SIRT6调控肝细胞衰老相关分泌表型在NAFLD进展中的作用研究

Recent studies have found that hepatocytes senescence is closely associated with non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD), but the mechanism is unknown. SIRT6 is a key enzyme in regulating cellular senescence and lipid metabolism. Applicant has found that reduced SIRT6 in NAFLD may cause hepatocytes senescence. The characteristic manifestation of NAFLD is the excessive lipid depositing in hepatocytes and the formation of unique vacuoles structure. Our previous studies have confirmed that, in addition to the similar structure, hepacytes can not only express marker proteins in adipocytes, but also have secretory function, i.e., the secretion of inflammatory factors. Because senescent cells can secrete proinflammatory cytokines that exhibit senescence-associated secretory phenotype (SASP) and affect the microenvironment to accelerate disease progression. Therefore, we hypothesize that in NAFLD, the hepacytes, due to the decreased expression of SIRT6, undergo aging phenomenon, SIRT6 may be involved in regulating PPARγ and its related genes in steatosis, and induce hepatocytes to produce SASP, and thus participate in the progression of NAFLD . This research will be further elucidated the role of hepatocytes senescence in lipid metabolism, and provide new theoretical and experimental basis for the pathogenesis of NAFLD.

新近研究发现肝细胞的衰老与非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）的进展密切相关，而目前国内外对其机制研究甚少。SIRT6 是调控细胞衰老和脂质代谢的一个关键酶。申请人发现在NAFLD时SIRT6的降低可能导致了肝细胞的衰老。NAFLD的特征性表现是肝细胞内过量的脂质沉积，形成特有的空泡结构。我们既往研究证实，发生脂肪变的肝细胞可表达脂肪细胞的特征性蛋白，并具有与脂肪细胞类似的分泌功能，即炎症因子的分泌。由于衰老细胞可通过分泌促炎因子即呈现衰老相关分泌表型(SASP)影响微环境从而加速疾病的进展。因此，我们推测在NAFLD时，肝细胞由于SIRT6表达下降出现了衰老现象，SIRT6可能通过调节脂质代谢相关基因如PPARγ等参与肝细胞的脂肪变，并诱导肝细胞产生SASP，从而参与了NAFLD的进展。本课题将进一步阐明肝细胞衰老在肝细胞脂质代谢中的作用机制，对NAFLD的发病机制提供新的理论。

非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）是全世界最常见的慢性肝脏疾病之一， 目前我国NAFLD患病人数高达2亿，占所有肝病病因的50%。NAFLD与肝细胞衰老的相关性是近年来研究的热点。细胞衰老是指在一种或多种触发因素下，脱离细胞周期，表现出不可逆地生长的停滞。研究表明，肝脏脂肪变性与肝细胞衰老可以相互促进，可能会导致NAFLD的病情持续进展，但具体机制尚不明确。因此，找到联系两者的关键分子对于预防或延缓NAFLD进展具有重要意义。经过研究分析我们认为沉默信息调节蛋白6（SIRT6）是联系细胞衰老与脂质代谢的关键因子。我们通过构建体内NAFLD模型和体外肝细胞脂肪变模型，并调节其SIRT6的表达水平，检测肝细胞内脂肪合成关键因子和衰老相关分泌表型等指标的表达变化，深入探讨了SIRT6在NAFLD脂肪代谢与肝细胞衰老过程发挥的作用。我们在细胞和动物水平发现SIRT6过表达可以明显抑制NAFLD 时的脂滴形成，并且缓解肝内衰老相关分泌表型的分泌，在mRNA或蛋白水平可以上调脂肪分解类指标 PPARɑ、ACADM、CPT1ɑ的表达水平，而脂肪合成类指标 PPARγ、SCD-1的表达水平没有明显变化。细胞水平发现当 SIRT6沉默时，脂肪分解类指标PPARɑ、ACADM、CPT1ɑ蛋白表达下调。在细胞和动物水平发现当SIRT6过表达时，在mRNA或蛋白水平衰老标志物 GLB、P21表达下调，MCM-2表达上调。电镜分析发现SIRT6过表达可以减轻NAFLD时肝细胞核面积变大及核膜皱缩的现象。与对照组相比，在常规培养条件下，使用SIRT6去乙酰化酶活性特异性激动剂花青素及抑制剂茶多酚干预细胞，PPARɑ蛋白表达没有明显变化。在PA干预条件下，花青素、茶多酚干预细胞分别使PPARɑ表达下调、上调。在常规培养条件及PA干预条件下，与对照组相比，SIRT6过表达细胞的相对荧光素酶活性分别升高2.42倍、5.18倍。我们的实验结果明确了SIRT6可以改善NAFLD的脂肪代谢紊乱和肝细胞的衰老，其主要通过上调PPARɑ信号通路而达到促进脂肪分解的作用， SIRT6上调PPARɑ表达的机制是促进其转录水平，而与SIRT6的去乙酰化酶活性无明显相关。因此，SIRT6可阻遏肝细胞脂质沉积和衰老，成为改善NAFLD的潜在重要靶点。