综述:Sirtuins在线粒体自噬中的作用:线粒体质量的关键守护者

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Molecular and Cellular Biochemistry 3.5

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  这篇综述深入探讨了Sirtuins家族(SIRT1-7)作为NAD+依赖性去乙酰化酶对线粒体自噬(mitophagy)的双向调控机制,揭示了其在维持线粒体质量中的核心作用。文章系统梳理了SIRT1/SIRT3/SIRT6的促自噬通路(如FOXO3-PINK1-PARKIN轴)与SIRT2/SIRT4/SIRT5/SIRT7的抑制机制(如微管稳定性破坏),并阐明了其在缺血再灌注(I/R)、阿尔茨海默病(AD)和糖尿病等疾病中的治疗潜力。

  

线粒体质量控制的核心机制
线粒体作为细胞的能量工厂,其功能异常会导致活性氧(ROS)累积和细胞损伤。线粒体自噬作为选择性清除受损线粒体的过程,通过泛素依赖(PINK1-PARKIN通路)和受体介导(如BNIP3、FUNDC1)两种途径实现。其中,PINK1在膜电位丧失时稳定于线粒体外膜,磷酸化激活PARKIN,进而泛素化膜蛋白招募OPTN、p62等接头蛋白,通过LC3介导的自噬体形成完成降解。

Sirtuins的调控网络
SIRT1通过去乙酰化FOXO1/3增强BNIP3表达,促进PINK1稳定化;SIRT3则通过去乙酰化TFAM和ATP5IF1直接增强LC3结合与PARKIN募集。相反,SIRT2通过去乙酰化微管蛋白K40和ATG5破坏自噬体形成,而SIRT5通过抑制ULK1和PDH活性抑制代谢压力诱导的自噬。

生理与病理中的动态平衡
在心肌缺血再灌注中,SIRT1-CHK1轴通过稳定PINK1减轻损伤;而糖尿病神经病变中SIRT3-FOXO3A通路的失调导致线粒体清除障碍。阿尔茨海默病模型显示,SIRT3激活剂(如芹菜素)能恢复神经元线粒体质量。癌症中,SIRT1介导的自噬既可促进肿瘤细胞存活(子宫内膜癌耐药),也可被长春新碱通过SIRT2-HSP70-BCL2轴过度激活而致死。

治疗策略展望
NAD+前体(如烟酰胺核糖)和天然化合物(褪黑素、白藜芦醇)通过调节Sirtuins活性展现治疗潜力。例如,褪黑素通过SIRT3-TFAM去乙酰化改善脓毒症急性肾损伤,而SIRT5抑制剂Et-29在肿瘤代谢干预中具有前景。性别差异(如雌激素对SIRT1的上调)和表观遗传调控(如m6A修饰影响SIRT6 mRNA稳定性)为精准治疗提供新方向。

未解之谜与未来挑战
SIRT4/SIRT7的具体作用机制、组织特异性调控网络,以及NAD+波动对自噬的双向影响仍需探索。开发亚型特异性调节剂(如SIRT3激动剂SKLB-11A)和解析器官间线粒体通讯将成为研究热点。

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