Sirt3,即Sirtuin 3,是一种定位于线粒体内的NAD+依赖性脱乙酰酶。它在维持线粒体功能和细胞代谢中发挥着重要作用。Sirt3通过脱乙酰化线粒体蛋白,参与调控线粒体的呼吸作用、能量代谢和氧化还原平衡。此外,Sirt3还与衰老、炎症和癌症等多种生物学过程密切相关。
Sirt3的表达和活性受到多种因素的调控。例如,在饥饿状态下,SUMO特异性蛋白酶SENP1会在线粒体中积累,并通过去SUMO化作用激活Sirt3,从而促进线粒体蛋白的脱乙酰化和脂肪酸氧化[1]。此外,Sirt3还与核异染色质稳定性和细胞衰老有关。Sirt3的缺失会导致人类骨髓间充质干细胞(hMSCs)的核完整性受损,异染色质丢失,并加速衰老过程[2]。此外,Sirt3还与巨噬细胞的极化有关。SENP1-Sirt3信号通路控制谷氨酰胺分解,导致α-酮戊二酸(αKG)的积累,进而促进巨噬细胞的M2极化[3]。
Sirt3在肿瘤的发生和发展中也起着重要作用。例如,Sirt3的表达水平在胆囊癌(GBC)患者中降低,并且与患者的总体生存率相关。Sirt3的敲低会促进GBC细胞的线粒体呼吸和能量代谢,但抑制氧化应激。此外,Sirt3的敲低还会抑制AKT依赖性铁死亡,这是一种铁依赖性和脂质过氧化介导的细胞死亡方式[4]。在胶质母细胞瘤(GBM)细胞中,Sirt3的表达水平高于正常脑组织,并且在RSL3诱导的GBM细胞铁死亡过程中上调。Sirt3的抑制会促进GBM细胞对RSL3诱导的铁死亡的敏感性,并促进线粒体自噬和抑制SLC7A11的表达,从而促进GBM细胞的铁死亡[7]。
此外,Sirt3还与糖尿病心肌病的发生和发展有关。在糖尿病心肌病中,AGO2的表达水平降低,并且SIRT3可以通过其脱乙酰化作用降低AGO2的乙酰化水平,从而促进AGO2的线粒体转运和电子传递链的翻译,减少活性氧的产生[5]。此外,Sirt3还与NLRC4炎症小体的激活有关。Sirt3可以与NLRC4相互作用并脱乙酰化NLRC4,从而促进NLRC4炎症小体的组装和活化[6]。
综上所述,Sirt3是一种重要的线粒体脱乙酰酶,参与调控线粒体功能和细胞代谢。Sirt3在多种生物学过程中发挥着重要作用,包括衰老、炎症、肿瘤和糖尿病心肌病等。Sirt3的研究有助于深入理解线粒体功能的调控机制和疾病的发生发展机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Wang, Tianshi, Cao, Ying, Zheng, Quan, Chen, Guoqiang, Cheng, Jinke. 2019. SENP1-Sirt3 Signaling Controls Mitochondrial Protein Acetylation and Metabolism. In Molecular cell, 75, 823-834.e5. doi:10.1016/j.molcel.2019.06.008. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31302001/
2. Diao, Zhiqing, Ji, Qianzhao, Wu, Zeming, Song, Moshi, Qu, Jing. . SIRT3 consolidates heterochromatin and counteracts senescence. In Nucleic acids research, 49, 4203-4219. doi:10.1093/nar/gkab161. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33706382/
3. Zhou, Wei, Hu, Gaolei, He, Jianli, Xue, Wei, Cheng, Jinke. . SENP1-Sirt3 signaling promotes α-ketoglutarate production during M2 macrophage polarization. In Cell reports, 39, 110660. doi:10.1016/j.celrep.2022.110660. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35417703/
4. Liu, Liguo, Li, Yang, Cao, Dongyan, Zhang, Yijian, Liu, Yingbin. 2021. SIRT3 inhibits gallbladder cancer by induction of AKT-dependent ferroptosis and blockade of epithelial-mesenchymal transition. In Cancer letters, 510, 93-104. doi:10.1016/j.canlet.2021.04.007. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33872694/
5. Zhan, Jiabing, Jin, Kunying, Xie, Rong, Li, Huaping, Wang, Dao Wen. 2023. AGO2 Protects Against Diabetic Cardiomyopathy by Activating Mitochondrial Gene Translation. In Circulation, 149, 1102-1120. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.123.065546. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38126189/
6. Guan, Chenyang, Huang, Xian, Yue, Jinnan, Cheng, Jinke, Wu, Xuefeng. 2021. SIRT3-mediated deacetylation of NLRC4 promotes inflammasome activation. In Theranostics, 11, 3981-3995. doi:10.7150/thno.55573. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33664876/
7. Li, Xiaohe, Zhang, Wenlong, Xing, Zhengcao, Jiang, Xianguo, Cai, Rong. 2024. Targeting SIRT3 sensitizes glioblastoma to ferroptosis by promoting mitophagy and inhibiting SLC7A11. In Cell death & disease, 15, 168. doi:10.1038/s41419-024-06558-0. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38395990/