AMPK通路与乙酰化活性异常共同引起的细胞衰老机制

本所前期研究将老年大鼠肾脏移植到青年大鼠3个月后，发现青年内环境能够使老年肾脏部分随衰老已经发生表达改变的基因出现表达回调（Ratio>2）；包括能量代谢中枢AMPK的a1催化亚基Prkaa1，和环境因素调节基因表达调控中具有乙酰化活性的Pcaf，能量控制和环境因素是重要的衰老相关学说；上述衰老可逆性研究提示：能量控制和环境因素这2个重要的衰老相关通路之间可能通过密切联系与合作共同参与了正常细胞衰老的进展- - 推测首先可能是AMPK敏感的感知了衰老进程中细胞内的能量状态的减弱，进而通过激活或抑制一系列信号通路，调节了细胞内乙酰化酶Pcaf的活性；AMPK随衰老表达下调，相应的Pcaf的活性受到抑制，进而抑制了细胞内增殖相关基因的表达，从而引细胞衰老。

结果：（1）本研究首次证实AICAR能够促进WI38细胞的衰老，而Compound C能够延缓WI38细胞的衰老（β-Gal、p16证实）。建立了较为稳定的WI38细胞早衰和延缓衰老模型，为以后的衰老研究提供了良好的实验基础。（2）AICAR可通过促进Prkaa1下调促进衰老，但不通过Pcaf途径。Compound C可通过抑制Pcaf和Prkaa1在衰老时的下调来延缓衰老。为了探讨AMPK通路和乙酰化活性的关系，及相互作用机制对衰老的作用，我们选择Compound C抑制WI-38细胞衰老模型进行进一步研究。（3）Compound C处理可延长WI-38细胞细胞寿命平均5代。（4）Compound C可以减少细胞中ROS含量，增加SOD活性，减少MDA水平，降低细胞的氧化应激水平；使NAD/NADH水平升高，进一步使下降的sirt-1的活性有所恢复，从而使细胞的乙酰化水平有所恢复；MTT检测证实Compound C组增殖能力明显高于对照组，同时检测到本组中p21和p27受到抑制，提示细胞增殖活跃。（5）证实Compound C组，Pcaf和Prkaa1的mRNA和蛋白质表达水平的下降都得到明确的抑制。（6）磷酸化p53在Compound C组显著下降，提示AMPK通路在衰老过程中虽然可以促进p53磷酸化，但Compound C通过抑制AMPK通路使p53磷酸化减少，从而进一步使下降的乙酰化活性部分恢复，进而延缓了细胞衰老。本研究发现AMPK通路和乙酰化活性之间的内在联系，二者协同作用，共同参与了衰老机制。. 项目资助的“Grape Seed Proanthocyanidin Extract Reduces Renal Ischemia/Reperfusion Injuries in Rats”的文章发表在2012年The American Journal of the Medical Sciences（第一作者，影响因子IF 1.39）；支持并发表 “SIRT1 is required for the effects of rapamycin on high glucose-inducing mesangial cells senescence.”于2012年 Mech Ageing Dev（IF 3.439）。还有两篇已投稿，其中一篇已接收。