SIRT1在人参皂苷Rb1抗内皮细胞衰老中的作用机制

Senescence of endothelial cells has been postulated as one of the major pathogenesis in atherosclerosis. Now, many studies have demonstrated that SIRT1, Caveolin-1 and eNOS play vital roles in process of senescence. SIRT1, an analog of HADC，can deacetylase many proteins to regulate their function. Caveolin-1 negatively regulates eNOS activity.The both have acetylation-modified sites on their functional region. Nowadays, there is no literature regarding caveolin-1 protein acetylation modified by SIRT1. Based on the previous study, model of senescent HUVEC is established. Deacetylation of eNOS and caveolin-1 by SIRT1 is investigated. And the relationship and distribution of SIRT1, Caveolin-1 and eNOS are analyzed. The changes in SIRT1 expression and the phenotype for senescent cells are analyzed. Then, we will investigate whether Rb1 play its role in anti-senescence through interfering axis of SIRT1-caveolin-1-eNOS. Our study will reinforce the mechanism of SIRT1 involved in senescence and explore the potential mechanism of pharmacological role of Rb1 in anti-senescence.

内皮细胞衰老是致动脉粥样硬化的主要病因之一。目前发现SIRT1、Caveolin-1、eNOS对衰老均有重要作用。SIRT1作为组蛋白去乙酰化酶类似物，通过去乙酰化修饰诸多蛋白而对其功能进行调节。Caveolin-1为eNOS的负性调控蛋白，两者均在各自的功能区存在乙酰化修饰位点。目前SIRT1对Caveolin-1的蛋白质功能性修饰尚未见文献报道。本课题在前期研究基础上，建立HUVEC衰老模型，分别观察SIRT1对eNOS和Caveolin-1的去乙酰化修饰，及SIRT1、Caveolin-1、eNOS两两共分布情况，以及相应的衰老表型变化；再通过体内和体外实验观察人参皂苷Rb1是否通过SIRT1-Caveolin-1-eNOS相应机制发挥其抗衰老作用。我们的研究将完善SIRT1在衰老机制中的作用以及明确人参皂苷抗衰老的潜在机制,为内皮细胞衰老和动脉粥样硬化的干预提供新的思路和靶点。

内皮细胞的衰老可促进动脉粥样硬化的发生和发展，最终导致各种老年性疾病的发生，因此，内皮细胞的衰老是导致动脉粥样硬化的重要病理生理机制。.本研究建立了H2O2诱导的人脐静脉内皮细胞（HUVECs）早熟性衰老细胞模型，结果发现经过人参皂苷Rb1干预后，可以明显改善各衰老指标的变化；干扰Sirt1的表达能够诱导内皮细胞早衰老表型，而这一结果不受人参皂苷Rb1的影响。人参皂苷Rb1上调SIRT1的表达可能与其抑制了氧化应激反应有关。SIRT1可直接与Caveolin-1结合并去乙酰化caveolin-1的可折叠区域，抑制Caveolin-1与eNOS结合，即SIRT1/ Caveolin-1 /eNOS轴参与内皮细胞衰老。.采用CPDL 16-25的HUVECs作为复制性衰老模型，人参皂苷Rb1能明显减少衰老染色细胞阳性数目及PAI-1蛋白的表达，增加SIRT1和eNOS mRNA及蛋白的表达，减少Caveolin-1 mRNA及蛋白表达，增加NO的含量；沉默SIRT1后不影响Caveolin-1 mRNA及蛋白表达，但能抑制eNOS mRNA及蛋白的表达，人参皂苷Rb1干预后NO含量和PAI-1表达水平可得到部分逆转。沉默Caveolin-1不影响eNOS mRNA及蛋白的表达，但能增强NO的含量，减少衰老染色阳性细胞数目及PAI-1 mRNA及蛋白的表达，人参皂苷Rb1干预后，NO的含量进一步升高，而PAI-1 mRNA及蛋白的表达水平进一步下降。.在小鼠衰老动物模型发现：人参皂苷Rb1可提高中年和老年小鼠视空间学习和记忆能力，减少中年和老年小鼠脑海马组织中衰老染色阳性细胞数目；增加中年和老年小鼠海马组织SIRT1蛋白的表达及血清NO的含量，减少小鼠血清中炎症指标IL-6 和TNF-α的水平，减少小鼠血清中MDA水平，提高小鼠血清中SOD的活性。与青年小鼠比较，老年对照组小鼠脑组织中的MDA含量增多，MAO活性增加，PAI-1蛋白表达增多，mTOR蛋白、p70S6K蛋白磷酸化水平增加。与老年对照组比较，注射人参皂苷Rb1小鼠的脑组织MAO活性，mTOR蛋白、p70S6K蛋白磷酸化水平均降低；注射高剂量Rb1组MDA含量、PAI-1蛋白的表达降低。.本研究将完善SIRT1在衰老机制中的作用以及明确人参皂苷抗衰老的潜在机制,为内皮细胞衰老和动脉粥样硬化的干预提供新的思路。