SIRT1

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SIRT1(Sirtuin 1),是哺乳动物 Sirtuin 家族中研究最深入的成员,属于 NAD+ 依赖性去乙酰化酶(III 类 HDAC)。SIRT1 被广泛誉为“长寿基因”,它是细胞代谢状态的关键传感器,通过感应细胞内 NAD+ 的水平来调控下游靶蛋白(如 TP53PGC-1αNF-κBFOXO)的乙酰化状态。在临床上,SIRT1 扮演着复杂的“双刃剑”角色:在代谢性疾病和神经退行性疾病中,其激活有助于抗衰老和改善代谢;而在肿瘤学中,SIRT1 常通过抑制 p53 等抑癌因子而表现出癌基因特性,被视为潜在的治疗靶点。

SIRT1
NAD+ Dependent Deacetylase (点击展开)
代谢调控 / 基因组稳定
基因符号 SIRT1
全称 Sirtuin 1
染色体位置 10q21.3
Entrez Gene 23411
UniProt ID Q96EB6
OMIM 编号 604479
酶类别 III类 组蛋白去乙酰化酶
氨基酸数 747 aa
分子量 81.7 kDa
辅酶 NAD+
临床意义 衰老, 代谢综合征, 癌症

分子机制:NAD+ 的能量哨兵

SIRT1 是细胞内连接“代谢状态”与“基因表达”的核心枢纽。其活性绝对依赖于 NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸),因此它能直接感知细胞的能量水平(如禁食、运动时 NAD+ 升高)。

  • 去乙酰化开关 (Deacetylation Switch):
    SIRT1 移除靶蛋白赖氨酸残基上的乙酰基团。与 I/II 类 HDAC 不同,SIRT1 的反应消耗 NAD+ 并生成烟酰胺 (NAM)。
    • TP53 去乙酰化 p53(Lys382 位点),抑制其转录活性,从而阻止细胞凋亡,促进细胞在压力下的存活。
    • PGC-1α 去乙酰化并激活 PGC-1α,促进线粒体生物合成和脂肪酸氧化,调节全身能量代谢。
    • FOXO 激活 FOXO 家族转录因子,增强抗氧化基因表达(如 MnSOD),对抗氧化应激。
  • 表观遗传调控 (Epigenetic Regulation):
    SIRT1 可直接去乙酰化组蛋白(如 H3K9ac, H4K16ac),导致染色质压缩,从而沉默特定基因的转录,这在维持基因组稳定性和异染色质形成中至关重要。

SIRT1 依赖 NAD+ 调控下游通路

临床警示:癌症中的“双重人格”

癌基因还是抑癌基因?

SIRT1 在肿瘤生物学中表现出显著的背景依赖性 (Context Dependence)。这一特性使得针对 SIRT1 的药物开发极具挑战性。

促癌面 (Oncogenic): 在 AML、前列腺癌和结直肠癌中,SIRT1 常呈现高表达。它通过抑制 p53 依赖的凋亡和促进 DNA修复,帮助肿瘤细胞逃避化疗药物的杀伤,导致耐药性

抑癌面 (Tumor Suppressive): 在肠癌早期模型中,SIRT1 的缺失反而导致 DNA 损伤累积和基因组不稳定性,促进肿瘤发生。

应用领域 SIRT1 状态 临床效应 / 机制
急性髓系白血病 (AML) 过表达 (Overexpression) SIRT1 持续去乙酰化 p53,阻断 FLT3 抑制剂诱导的凋亡。SIRT1 抑制剂可恢复 p53 活性。
2型糖尿病 活性降低 激活 SIRT1 可改善胰岛素敏感性,促进骨骼肌葡萄糖摄取和肝脏脂肪氧化。
阿尔茨海默病 表达下调 SIRT1 具有神经保护作用,能抑制 淀粉样蛋白沉积和 Tau 蛋白过度磷酸化。

治疗策略:激活与抑制的平衡

SIRT1 是长寿与代谢药物研发的热点,主要分为激活剂(针对衰老/代谢病)和抑制剂(针对特定癌症)。

  • SIRT1 激活剂 (STACs):
    最著名的是天然多酚 白藜芦醇 (Resveratrol)。虽然早期争议巨大,但后续开发的合成激活剂(如 SRT1720, SRT2104)显示出更强的特异性,旨在模拟热量限制 (Caloric Restriction) 的延寿效果。
  • SIRT1 抑制剂:
    Selisistat (EX-527)。主要用于 p53 野生型的血液肿瘤或实体瘤,旨在通过阻断 SIRT1 对 p53 的抑制,恢复肿瘤细胞的凋亡敏感性。
   学术参考文献与权威点评
   

[1] Imai S, Armstrong CM, Kaeberlein M, Guarente L. (2000). Transcriptional silencing and longevity protein Sir2 is an NAD-dependent histone deacetylase. Nature. 2000;403(6771):795-800.
[学术点评]:奠基之作。Guarente 实验室首次证实酵母 Sir2(SIRT1 同源物)是 NAD+ 依赖的去乙酰化酶,建立了能量代谢与基因沉默/长寿之间的直接分子联系。

[2] Herranz D, Serrano M. (2010). SIRT1: recent trends in aging and cancer. Nature Reviews Cancer. 2010;10(12):819-823.
[学术点评]:双重角色解析。深刻剖析了 SIRT1 在癌症中既作为肿瘤抑制因子(维持基因组稳定)又作为癌基因(抑制 p53)的悖论机制。

[3] Cantó C, Auwerx J. (2009). Caloric restriction, SIRT1 and longevity. Trends in Endocrinology & Metabolism. 2009;20(7):325-331.
[学术点评]:代谢综述。详细阐述了 SIRT1 如何作为营养感应器,通过 PGC-1α 等通路介导热量限制带来的代谢获益和延寿效果。

       SIRT1 · 知识图谱
上游调控 NAD+ 水平 • 热量限制 (CR) • AMPK
核心底物 TP53 (p53) • PGC-1αFOXO3NF-κB • Histones
关键功能 去乙酰化抗衰老线粒体生物合成DNA修复
干预手段 白藜芦醇 (激活剂) • NMN / NR (NAD+前体) • EX-527

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