SIRT6胞质转位通过ENO3去乙酰化促进糖酵解重编程加剧糖尿病血管病变的机制研究

推荐：为解决糖尿病血管病变中血管平滑肌细胞(VSMC)异常增殖的分子机制问题，哈尔滨医科大学团队开展SIRT6转位调控糖酵解重编程的研究。发现高糖高脂通过IPO13介导SIRT6核质转位，促进ENO3去乙酰化增强糖酵解，而外源性H2S通过Cys141位点S-硫巯基化逆转该过程。该研究为糖尿病血管并发症提供新靶点，发表于《Redox Biology》。

　　

糖尿病血管病变是2型糖尿病(T2DM)致死致残的主要并发症，其核心病理特征为血管平滑肌细胞(VSMC)异常增殖和表型转换。尽管已知代谢重编程参与其中，但核内NAD⁺依赖性去乙酰化酶SIRT6在胞质中的功能及其调控机制仍是未解之谜。哈尔滨医科大学团队在《Redox Biology》发表的研究，首次揭示SIRT6通过核质转位调控糖酵解酶ENO3活性，为糖尿病血管重构提供全新分子机制。

研究采用db/db小鼠和高脂饮食/链脲佐菌素(HFD/STZ)大鼠模型，结合单细胞核RNA测序(snRNA-seq)和蛋白质组学分析。通过免疫共沉淀质谱(Co-IP-MS)、同位素标记代谢流分析、Seahorse能量代谢检测等技术，系统解析SIRT6的亚细胞定位变化及其功能影响。

3.1 VSMC增殖与表型转换驱动糖尿病血管重构
单细胞测序发现db/db小鼠主动脉中增殖型VSMC亚群显著扩增，伴随收缩标志物α-SMA下调而合成标志物MMP9上调。临床样本显示糖尿病患者血管中增殖标记Ki67和PCNA表达增强，证实VSMC异常增殖是血管重构的核心特征。

3.2 蛋白质去乙酰化异常与SIRT6核质转位
蛋白质组学揭示糖尿病血管中整体蛋白乙酰化水平升高。虽然SIRT6总表达未变，但其核内定位显著减少，而胞质积累增加。机制上，高糖高脂通过增强泛素化促进SIRT6核输出，而非蛋白降解。

3.3 IPO13介导氧化应激依赖性核输出
活性氧(ROS)抑制剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)可阻断SIRT6转位。分子对接预测SIRT6与核转运蛋白IPO13存在高亲和力界面，实验证实ROS通过上调IPO13表达驱动SIRT6胞质转位。

3.4 胞质SIRT6促进VSMC增殖
CRISPR-Cas9构建的Sirt6敲除VSMC显示增殖加速和糖酵解增强，而过表达SIRT6可逆转该表型。动物实验证实SIRT6过表达显著抑制db/db小鼠血管Ki67阳性细胞率，验证其抗增殖作用。

3.5 SIRT6-ENO3互作增强糖酵解通量
Co-IP-MS鉴定ENO3为SIRT6新型相互作用蛋白。胞质SIRT6通过去乙酰化激活ENO3，提升磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)水平，促进乳酸生成。Seahorse分析显示SIRT6敲除细胞糖酵解质子释放率(glycoPER)显著升高。

3.6 H₂S恢复CSE信号抑制SIRT6转位
糖尿病血管中内源性H₂S合成酶CSE表达下降。外源H₂S供体GYY4137处理可恢复SIRT6核定位，下调ENO3活性，该效应在AAV介导的CSE过表达模型中同样得到验证。

3.7 Cys141位点S-硫巯基化的关键作用
质谱鉴定Cys141是SIRT6主要S-硫巯基化位点。构建C141A突变体后，H₂S无法抑制SIRT6胞质转位，证实该位点在调控亚细胞定位中的决定性作用。

该研究创新性揭示：糖尿病条件下，氧化应激通过IPO13介导SIRT6核质转位，使其获得调控ENO3去乙酰化的新功能，进而驱动糖酵解重编程和VSMC增殖。H₂S通过修饰SIRT6第141位半胱氨酸，阻断其与ENO3互作，为糖尿病血管病变提供"代谢检查点"治疗新策略。从表观遗传到代谢调控的跨尺度机制解析，不仅深化对血管重构的认识，更为开发靶向SIRT6亚细胞定位的精准疗法奠定理论基础。