Journal of Clinical Investigation：发现长寿蛋白SIRT6治疗血管钙化的新潜能
来源：中山大学附属第八医院 2021-12-05 20:29
中山大学附属第八医院心血管内科黄辉教授团队在Journal of Clinical Investigation（IF=14.808）上发表了题为“SIRT6 protects vascular smooth muscle cell from osteogenic transdifferentiation via Runx2 in chronic kidney
中山大学附属第八医院心血管内科黄辉教授团队在Journal of Clinical Investigation（IF=14.808）上发表了题为“SIRT6 protects vascular smooth muscle cell from osteogenic transdifferentiation via Runx2 in chronic kidney disease”的文章，该文探讨了SIRT6在CKD所致血管钙化中的作用及分子机制。
血管钙化（Vascular Calcification，VC）特别是血管中膜钙化在慢性肾脏病（Chronic Kidney Disease，CKD）患者中非常普遍，也是CKD心血管事件高发的重要元凶，一旦出现往往意味着较差的预后。然而，迄今为止，其发病机制仍不清楚，临床上缺乏有效的治疗方案。
Sirtuins (SIRTs)是一种保守的NAD+依赖的蛋白去乙酰化酶，对衰老和代谢性疾病有保护作用，被认为是心血管疾病的重要靶点。它们可以维持内皮细胞的稳态功能，延缓血管衰老，保护心肌细胞防止心肌细胞肥大。SIRTs在CKD相关的心血管疾病中也有保护作用，但其在血管钙化中的作用及机制仍有待明确。成骨细胞特异性转录因子2 (runt-related transcription factor 2，RUNX2）是一种成骨分化特异性转录因子， 能够调控众多基因的转录，对成骨细胞的分化和软骨细胞的成熟起到至关重要的作用。
作者首先从临床角度入手，发现伴有血管钙化的CKD病人外周血单个核细胞中的SIRT6 mRNA水平以及主动脉组织SIRT6蛋白水平显着低于不伴有血管钙化的CKD病人，同时SIRT6的表达水平与钙化Agatston评分呈负相关：钙化评分越高的患者SIRT6的表达水平越低。随后，作者构建高腺嘌呤高磷饮食CKD小鼠模型与5/6肾切除术CKD模型来诱导血管钙化，结果显示钙化小鼠主动脉SIRT6表达水平显着降低。
为了探讨SIRT6在血管钙化中的作用，作者制备了SIRT6转基因（SIRT6-Tg）小鼠，以及构建了血管平滑肌特异性SIRT6敲减AAV-2腺相关病毒，同时提取了小鼠原代血管平滑肌细胞（VSMCs）。通过体内与体外过表达与敲低SIRT6，证实过表达SIRT6能够在钙化刺激条件下减少主动脉组织与VSMCs的钙盐沉积，起到保护作用；而敲减SIRT6则会加重血管钙化。
VSMCs的成骨分化在血管钙化中起到非常重要的作用，为了进一步探讨SIRT6调控钙化的机制，作者检测了过表达与敲低SIRT6之后，一些成骨分化与收缩表型标志蛋白的表达变化，结果显示过表达SIRT6能够抑制VSMCs的成骨分化。Runx2是重要的成骨因子，SIRT6-Tg小鼠中Runx2蛋白表达降低，而过表达Runx2后能够部分减弱SIRT6的保护作用，因而作者推测SIRT6可能通过调控Runx2来发挥其在血管钙化中的保护作用。Co-IP实验证实，SIRT6与Runx2之间存在相互作用。对Runx2的乙酰化水平进行检测发现，SIRT6过表达能够减少Runx2的乙酰化水平，敲低SIRT6则能增加Runx2的乙酰化，表明SIRT6能够通过去乙酰化Runx2来抑制平滑肌细胞的成骨分化。过表达SIRT6能够降低Runx2的蛋白稳定性，进一步的实验证实SIRT6能够通过泛素-蛋白酶体途径降解Runx2。
免疫荧光结果显示，过表达SIRT6的VSMCs在高Pi刺激下，细胞质中的Runx2明显多于细胞核，提示SIRT6可能影响了Runx2的细胞内定位。Exportin-1（XPO1）在蛋白核质输出中起重要作用，IP结果显示XPO1能够与Runx2直接结合，而敲低XPO1能够增加因过表达SIRT6所导致的Runx2的稳定性降低。进一步应用XPO1抑制剂（Leptomycin A）显示，XPO1抑制剂能够明显加重过表达SIRT6所导致的钙化减轻，提示XPO1在SIRT6所介导的钙化保护中起到重要作用。
综上所述，该文章提出了SIRT6能够在CKD所致血管钙化中起保护作用，发现了SIRT6通过去乙酰化Runx2，促进Runx2通过XPO1依赖的方式出核，进而通过泛素-蛋白酶体系统降解Runx2，从而起到降低VSMCs的成骨分化与抑制血管钙化的作用。该研究揭示了CKD患者发生血管钙化的规律和影响因素，阐明了SIRT6介导的Runx2翻译后修饰在血管钙化中的作用，并进一步阐述了长寿蛋白SIRT6治疗血管钙化的新潜能，为其临床防治提供了新的干预靶点与策略。
该论文的第一作者是中山大学附属第八医院黎文信博士，附属第八医院黄辉教授为该文章的独立通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（批准号：8201101103， 81870506， 91849208，81670676）等系列资助。同时深圳大学刘宝华教授，南方医院冯伟镜，中山大学东华医院苏晓燕和中山大学附属第八医院罗冬玲，为论文做了重要贡献。(生物谷Bioon.com）
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