辅酶NAD+与SIRT3的关系

  辅酶NAD+在体内参与数百种的生物反应,是维持细胞活力的中要支撑,也是长寿蛋白Sirtuins活性的增强剂。

  Sirtuins蛋白家族是一种进化上高度保守的 NAD+依赖性的去酰化酶,在不同物种中有不同的分子,可以延长其寿命,因而被称为长寿蛋白质家族。SIRT1-7是哺乳类动物的7个成员(包括SIRT1-7),其中SIRT3主要定位于在线粒体,有报道称其在线粒体的稳态和代谢调控方面有重要作用。然而,关于SIRT3在人干细胞衰老过程中的作用及其调节机制,鲜见报道。

辅酶NAD+与SIRT3的关系

  3月12日,中国科学院动物研究所、首都医科大学宣武医院的曲靖、宋、研究员,以《核酸研究》突破性文章的形式,在网上联合发表了题为《Sir  T3巩固异时性,对抗衰老》的研究论文。本研究首次揭示了在人骨髓间充质干细胞中,SIRT3的一部分与核纤维层和异染色质蛋白相互作用,维持异染色质的稳定性,对抗细胞衰老。

  研究者发现,SIRT3在老年人骨髓间充质干细胞中表达下降。为深入探讨SIRT3在人干细胞衰老过程中的生物学作用,研究者们利用 CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术敲除SIRT3,发现SIRT3的缺失导致人间充质干细胞的衰老表型加快,同时还伴有线粒体功能障碍、核纤维层结构紊乱、异染色质丢失。

  机理研究表明,SIRT3能与 LaminB1、KAP1相互作用,共同作用于异染质结构的稳定,从而在一定程度上抑制了异染质区域重复元件的活化,从而抵抗衰老。SIRT3缺失者骨髓间充质干细胞和老年骨髓间充质干细胞SIRT3过度表达,在某种程度上可以稳定异染色质,并在一定程度上延缓细胞衰老。本研究首次揭示了SIRT3调节人 MSC衰老的新功能和机制,拓宽了人们对SIRT3蛋白的功能与机制的了解,加深了对干细胞表观遗传调控机制的了解,为延缓衰老、干预衰老等疾病提供了潜在靶点。

  该研究由中国科学院动物研究所、中国科学院干细胞与再生医学创新研究所、北京干细胞与再生医学研究所、中国科学院北京基因组研究所、首都医科大学宣武医院、国家生物信息中心等机构完成。曲靖、宋、和是本文的共同作者。中国科学院动物研究所博士生刁志清、季干照,中国科学院特聘研究助理吴泽明,北京基因组学研究员张玮琪为论文第一作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金、中国科学院和北京市的支持。

  长寿蛋白蛋白的激活需要 NAD+。Sirtuins是一种用 NAD+除去化学基团(乙酰基)的酶。Sirtuins参与细胞压力反应、损伤修复及胰岛素分泌。Sirtuins参与了与年龄增长有关的健康状况的老化过程,如神经变性疾病和糖尿病。其作用与 NAD+水平有关。