SIRT7通过介导NAMPT去琥珀酰化调控小胶质细胞M1/M2极化缓解脑缺血损伤的机制研究

本研究针对脑缺血损伤后小胶质细胞极化失衡的难题，揭示了SIRT7通过介导NAMPT去琥珀酰化修饰调控M1/M2表型转换的新机制。研究发现SIRT7下调促进NAMPT琥珀酰化并增强其稳定性，进而加剧神经炎症；而过表达SIRT7可通过促进NAMPT降解抑制M1极化并促进M2极化，最终减轻脑缺血损伤。该研究为脑缺血疾病提供了新的治疗靶点（SIRT7-NAMPT轴）和干预策略。

　　

脑缺血性损伤一直是全球范围内导致死亡和残疾的主要原因，尽管现有的治疗策略如溶栓治疗、抗凝药物和血管内介入手术能够恢复血流，但即使成功实现血管再通，仍可能加剧缺血再灌注损伤。因此，开发有效的治疗策略对于脑缺血损伤的临床管理至关重要。在这一背景下，小胶质细胞作为中枢神经系统的常驻免疫细胞，其极化状态在脑缺血进程中起着关键作用：促炎的M1型小胶质细胞会放大神经炎症级联反应并导致继发性组织损伤，而修复性的M2型则支持组织重塑和功能恢复。因此，调控小胶质细胞的表型转换成为治疗脑缺血性疾病的重要方向。

近年来，蛋白质翻译后修饰在疾病机制中的作用日益受到关注。其中，琥珀酰化修饰（succinylation）作为一种由琥珀酰基共价添加到赖氨酸残基上的修饰方式，通过改变蛋白质电荷、构象和分子相互作用来调节多种生物过程。Sirtuin 7（SIRT7）作为Sirtuin家族的核定位成员，不仅是NAD⁺依赖的III类组蛋白去乙酰化酶，还被发现具有去琥珀酰化酶的功能。然而，SIRT7在脑缺血损伤中的具体作用机制，特别是其通过去琥珀酰化调控小胶质细胞极化的机制，尚不明确。

为了回答这些问题，研究人员在《Brain Research Bulletin》上发表了一项研究，通过体内外实验揭示了SIRT7通过介导NAMPT（nicotinamide phosphoribosyltransferase）去琥珀酰化调控小胶质细胞极化并缓解脑缺血损伤的机制。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过Middle cerebral artery occlusion（MCAO）小鼠模型和oxygen-glucose deprivation（OGD）诱导的小胶质细胞模型模拟脑缺血条件；使用qPCR、Western blot和免疫荧光检测基因和蛋白表达；通过免疫共沉淀（Co-IP）验证蛋白质相互作用；利用生物信息学预测琥珀酰化位点；并通过神经行为学评估（包括mNSS、Rotarod Test等）和TTC染色、TUNEL染色等分析脑损伤程度和细胞凋亡。临床样本来自27例脑梗死患者和22例健康对照。

研究结果部分如下：

3.1. SIRT7在脑缺血损伤中下调：研究发现脑梗死患者血清中SIRT7水平显著降低，ROC曲线分析显示SIRT7对脑缺血有良好的诊断价值（AUC=0.8897）。在MCAO小鼠模型中，SIRT7的mRNA和蛋白表达在缺血后3小时、1天、3天和7天均显著下降，尤其在24小时最为明显。免疫荧光染色证实SIRT7的下调主要位于小胶质细胞。

3.2. SIRT7过表达改善脑缺血损伤：通过慢病毒介导的SIRT7过表达（lv-SIRT7）显著提高了小鼠脑组织中SIRT7的表达。TTC染色显示SIRT7过表达减少了梗死体积，并降低了脑水肿。神经行为学测试（mNSS、Rotarod Test、Hanging Wire Test、Foot Fault Test和Adhesive Removal Test）表明SIRT7过表达改善了神经功能缺损。TUNEL染色显示SIRT7过表达减少了神经元凋亡，ELISA检测发现促炎细胞因子（IL-1β、IL-6和TNF-α）水平下降。

3.3. SIRT7过表达在OGD诱导的小胶质细胞中抑制M1极化并促进M2极化：在OGD处理的微胶质细胞中，SIRT7 mRNA表达下降。过表达SIRT7后，M1表型标志物（TNF-α、iNOS、CD86）的表达被抑制，而M2表型标志物（IL-10、Arg-1、CD206）的表达增强。免疫荧光结果进一步证实CD86表达减少而CD206表达增加。

3.4. SIRT7以琥珀酰化修饰方式下调NAMPT表达：通过STRING数据库预测发现SIRT7与NAMPT存在关联。过表达SIRT7显著抑制了NAMPT的mRNA和蛋白表达，Co-IP实验验证了SIRT7与NAMPT的直接结合。生物信息学预测NAMPT存在三个琥珀酰化位点（K84、K255和K415），点突变实验发现K255突变显著增加NAMPT表达和琥珀酰化水平。CHX追逐实验表明SIRT7过表达加速了NAMPT蛋白降解，降低了其稳定性。

3.5. NAMPT过表达逆转了SIRT7过表达对OGD诱导的小胶质细胞极化的影响：救援实验显示，过表达NAMPT逆转了SIRT7对M1极化标志物的抑制和对M2极化标志物的促进作用，免疫荧光结果也表明NAMPT过表达恢复了CD86和CD206的表达变化。

讨论部分归纳指出，本研究首次揭示了SIRT7通过去琥珀酰化调控NAMPT稳定性进而影响小胶质细胞极化的机制。SIRT7在脑缺血中下调，而过表达SIRT7可通过促进NAMPT降解抑制M1极化并促进M2极化，最终减轻脑缺血损伤。这一发现不仅阐明了SIRT7在脑缺血中的神经保护作用，还提出了SIRT7-NAMPT轴作为潜在治疗靶点的重要性。然而，研究也存在一定局限性，如主要基于小鼠模型和BV2细胞，尚未明确介导NAMPT降解的具体E3连接酶，且SIRT7过表达的影响可能涉及多种细胞类型。未来研究需要进一步验证这一轴在更高阶模型或人源细胞中的 translational 潜力，并探索SIRT7激活剂/抑制剂的治疗应用。

总之，该研究为脑缺血损伤的机制提供了新的见解，并为开发针对SIRT7-NAMP轴的治疗策略奠定了理论基础。