Sirt1基因與m-Tor通路關(guān)系武漢大學(xué)Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第1頁ContentsSirt1基因與m-Tor通路聯(lián)絡(luò)m-Tor信號通路影響原因m-Tor信號通路介紹Sirt1基因表示調(diào)控Sirt1基因介紹Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第2頁Sirt1基因

Sirt1是在哺乳動(dòng)物中發(fā)覺酵母染色質(zhì)緘默因子Sir2(Silentinformationregulator2)同源體。是一個(gè)以煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)為輔酶組蛋白去乙?；?。Sirt1定位于細(xì)胞核內(nèi)，參加了眾多與衰老相關(guān)細(xì)胞生理過程，包含基因轉(zhuǎn)錄、基因緘默、細(xì)胞凋亡、DNA修復(fù)、脂肪酸氧化和蛋白質(zhì)合成等，在細(xì)胞生存代謝、生長分化、營養(yǎng)應(yīng)激、炎癥和脅迫反應(yīng)中起著主要作用。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第3頁Sirt1基因表示調(diào)控sirt1+CATMnSOD氧化損傷細(xì)胞凋亡肌生長蛋白肌纖維生長因子Myostatin

MurF1E2F1Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第4頁Sirt1基因Sirt1在肌細(xì)胞增殖與分化中起著主要作用，但詳細(xì)機(jī)制不詳，尤其是其在肌萎縮中作用還不清楚。

研究表明Sirt1可上調(diào)抗氧化酶MnSOD和過氧化氫酶（CAT）表示。CAT過量表示能減輕肌肉收縮引發(fā)萎縮肌肉損傷；而且Sirt1影響肌肉細(xì)胞再生調(diào)控因子Myostatin和MurF1表示。我們推測Sirt1可能經(jīng)過上調(diào)抗氧化酶來改進(jìn)肌萎縮，Myostatin可能參加Sirt1對肌細(xì)胞增殖與分化調(diào)控。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第5頁

m-TOR

m-TOR

哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammaliantargetofrapamycin，mTOR）是一個(gè)主要信號傳導(dǎo)分子，能接收并整合生長因子、能量、氧氣和氨基酸四大主要信號，參加調(diào)整能量代謝、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)及細(xì)胞器合成，抑制自吞噬，神經(jīng)突觸發(fā)生，學(xué)習(xí)和記憶形成等，在細(xì)胞生長、增殖、分化和凋亡中起著主要控制作用。mTOR結(jié)構(gòu)：mTOR蛋白屬于磷酸肌醇3激酶相關(guān)激酶，經(jīng)過與各種蛋白結(jié)合成復(fù)合物mTORC1和mTORC2發(fā)揮其生理功效。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第6頁DiagrammTOR

mTORC1

由5部分組成，分別是mTOR、mTOR調(diào)整相關(guān)蛋白mLST8、富含脯氨酸AKT底物和Deptor。mTORC2由6個(gè)不一樣蛋白質(zhì)組成mTOR、

對雷帕霉素不敏感伴隨物以及4種相關(guān)反應(yīng)蛋白。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第7頁m-TOR上游通路1.結(jié)節(jié)性硬化癥復(fù)合物I(tuberoussclerosiscomplex1，TSC1)和結(jié)節(jié)性硬化癥復(fù)合物II(TSC2)形成一個(gè)含有三磷酸鳥苷(guanosinetriphosphate，GTP)酶活性異二聚體TSC1/2。該聚合物是m-TOR上游主要負(fù)性調(diào)整分子，經(jīng)過抑制Rheb活性到達(dá)負(fù)性調(diào)整mTORC1活性作用。2.PI3K/AKT/mTOR；PI3K/Akt/mTOR是調(diào)整細(xì)胞生長、分化、代謝主要通路。一些生長因子和細(xì)胞因子(表皮生長因子、胰島素生長因子、白介素-2等)與跨膜受體酪氨酸激酶(receptortyrosinekinases，RTKs)結(jié)合，經(jīng)過一系列反應(yīng)，將信號傳遞到mTORC1。3.Ras/MAPK/m-TOR:RTKs信號也能經(jīng)過Ras/MAPK/mTOR通路在細(xì)胞分化、增殖等生物學(xué)過程中發(fā)揮主要調(diào)整作用。4.AMPK/mTOR:當(dāng)細(xì)胞內(nèi)能量不足時(shí)，ATP/ADP百分比降低，使腺苷單磷酸活化蛋白激酶(AMP-activatedproteinkinase，AMPK)表示升高。AMPK能夠直接磷酸化并提升TSC-2活性，促進(jìn)TSC1/2復(fù)合物形成，從而抑制mTORC1活性。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第8頁m-TOR下游通路蛋白質(zhì)合成:在mTORC1靶蛋白中，真核翻譯起始因子結(jié)合蛋白(eukaryoticinitiationfactor4E-bindingprotein1，4EBP1)和核糖體蛋白S6激酶1(p70ribosomalproteinS6kinase1，S6K1)在控制蛋白質(zhì)合成方面起到主要作用。脂質(zhì)合成:固醇調(diào)整成份結(jié)合蛋白(sterolregulatoryelementbindingprotein1，SREBP1)和過氧化物酶體增殖子激活受體γ(peroxisomeproliferator-activatedreceptor-γ，PPARγ)是當(dāng)前已經(jīng)證實(shí)mTORC1靶蛋白。控制自吞噬:自吞噬對細(xì)胞維持本身穩(wěn)態(tài)發(fā)揮著至關(guān)主要作用mTORC1對吞噬泡形成及成熟起抑制作用，抑制mTORC1活性能促進(jìn)自吞噬。當(dāng)營養(yǎng)或生長因子缺乏時(shí)，mTORC1活性受到抑制，細(xì)胞自吞噬作用加強(qiáng)。線粒體代謝:mTORC1可能在調(diào)整線粒體代謝和合成中發(fā)揮主要作用。雷帕霉素抑制mTORC1能降低線粒體膜電位、氧耗、胞內(nèi)ATP水平以及線粒體DNA數(shù)量和氧化代謝相關(guān)因子基因表示。mTORC1活化則能增加線粒體DNA數(shù)量以及氧化代謝相關(guān)因子基因表示。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第9頁m-TORm-Tor抑制劑與腫瘤m-TOR在細(xì)胞生長、增殖過程中起主要作用，不過連續(xù)激活PI3K/AKT/mTOR信號與腫瘤發(fā)生發(fā)展關(guān)系親密，它能加速細(xì)胞周期、降低細(xì)胞凋亡、并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞遷移。在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中，RKTs/mTOR通路發(fā)生異常百分比達(dá)88%。同時(shí)該通路激活不但與腫瘤形成相關(guān)，而且與腫瘤惡性程度正相關(guān)，與預(yù)后負(fù)相關(guān)。所以該通路成為靶向治療腫瘤研究熱點(diǎn)。

m-TOR信號激活可能是影響腫瘤細(xì)胞對化療和放療敏感性一個(gè)主要原因，m-TOR抑制劑聯(lián)合放、化療藥品可能成為克服腫瘤耐藥性理想選擇。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第10頁SIRT1基因與m-TOR信號通路聯(lián)絡(luò)

Sirt1基因抑制哺乳動(dòng)物mTOR通路IGF（胰島素樣生長因子）和mTOR都會(huì)受到機(jī)體營養(yǎng)情況、生長因子、能量代謝水平和細(xì)胞應(yīng)激等原因調(diào)整，sirt1蛋白是一個(gè)NAD+依賴性脫乙酰酶，它能調(diào)整熱量代謝，與IGF信號通路相關(guān)。

經(jīng)過觀察sirt1基因調(diào)控mTOR通路對營養(yǎng)素與細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)，證實(shí)了sirt1缺失能夠上調(diào)mTOR通路，而且不受應(yīng)激條件影響。Sirt1激活劑白藜蘆醇抑制mTOR通路，sirt抑制劑尼克酰胺則促進(jìn)通路作用。與此同時(shí)，sirt1與TSC2(位于mTORC1上游mTOR抑制劑)有一定聯(lián)絡(luò)，能獨(dú)立經(jīng)過作用于TSC2來作用于mTOR通路。這表明，

Sirt1經(jīng)過TSC1和TSC2兩種復(fù)合物來抑制mTOR通路。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第11頁SIRT1基因與m-TOR信號通路聯(lián)絡(luò)mTOR通路參加sirt抑制小鼠脂肪沉淀

探討緘默信息調(diào)整因子1(Sirt1)對小鼠脂肪沉積抑制作用和雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路影響。用Sirt1激動(dòng)劑白藜蘆醇和抑制劑尼克酰胺灌胃處理小鼠，檢測小鼠脂肪含量相關(guān)指標(biāo)測mTOR通路關(guān)鍵因子表示水平。與對照組相比，白藜蘆醇處理組小鼠體質(zhì)量增加量和體脂含量均顯著降低(P<0.01)，，mTOR通路關(guān)鍵因子表示下降；煙酰胺處理組小鼠體質(zhì)量、附睪脂肪以與皮下脂肪沉積量增加遲緩，mTOR通路關(guān)鍵因子表示上升。表明激活Sirt1可降低脂肪合成，增加脂肪分解，從而降低體脂沉積，而mTOR信號通路參加這個(gè)過程。Sirt基因與mTor通路的關(guān)系專家講座第12頁SIRT1基因與m-TOR信號通路聯(lián)絡(luò)Sirt1基因在神經(jīng)細(xì)胞中過表示抑制m-TOR通路哺乳動(dòng)物Sirt1基因影響大腦不一樣維護(hù)過程完整性，抑制致病通路，與一些神經(jīng)退行性疾病相關(guān),其中包含阿爾茨海默氏癥。使用人類Sirt1轉(zhuǎn)基因小鼠,特異性神經(jīng)元Sirt1超表示能促進(jìn)神經(jīng)突生長，提升細(xì)胞生存能力。巧合是,我們發(fā)覺,增強(qiáng)Sirt1表示在神經(jīng)元中表示下調(diào)了哺乳動(dòng)物雷帕霉素(mTOR)目標(biāo)蛋白質(zhì)含量及其磷酸化。在mRNA水平不變情況下,這是伴伴隨同時(shí)抑制mTOR下游信號活動(dòng)。使用sirt1基因siRNA轉(zhuǎn)染方法，發(fā)覺內(nèi)源性鼠標(biāo)Sirt1造成mTOR和磷酸化水平出現(xiàn)了增加。對應(yīng)地,在野生型小鼠神經(jīng)元中mTOR抑制劑雷帕霉素