抑制SIRT2通过mTOR依赖性自噬途径改善衰老海马神经元功能

推荐：本研究针对衰老相关认知衰退与自噬功能障碍的机制，通过定量蛋白质组学分析发现SIRT2在自然衰老小鼠海马组织中显著上调。研究人员采用SIRT2特异性抑制剂AK7干预，结合D-半乳糖诱导的HT-22细胞衰老模型，证实抑制SIRT2可通过下调mTOR磷酸化（p-mTOR）恢复自噬流（LC3B-II/LC3-I比率升高和SQSTM1/p62降解），最终改善衰老个体的空间记忆能力。该研究为年龄相关性神经退行性疾病提供了新的治疗靶点。

　　

随着全球老龄化进程加速，年龄相关的认知功能衰退已成为重大公共卫生问题。研究表明，海马体作为记忆形成的关键脑区，其功能退化与自噬（autophagy，细胞自我降解受损组分的过程）功能障碍密切相关。然而，这种衰退背后的分子机制尚未完全阐明，特别是去乙酰化酶Sirtuin 2（SIRT2）在自然衰老过程中对自噬的调控作用存在研究空白。

河北医科大学第二医院老年病科的研究团队在《Brain Research Bulletin》发表重要成果，通过整合蛋白质组学分析和多维度功能验证，首次揭示SIRT2-mTOR轴在衰老相关自噬失调中的核心作用。研究人员采用10-plex TMT标记的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术，对比分析3月龄和20月龄小鼠海马组织蛋白质表达谱，发现67个差异表达蛋白（DEPs），其中SIRT2是唯一显著上调的Sirtuin家族成员。为验证这一发现，团队构建了D-半乳糖（D-gal）诱导的HT-22神经元衰老模型，并结合SIRT2特异性抑制剂AK7体内干预实验，系统阐明了SIRT2通过调控哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）磷酸化影响自噬流的分子机制。

关键技术方法包括：1）基于TMT标记的定量蛋白质组学分析3组生物重复（每组含2只小鼠海马组织合并样本）；2）Morris水迷宫评估19月龄小鼠经4周AK7干预后的认知功能；3）Western blot检测mTOR磷酸化（p-mTOR）、LC3B-II转化和SQSTM1/p62降解；4）D-gal诱导HT-22细胞衰老模型结合SIRT2基因沉默（siRNA转染）。

【3.1 自然衰老小鼠海马组织的全局蛋白质组分析】

通过高精度质谱鉴定出4989个蛋白质，筛选出46个上调和21个下调的DEPs。生物信息学分析显示这些蛋白主要参与蛋白质分解代谢（p<0.001）和氧化应激反应（p=0.001），其中SIRT2表达量较年轻对照组增加1.22倍（p=0.024），而自噬相关蛋白Atg2a显著下调。

【3.3 关键蛋白验证】

Western blot证实衰老组SIRT2蛋白水平升高3.66倍（p<0.05），Atg2a降低约30%，与质谱数据高度一致。

【3.4 AK7改善认知功能】

AK7治疗使衰老小鼠在Morris水迷宫中逃避潜伏期缩短（第5天p<0.01），平台穿越次数增加2.6倍（p<0.05），表明空间记忆能力显著改善。

【3.5 AK7调节自噬标志物】

干预组p-mTOR/mTOR比率降低40%（p<0.05），SQSTM1/p62水平下降35%，LC3B-II/I比率呈上升趋势。免疫荧光显示AK7处理后神经元内LC3B斑点增加2.1倍（p<0.05），且与神经元标记物NeuN共定位系数达0.835。

【3.6-3.7 细胞实验验证机制】

D-gal处理使HT-22细胞SIRT2表达升高3.3倍（p<0.05），而SIRT2基因沉默可逆转D-gal诱导的mTOR过度激活（p-mTOR降低45%，p<0.05）。关键救援实验表明，mTOR激动剂MHY1485能完全抵消SIRT2沉默带来的自噬增强效应，证实mTOR是SIRT2下游效应器。

这项研究创新性地揭示了SIRT2在自然衰老过程中通过mTOR通路抑制自噬的新机制。不同于既往聚焦SIRT1的研究，团队发现SIRT2作为脑内最丰富的去乙酰化酶，其年龄依赖性上调直接导致海马神经元自噬功能障碍。该发现为理解脑衰老的分子基础提供了全新视角，SIRT2特异性抑制剂AK7展现的认知改善效果，为阿尔茨海默病（AD）等神经退行性疾病的治疗开辟了潜在途径。值得注意的是，研究采用的20月龄小鼠模型能更好模拟人类自然衰老过程，较D-gal诱导的加速衰老模型更具生理相关性。未来研究可进一步探索SIRT2对mTOR上游调控因子（如TSC2）的去乙酰化作用，以及性别差异对SIRT2-mTOR轴的影响。