Sirt6调节TGF-beta信号通路及其在肝脏疾病中的作用机制研究

Liver fibrosis is the common pathogenesis process of most chronic liver diseases. Activation of hepatic stellate cells (HSC) is well established as a central driver of liver fibrosis. Sirt6 is an NAD+-dependent deacetylase which plays an important role in the physiological and pathological process of our body. Recent reports indicated a possible function of Sirt6 in liver fibrosis. Our preliminary data revealed that the protein expression of Sirt6 was significantly reduced in activated HSC. Overexpression of Sirt6 inhibited and knockdown of Sirt6 aggravated TGF-β-induced activation of HSC. Molecular biology study suggested Sirt6 could regulate subcellular localization and phosphorylation of Smad. Therefore, we hypothesized that Sirt6 regulated TGF-β/Smad signaling pathway and the regulation was implicated in the activation of HSC and in liver fibrosis. We will overexpress or knockdown Sirt6 in primary HSC to explore the role and underlying mechanism of Sirt6 in the activation of HSC, and construct HSC-specific ablation or activation Sirt6 mice to identify the function of Sirt6 in hepatic fibrosis model. The research plan will identify a new Sirt6 regulated pathway in liver fibrosis, and provide a therapeutic target for liver fibrosis.

肝纤维化是多数慢性肝脏疾病的共同病理过程，肝星状细胞（HSC）活化是肝纤维化发生发展的中心环节。Sirt6是NAD+依赖的组蛋白去乙酰化酶，对机体生理病理过程具有重要调控作用。研究表明，Sirt6与肝纤维化密切相关。我们的前期数据显示，Sirt6在活化肝星状细胞中表达显著降低。过表达Sirt6抑制TGF-β诱导的HSC活化，敲除Sirt6促进TGF-β诱导的HSC活化。分子生物学实验证实Sirt6可调节TGF-β诱导的Smad核定位及磷酸化。据此我们提出假说：Sirt6通过调节TGF-β/Smad信号通路，调控肝星状细胞活化，影响肝纤维化。本项目计划在原代HSC上用腺病毒过表达或敲除Sirt6，研究其对肝星状细胞活化的调控作用及机制；在肝纤维化动物模型上，通过HSC特异敲除或激活Sirt6研究其对肝纤维化的作用。本研究有助于阐明Sirt6调控肝纤维化的新途径，为临床治疗肝纤维化提供新靶点。

目前，临床上尚无特异、有效的抗肝纤维化治疗措施，探明肝纤维化机制并寻找有效的抗肝纤维化治疗手段具有重要意义。既往研究提示Sirt6与肝纤维化密切相关，但其具体调控作用及机制尚不清楚。本项目研究发现，肝脏中Sirt6在肝星状细胞中的表达量最高，且Sirt6的表达量随肝星状细胞活化显著降低。肝纤维化小鼠模型或患者肝星状细胞中Sirt6表达水平显著低于正常小鼠或健康人群。体外实验研究发现肝星状细胞敲除Sirt6促进TGF-β诱导的活化，而肝星状细胞过表达Sirt6 抑制TGF-β诱导的活化。机制研究发现，Sirt6可与Smad2直接结合，抑制Smad2乙酰化及磷酸化水平，进而影响TGF-β信号通路转录活性及下游纤维化靶基因的表达。质谱检测发现Sirt6特异性去乙酰化Smad2蛋白第54位赖氨酸位点，将第54位赖氨酸突变为精氨酸后，可显著降低Smad2的乙酰化水平及TGF-β信号通路的转录活性。进一步我们构建了肝星状细胞特异性敲除Sirt6小鼠，在CCl4和DDC两种肝纤维化模型上证实，肝星状细胞特异性敲除Sirt6可加剧小鼠的肝脏纤维化进程。此外，载Sirt6激动剂MDL-800的靶向活化肝星状细胞递药系统RGD-Lip/MDL-800显著抑制TGF-β信号通路活性，显示出良好的抗肝纤维化疗效。以上结果揭示了Sirt6在调节肝星状细胞活化及肝纤维化中的关键作用及分子机制，表明Sirt6是抗肝纤维化的潜在治疗靶点，包载Sirt6激动剂的靶向递药系统RGD-Lip/MDL-800有望成为肝纤维化治疗的有效策略。