO3,減弱其降解,從而阻止 P21 和 p16 激活引起的肺細胞衰老。除了FOXO3,其他許多參與細胞應激反應信號和細胞衰老的 SIRT1蛋白底物也已被確定,包括 Ku70/Ku80,細胞外因子/β-連環蛋白和沃納綜合征蛋白\\( Werner syndrome protein\\)。Howitz等 2003 年研究發現,存在于葡萄和葡萄酒中的多酚類物質白藜蘆醇\\( Resveratrol,RES\\) 是抗衰老藥物。RES 不僅能夠發揮抗氧化劑的作用從而可預防腫瘤,最近還被認為是 SIRT1 的活化劑,通過抑制 cAMP 磷酸二酯酶使 cAMP 含量升高,并升高NAD+,從而激活 SIRT1。此外,它還能夠激發 AMP-活化蛋白激酶的磷酸化,并能夠降低生物標記物在實驗室環境中的氧化損傷。白藜蘆醇能夠通過激活 SIRT1 從而模擬出熱量限制來延長壽命的效果。盡管 RES 在許多老年性疾病中能夠發揮一定的作用,然而根據老年人生理特點,其在人體內生物利用率較低,消除半衰期較短,每天使用量較大; 由于 RES 還能夠激活除 SIRT1 之外的多種蛋白激酶,不同濃度的 RES 發揮的作用也不盡相同,相同濃度的 RES 作用于不同的靶細胞也會起到不同的作用。因而在使用 RES 是還應注意考慮其可能產生的副作用。

最新的證據表明 AMPK 和 SIRT1 之間有一定相似性。他們對許多生理過程都具有相似的影響,這些生理過程包括細胞代謝,炎癥反應以及線粒體功能。這些相似性是由于 AMPK 和SIRT1 之間能夠相互調節,而且他們擁有一些相同的目標分子。

這些研究成果以及當前許多實驗室對常見催化劑以及 SIRT1和 AMPK 目標分子的研究成果促使人們開始檢驗 SIRT1 和主要的上游 AMPK 激酶\\( Liver Kinase B1\\) 之間可能存在的聯系。比如說,Hou 等人在 2008 年發現了一種 SIRT1/LKB1/AMPK 的信號機制,這個機制證實了多酚類物質\\( 白藜蘆醇,SI17834\\) 只有在 SIRT1 和 LKB1 同時存在時,才能激活存在于人工培養的 HepG2 細胞和小鼠活體內肝臟細胞中的 AMPK。

3、 SIRT6 的最新研究進展

SIRT6 主要存在于細胞核,在 Sirtuins 家族中有舉足輕重的地位。North 等 2003 年研究結果表明 SIRT6 具有去乙?；幕钚?因而對研究 SIRT6 在抗衰老領域引起了廣泛的關注。除此之外,SIRT6 還有很強的 ADP-核糖基轉移酶活性,能夠自發地催化自身 ADP-核糖基轉移反應。SIRT6 具有與 Sir2 相似的生物學功能,除了能夠延緩衰老,調節新陳代謝以及修復損傷的 DNA 之外,在近期的研究中發現了其新的生理特性,Mostos-lavsky 等在實驗中將小鼠體內 SIRT1-SIRT77 個蛋白基因依次敲除,只敲除 SIRT6 的小鼠與其他小鼠相比,出現了壽命縮短的現象,伴有骨密度降低、皮下脂肪減少、淋巴細胞減少等早衰癥狀,嚴重者還會出現代謝失調,如胰島素樣生長因子 1\\( IGF-1\\) 水平急劇降低,血糖下降,并在出生 4 w 后因血糖過低而死亡。由此可知,SIRT6 對于維持內分泌代謝穩定以及血糖的調節有著重要的作用。此外,SIRT6 缺失的小鼠因缺少了DNA 損傷后的堿基切除修復\\( Base Excision Repair,BER\\) 方式,表現出對 DNA 損傷敏感度增高,基因組穩定性降低,容易出現染色體易位和缺失。Kaidi 等通過研究發現,SIRT6 可以與C-端結合蛋白\\( CtBP\\) 以及 CtBP 結合反應蛋白\\( CtIP\\) 協同發生作用,促進 DNA 堿基切除修復,從而使其基因組保持穩定。

目前國際上許多學者將衰老同炎癥反應聯系起來,認為SIRT6 能夠影響炎癥信號通路,尤其是核轉錄因子 κB \\( NF-κB\\)。NF-κB 是一種能與免疫球蛋白 K 輕鏈基因的增強子序列特異結合的蛋白因子,通常與其抑制蛋白 IκB 結合成無活性的形式存在于胞漿中,誘導激活信號可使它們分離。該信號通路存在于宿主免疫應答體系中,參與調控炎癥反應、氧化應激和基因毒性應激等之外,也參與調節細胞凋亡、自體吞噬等幾種機體自身穩態機制。進一步的研究表明,SIRT6 能夠與 NF-κB 的 RELA 亞型相互作用,使 NF-κB 靶基因啟動子組蛋白3 的賴氨酸9\\( histone H3 lysine 9,H3K9\\) 位點去乙?；?以減弱 NF-κB 的信號,減少下游炎癥靶基因轉錄,從而減輕細胞衰老、凋亡以及相關炎癥反應等生物學效應。

Hong Jiang近報道 SIRT6 通過水解長-鏈脂性?；嚢彼?調節 TNF-α 分泌,有助于機體抗炎效應而達到抗衰老作用。

在維持機體能量代謝方面,SIRT6 的關鍵干預靶點為低氧誘導因子 1α\\( Hif-1α\\) 。ADP 核糖聚合酶 1\\( PARP1\\) 、NF-κB 以及 Hif-1α 都是轉錄因子,SIRT6 能夠對 PARP1、NF-κB 以及Hif-1α 這三個轉錄因子在組蛋白上進行去乙?；鸬秸{控作用,使它們在參與其各自炎癥反應、下游 DNA 的損傷修復以及調控與糖類、脂類等能量代謝相關酶的表達或功能方面表現出有利于機體自身的效應。生物體之所以能在演變過程中維持基因組結構與功能的相對穩定,也許正是通過減少炎癥因子對機體的不良作用,減少 DNA 的損傷,以及提高與能量代謝有關酶的正常生理活動,以達到改善能量代謝功能低下與紊亂狀態,從而顯現出延緩衰老的效應,使機體在最大程度上保持相對年輕的狀態。目前有關 SIRT6 蛋白的基礎研究結果已經顯示,能夠促進 SIRT6 蛋白表達或活性的藥物分子,在延緩衰老、治療衰老相關疾病以及延長壽命等方面有可能發揮一定的潛力。

在臨床實踐中也發現許多中藥具有提高機體免疫能力,預防保健,延緩衰老的功效。例如補陽藥中的代表藥物淫羊藿,歸肝腎經,長于補腎壯陽。陳洋等首先經過實驗研究,初步提出淫羊藿中的提取物淫羊藿苷\\( Icariin,ICA\\) ,對 SIRT6有一定的激活作用。在較低的藥物濃度環境下仍有顯著的激活作用,且對于 SIRT6 的激活效應明顯優于其對照組白藜蘆醇\\( RES\\) 。淫羊藿苷\\( ICA\\) 通過其對 SIRT6 酶蛋白的激活,使年老小鼠體內 SIRT6 的表達程度提高,并且抑制 NF-κB 蛋白表達以及機體炎癥反應。該結果提示淫羊藿苷\\( ICA\\) 發揮效應的新靶點與 NF-κB 信號通路和 SIRT6 組蛋白去乙?；钢g有密切的關系。

此外,還有研究結果證明,淫羊藿苷\\( ICA\\) 能夠減輕與衰老相關的認知功能缺陷,其的機制之一可能與淫羊藿苷能夠激活神經干細胞\\( neural stem cells,NSCs\\) 有關。綜合上述多方面研究,淫羊藿苷\\( ICA\\) 在抗衰老領域具有很大的潛力,其低濃度高效應的特點在抗衰老藥物中占有極大的優勢。目前還應繼續對其進行實驗研究及循證醫學觀察,獲得更多在抗衰老方面有效力的證據,使其能夠更好地發揮抗衰作用。

4、 Sirtuins 家族的治療前景及展望

Sirtuins 家族成員能夠調控多種機體生理過程,具有多種生物學效應,因而成為了干預衰老和衰老相關疾病中備受關注的潛在靶點。Sirtuins 家族在代謝適應性反應中起著關鍵的調節作用,也同包括代謝失調,癌癥,炎癥反應,心臟肥大以及神經退行性變在內的増齡性疾病有著密切的聯系。不同合成激活物調節 SIRT1 的共同的變構機制的發現使得從大量的 SHIRT1激活物中選擇活性最高在人體進行試驗成為可能。SIRT6 是另一個理想的“長壽因子”,成為研究人類抗衰老的關鍵靶點。

從傳統的中藥篩查有效的 SIRT1 和 SIRT6 的激活物將是未來尋找有效抗衰老藥的一個重要研究領域。然而,目前存在的關鍵的問題在于 SIRT1 在抗衰老研究尚存在兩種不同的觀點,至今還沒有直接證據證明究竟哪一種觀點是錯誤的或是片面的。對于調節 Sirtuins 蛋白表達和活性,以及調節這些蛋白的精確刺激物的分子機制依然缺乏全面的了解。不同的 Sir-tuins 蛋白的活性是是否具有相同的作用和相似的作用機制?

這些問題有待進一步的研究。