SIRT1在细胞核仁应激反应中的作用及其机制研究

Many studies depicted the involvement of organelles’ response to cellular stress in pathogenesis of cardiovascular disease, while effect of nucleolar stress has just emerged. SIRT1 plays a protective role in the regulation of cellular stress response. Our preliminary study found the phenomenon of nucleolar stress was present in vascular cells and myocardium of mice with decompensatory myocardial hypertrophy. We confirmed SIRT1 prevented the occurrence of nucleolar stress response, however the underlying mechanism(s) is still unclear. Nucleolar stress response is both sufficient and necessary for P53 regulation. SIRT1 may be a negative regulator of P53. Later studies do not support a predominant role of acetylation/deacetylation in the stabilization of p53. In summary, our results suggest that SIRT1-mediated inhibition of nucleolar stress may be a plausible mechanism to explain SIRT1-mediated, acetylation-independent regulation of p53 stabilization. The aim of our study is to (1) identify physical interactions between SIRT1 and nucleolar proteins using a stable isotope labeling by amino acids in cell culture (SILAC)-based proteomics approach; (2) investigate the possible mechanism of SIRT1 on nucleolar stress; (3) confirm that SIRT1 inhibits p53 accumulation in a deacetylation-independent manner. The research results will expand the regulation network of SIRT1 on cellular stress response, and identify a new potential therapeutic target for the prevention and treatment of stress-related cardiovascular disease.

细胞器的应激反应参与多种心血管疾病的发生发展，其中核仁应激的致病作用初现端倪。SIRT1通过调节细胞的应激反应起到多方面的保护作用，前期研究中我们发现核仁应激可以发生在多种应激刺激下的血管细胞和心肌肥厚失代偿期的小鼠心肌细胞，并且初步证实SIRT1抑制细胞核仁应激的发生，但具体机制尚不清楚。目前认为核仁应激反应是p53基因调控的充分必要条件，而乙酰化/去乙酰化作用不是SIRT1抑制P53的唯一作用机制。因此我们认为SIRT1-核仁应激途径可能为SIRT1介导的不依赖乙酰化机制调节P53稳定性提供一个合理的解释。本研究拟应用SILAC-蛋白质组学的方法研究SIRT1与核仁蛋白之间的相互作用，通过体内-体外实验探讨SIRT1抑制核仁应激的具体分子机制，观察SIRT1是否通过乙酰化非依赖的途径调控P53富集。研究成果将丰富SIRT1对细胞应激的调控网络，为应激相关心血管疾病的防治提供新的靶点。

细胞器的应激反应参与多种心血管疾病的发生发展，其中核仁应激的致病作用初现端倪。哺乳动物Sirt1去乙酰化酶通常被认为是一种核蛋白，但初步研究表明，Sirt1可能也参与调节核仁的功能。我们的研究证明核仁应激反应是一种普遍存在的细胞反应，可以被不同类型的应激条件诱导，可以发生在多种应激刺激下的血管细胞和心肌肥厚失代偿期的小鼠心肌细胞，而Sirt1是核仁应激反应的内源性抑制因子。利用稳定同位素标记的氨基酸在细胞培养的方法，我们已经确认了Sirt1和核仁的蛋白质nucleophosmin之间的物理相互作用，这种蛋白质间交互作用对Sirt1抑制核仁应激的作用是必要的，而并不依赖于Sirt1的脱乙酰酶。既往研究表明，核仁应激促进应激时p53蛋白的积累，这是核仁应激反应的先决条件，我们的研究证实Sirt1介导的对核仁应激反应的抑制，通过不依赖赖氨酸去乙酰化的途径来调节细胞内p53的积累，这是细胞内p53的积累调控的一种新机制。这一过程表明了Sirt1调控p53通路的另一种机制。