年齡相關性視網膜病變是老年人主要的致盲原因之一。自噬作為細胞代謝的重要途徑，主要通過對受損細胞器和細胞內大分子物質的降解和循環利用來維持細胞內環境穩定。研究其機制在一定程度上可以對延緩衰老的進程起作用，減少年齡相關性疾病的發生。在哺乳動物體內，沉默信號調節蛋白（SIRT）6發揮其去乙酰化酶和核糖基轉移酶活性參與多條信號通路的調控，抑制細胞衰老、腫瘤形成、代謝疾病，參與細胞壽限的調節，對組織和器官的結構和功能有著重要的影響。SIRT6主要通過胰島素樣生長因子-蛋白激酶B-哺乳動物雷帕霉素靶點通路調節細胞內自噬水平，減少代謝物質的毒性累積及細胞衰老。SIRT6在年齡相關性視網膜疾病中的作用方式需要與疾病的遺傳背景、發病機制、臨床表現等相結合，期待在后續的研究中加以深入。
引用本文： 馮一吉, 羅學廷, 孫曉東. 沉默信號調節蛋白6參與的自噬在年齡相關性視網膜疾病中的作用研究現狀及進展. 中華眼底病雜志, 2018, 34(2): 198-201. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2018.02.026 復制
老年性黃斑變性（AMD）、糖尿病視網膜病變（DR）、白內障等年齡相關性視網膜疾病已成為影響老年人視力的重要疾病。在真核生物中，自噬是一種降解老化的蛋白質、細胞器和有害物質，維持細胞內環境穩態的生理過程[1]。自噬與帕金森病、阿爾茨海默病和亨廷頓病等神經變性疾病的病理過程密切相關[2]。同時，自噬對氧化應激狀態下的視網膜色素上皮（RPE）細胞有保護作用，自噬的下降也被認為與年齡相關性視網膜疾病有關[3, 4]。沉默調節相關蛋白（SIRT）6是長壽蛋白（Sirtuin）家族的去乙酰化酶，在氧化應激條件下可以刺激DNA修復，影響糖脂代謝等，調節機體的衰老[5]。有研究證實，敲除SIRT6基因的小鼠會出現明顯的代謝紊亂及早衰的表現；衰老過程中，SIRT6在介導細胞自噬活動中扮演了重要角色[6]。目前關于SIRT6對自噬調節的研究主要集中在心血管及腫瘤代謝等方面[7]。盡管近期有研究在小鼠視網膜組織和視網膜母細胞瘤中發現了SIRT6表達，但有關SIRT6在視網膜疾病中的具體作用尚不清楚[8, 9]。現就SIRT6參與的自噬在AMD中的作用研究現狀及進展作一綜述，以期為對抗衰老和治療AMD等年齡相關性視網膜疾病提供新思路。
1 自噬
自噬分為巨自噬以及分子伴侶介導的自噬和微自噬，一般所說的自噬均指巨自噬[10]。其主要的生理功能有清除細胞內受損傷、衰老的細胞結構；降解細胞內產物提供能量；維持細胞的內環境穩定；過量自噬誘導細胞程序性死亡[11]。自噬過程可分為4個階段，主要由自噬相關基因（Atg）調節。（1）啟動階段。需要非協同51樣激酶（ULK1）參與。ULK1是Atg1的哺乳動物類似物，在饑餓或哺乳動物雷帕霉素靶點（mTOR）被抑制的條件下，ULK1被激活，介導Atg13和黏著斑激酶家族作用蛋白（FIP）200的磷酸化，形成ULK1-Atg13-FIP200復合體，啟動自噬[12]。（2）分隔膜形成。由Atg 6的哺乳動物類似物自噬基因Beclin-1介導，與磷脂酰肌醇三磷酸激酶Vsp34以及Atg14組成復合體，形成分隔膜[13]。（3）自噬體的延長和封閉階段。需要Atg5-Atg12復合蛋白系統和微管蛋白輕鏈LC3-Atg8復合體兩個泛素化樣共軛系統共同作用，包繞被降解物質，形成自噬體。（4）自噬溶酶體的形成。自噬體通過微管系統轉運至溶酶體，并與之連接和融合，形成自噬溶酶體。自噬體被溶酶體酸性蛋白酶降解，產物為氨基酸等大分子，釋放到細胞中[14]。
自噬由mTOR和AMP依賴的蛋白激酶（AMPK）等多種營養信號調節，其中也包括Sirtuin家族。Sirtuin是沉默信息調節因子2（Sir2）的同源蛋白，在哺乳動物中有SIRT1-7幾種亞型，是一組煙酰胺腺嘌呤二核苷酸依賴的去乙酰化酶，能夠通過調控能量代謝、基因組穩定性等參與調控包括衰老等生理過程。有研究發現，SIRT1是參與去乙酰化必要的自噬調控因子，調控靶點包括Atg5、Atg7、LC3、叉頭框轉錄因子（Foxo）等[15]。并且，Sirtuin家族中的SIRT6也在衰老過程中參與了調控細胞的自噬活動。
生物體的衰老表現為基因組缺失、端粒損耗、蛋白穩定性喪失、線粒體功能紊亂等，是機體的一種整體趨勢[11]。細胞器降解活動的減少會進一步加劇細胞內損傷物質的積累，加速老化過程[16]。隨年齡的增長，自噬活動會隨之減弱[17]。有研究發現，老齡小鼠心臟中自噬水平標志蛋白LC3Ⅱ的含量低于幼年鼠[18]。在長壽線蟲突變體中，Atg基因家族能提高蠕蟲和蠅類在饑餓環境中的生存率[19]。同時，在果蠅體內過表達自噬基因可以延長其壽命[20]。在心臟等器官中的病理性代謝和年齡相關性疾病，自噬也有重要作用[21]。在眼組織中，自噬可以降解光感受器的外節，減少玻璃膜疣的形成，避免AMD發生與發展[22]。
2 SIRT6
SIRT6的基因在細胞核內定位于染色體19p13.3，在肌肉、腦、心臟、肝臟、胸腺等組織中，SIRT6含量最高，進行組織特異性的轉錄調控[23]。SIRT6主要通過修復DNA損傷和減少氧化應激來延緩年齡相關性疾病的進程、減少肥胖和心肌病的發生、抑制腫瘤生長、延緩血管內皮細胞衰老等[24-27]。在生物體中，SIRT6基因敲除小鼠在出生后2周內表現為發育正常，隨后出現嚴重的低血糖、皮下脂肪減少、脊柱彎曲、淋巴細胞減少，在1個月左右死亡[28]。同時，有學者指出過表達SIRT6可以延長雄性小鼠的壽命，SIRT6在調節哺乳動物壽命中起到重要作用[29]。
近期研究表明，SIRT6在小鼠視網膜組織的表達水平高于腦、心臟、肝臟、腎臟等器官，在視網膜母細胞瘤中也有表達[9]。在血視網膜屏障中主要通過葡萄糖轉運體（GLUT1）來完成葡萄糖的轉運。在SIRT6基因敲除小鼠視網膜內，GLUT1的mRNA和蛋白水平均上調，證實SIRT6抑制糖轉運基因表達，調節糖代謝[29]。SIRT6還可以抑制調節葡萄糖水平的重要營養應激因子低氧誘導因子（HIF）-1α，影響葡萄糖的轉運和代謝[30]。在SIRT6基因敲除小鼠的全視網膜RNA分析中，谷氨酸鹽轉運體和α-氨基羥甲基惡唑丙酸離子型谷氨酸鹽受體均有下調，使視網膜暴露于高濃度內源性谷氨酸鹽中，加劇了視網膜神經節細胞、內叢狀層、內核層、外叢狀層、外核層及RPE細胞的變性和死亡。同時可見明顯的感光異常，在視網膜電圖分析中表現為a、b波振幅下降，出現嚴重的視功能損傷[31]。
3 SIRT6調控的自噬與年齡相關性視網膜疾病的關系
有研究發現，SIRT6主要參與了胰島素樣生長因子（IGF）通路介導的自噬和細胞衰老，負調控自噬的抑制靶點mTOR。在心肌組織中，SIRT6能阻斷小鼠心肌的肥厚性應答，通過染色體水平負調節IGF信號通路，減少mTOR對細胞中自噬的抑制[32]。SIRT6也可以通過抑制轉錄因子c-Jun來阻斷單核細胞趨化蛋白-1、白細胞介素（IL）-6和腫瘤壞死因子（TNF）-α等前炎性基因，調節細胞衰老[33]。過表達SIRT6的轉基因雄性小鼠壽命延長，其血漿IGF-1水平降低，蛋白激酶B（Akt）活性降低，Foxo1、Foxo3的磷酸化減少，細胞內自噬活動水平升高[6]。說明SIRT6可能通過調節自噬調節細胞衰老。
功能性自噬減輕蛋白質等物質累積的毒性，可以減少年齡相關性疾病的發生[34]。AMD的發生機制涉及自噬缺陷、光感受器降解以及視循環中斷等。自噬不足使脂褐素在細胞中過量累積，導致RPE細胞損傷[35]。我們前期研究發現，SIRT6能正向調控RPE細胞中的自噬蛋白Beclin-1、Atg5、LC3表達水平，并參與β淀粉樣蛋白介導的RPE細胞炎癥反應[36]。在A2E誘導的RPE細胞模型中，可見自噬和細胞活力下降，細胞間黏附分子（ICAM）-1、IL-1β、IL-6、IL-8等細胞因子升高[3]。活性氧（ROS）產生和蛋白質的異常聚集，可能激活炎性小體，導致RPE細胞的弱炎癥反應，并加速衰老的進程[37]。有研究表明，AMD病程中可能與自噬代謝累積物p62的沉積相關，其毒性反應對RPE細胞產生損傷作用[38]。在AMD患者的黃斑組織中也出現自噬體及Nod樣受體蛋白3等炎性因子累積[39]。說明自噬水平的下降與AMD的發生密切相關。
自噬還可通過調節mTOR減少ROS、HIF-1α、糖基化終產物等調節糖脂代謝，減少氧化應激，減輕炎癥反應，清除受損的線粒體，推遲DR的發生[40]。組蛋白HIST1H1C介導視網膜的自噬與炎癥反應，也被證實與DR的發病相關[41]。自噬還可以通過調節LC3與視神經病變誘導基因OPTN蛋白相互作用，減少視網膜神經節細胞的死亡，在青光眼的發病中起一定的調控作用[42]。SIRT6主要通過下調c-Jun及在染色體水平抑制IGF-Akt-mTOR通路，負調節核因子-κB等炎癥因子調節細胞中的自噬活動[7]。SIRT6在眼組織中調控GLUT1和糖皮質激素誘導TNF受體影響葡萄糖和谷氨酸代謝途徑。在DR的研究中發現，作為糖類、脂類等營養物質的感應器，mTOR在高糖、高脂環境中活性增強，抑制自噬，同時高營養負荷還抑制了AMPK及SIRT1通路的活性．而二者均是自噬激活的上游因子[40]。mTOR作為中間靶點如何調控自噬上下游分子間的作用，整合相關通路，可以作為未來研究SIRT6與年齡相關性視網膜疾病的重點。
SIRT6對自噬和衰老的調節在心肌細胞和肺支氣管內皮細胞等均有研究證據，但在眼組織中的具體作用還有待進一步實驗證明[43]。敲除小鼠SIRT6基因可能在幼齡小鼠視網膜中出現AMD、DR、青光眼等眼病的早期表現，視網膜細胞內的自噬水平降低；過表達SIRT6基因可能在視網膜細胞內出現較高的自噬水平。通過在小鼠體內檢測相應的SIRT6和自噬基因、蛋白水平，結合小鼠視網膜細胞壽命和臨床表現，可以對SIRT6在自噬活動中對年齡相關性視網膜疾病的干預進行更明確的判斷。
老年性黃斑變性（AMD）、糖尿病視網膜病變（DR）、白內障等年齡相關性視網膜疾病已成為影響老年人視力的重要疾病。在真核生物中，自噬是一種降解老化的蛋白質、細胞器和有害物質，維持細胞內環境穩態的生理過程[1]。自噬與帕金森病、阿爾茨海默病和亨廷頓病等神經變性疾病的病理過程密切相關[2]。同時，自噬對氧化應激狀態下的視網膜色素上皮（RPE）細胞有保護作用，自噬的下降也被認為與年齡相關性視網膜疾病有關[3, 4]。沉默調節相關蛋白（SIRT）6是長壽蛋白（Sirtuin）家族的去乙酰化酶，在氧化應激條件下可以刺激DNA修復，影響糖脂代謝等，調節機體的衰老[5]。有研究證實，敲除SIRT6基因的小鼠會出現明顯的代謝紊亂及早衰的表現；衰老過程中，SIRT6在介導細胞自噬活動中扮演了重要角色[6]。目前關于SIRT6對自噬調節的研究主要集中在心血管及腫瘤代謝等方面[7]。盡管近期有研究在小鼠視網膜組織和視網膜母細胞瘤中發現了SIRT6表達，但有關SIRT6在視網膜疾病中的具體作用尚不清楚[8, 9]。現就SIRT6參與的自噬在AMD中的作用研究現狀及進展作一綜述，以期為對抗衰老和治療AMD等年齡相關性視網膜疾病提供新思路。
1 自噬
自噬分為巨自噬以及分子伴侶介導的自噬和微自噬，一般所說的自噬均指巨自噬[10]。其主要的生理功能有清除細胞內受損傷、衰老的細胞結構；降解細胞內產物提供能量；維持細胞的內環境穩定；過量自噬誘導細胞程序性死亡[11]。自噬過程可分為4個階段，主要由自噬相關基因（Atg）調節。（1）啟動階段。需要非協同51樣激酶（ULK1）參與。ULK1是Atg1的哺乳動物類似物，在饑餓或哺乳動物雷帕霉素靶點（mTOR）被抑制的條件下，ULK1被激活，介導Atg13和黏著斑激酶家族作用蛋白（FIP）200的磷酸化，形成ULK1-Atg13-FIP200復合體，啟動自噬[12]。（2）分隔膜形成。由Atg 6的哺乳動物類似物自噬基因Beclin-1介導，與磷脂酰肌醇三磷酸激酶Vsp34以及Atg14組成復合體，形成分隔膜[13]。（3）自噬體的延長和封閉階段。需要Atg5-Atg12復合蛋白系統和微管蛋白輕鏈LC3-Atg8復合體兩個泛素化樣共軛系統共同作用，包繞被降解物質，形成自噬體。（4）自噬溶酶體的形成。自噬體通過微管系統轉運至溶酶體，并與之連接和融合，形成自噬溶酶體。自噬體被溶酶體酸性蛋白酶降解，產物為氨基酸等大分子，釋放到細胞中[14]。
自噬由mTOR和AMP依賴的蛋白激酶（AMPK）等多種營養信號調節，其中也包括Sirtuin家族。Sirtuin是沉默信息調節因子2（Sir2）的同源蛋白，在哺乳動物中有SIRT1-7幾種亞型，是一組煙酰胺腺嘌呤二核苷酸依賴的去乙酰化酶，能夠通過調控能量代謝、基因組穩定性等參與調控包括衰老等生理過程。有研究發現，SIRT1是參與去乙酰化必要的自噬調控因子，調控靶點包括Atg5、Atg7、LC3、叉頭框轉錄因子（Foxo）等[15]。并且，Sirtuin家族中的SIRT6也在衰老過程中參與了調控細胞的自噬活動。
生物體的衰老表現為基因組缺失、端粒損耗、蛋白穩定性喪失、線粒體功能紊亂等，是機體的一種整體趨勢[11]。細胞器降解活動的減少會進一步加劇細胞內損傷物質的積累，加速老化過程[16]。隨年齡的增長，自噬活動會隨之減弱[17]。有研究發現，老齡小鼠心臟中自噬水平標志蛋白LC3Ⅱ的含量低于幼年鼠[18]。在長壽線蟲突變體中，Atg基因家族能提高蠕蟲和蠅類在饑餓環境中的生存率[19]。同時，在果蠅體內過表達自噬基因可以延長其壽命[20]。在心臟等器官中的病理性代謝和年齡相關性疾病，自噬也有重要作用[21]。在眼組織中，自噬可以降解光感受器的外節，減少玻璃膜疣的形成，避免AMD發生與發展[22]。
2 SIRT6
SIRT6的基因在細胞核內定位于染色體19p13.3，在肌肉、腦、心臟、肝臟、胸腺等組織中，SIRT6含量最高，進行組織特異性的轉錄調控[23]。SIRT6主要通過修復DNA損傷和減少氧化應激來延緩年齡相關性疾病的進程、減少肥胖和心肌病的發生、抑制腫瘤生長、延緩血管內皮細胞衰老等[24-27]。在生物體中，SIRT6基因敲除小鼠在出生后2周內表現為發育正常，隨后出現嚴重的低血糖、皮下脂肪減少、脊柱彎曲、淋巴細胞減少，在1個月左右死亡[28]。同時，有學者指出過表達SIRT6可以延長雄性小鼠的壽命，SIRT6在調節哺乳動物壽命中起到重要作用[29]。
近期研究表明，SIRT6在小鼠視網膜組織的表達水平高于腦、心臟、肝臟、腎臟等器官，在視網膜母細胞瘤中也有表達[9]。在血視網膜屏障中主要通過葡萄糖轉運體（GLUT1）來完成葡萄糖的轉運。在SIRT6基因敲除小鼠視網膜內，GLUT1的mRNA和蛋白水平均上調，證實SIRT6抑制糖轉運基因表達，調節糖代謝[29]。SIRT6還可以抑制調節葡萄糖水平的重要營養應激因子低氧誘導因子（HIF）-1α，影響葡萄糖的轉運和代謝[30]。在SIRT6基因敲除小鼠的全視網膜RNA分析中，谷氨酸鹽轉運體和α-氨基羥甲基惡唑丙酸離子型谷氨酸鹽受體均有下調，使視網膜暴露于高濃度內源性谷氨酸鹽中，加劇了視網膜神經節細胞、內叢狀層、內核層、外叢狀層、外核層及RPE細胞的變性和死亡。同時可見明顯的感光異常，在視網膜電圖分析中表現為a、b波振幅下降，出現嚴重的視功能損傷[31]。
3 SIRT6調控的自噬與年齡相關性視網膜疾病的關系
有研究發現，SIRT6主要參與了胰島素樣生長因子（IGF）通路介導的自噬和細胞衰老，負調控自噬的抑制靶點mTOR。在心肌組織中，SIRT6能阻斷小鼠心肌的肥厚性應答，通過染色體水平負調節IGF信號通路，減少mTOR對細胞中自噬的抑制[32]。SIRT6也可以通過抑制轉錄因子c-Jun來阻斷單核細胞趨化蛋白-1、白細胞介素（IL）-6和腫瘤壞死因子（TNF）-α等前炎性基因，調節細胞衰老[33]。過表達SIRT6的轉基因雄性小鼠壽命延長，其血漿IGF-1水平降低，蛋白激酶B（Akt）活性降低，Foxo1、Foxo3的磷酸化減少，細胞內自噬活動水平升高[6]。說明SIRT6可能通過調節自噬調節細胞衰老。
功能性自噬減輕蛋白質等物質累積的毒性，可以減少年齡相關性疾病的發生[34]。AMD的發生機制涉及自噬缺陷、光感受器降解以及視循環中斷等。自噬不足使脂褐素在細胞中過量累積，導致RPE細胞損傷[35]。我們前期研究發現，SIRT6能正向調控RPE細胞中的自噬蛋白Beclin-1、Atg5、LC3表達水平，并參與β淀粉樣蛋白介導的RPE細胞炎癥反應[36]。在A2E誘導的RPE細胞模型中，可見自噬和細胞活力下降，細胞間黏附分子（ICAM）-1、IL-1β、IL-6、IL-8等細胞因子升高[3]。活性氧（ROS）產生和蛋白質的異常聚集，可能激活炎性小體，導致RPE細胞的弱炎癥反應，并加速衰老的進程[37]。有研究表明，AMD病程中可能與自噬代謝累積物p62的沉積相關，其毒性反應對RPE細胞產生損傷作用[38]。在AMD患者的黃斑組織中也出現自噬體及Nod樣受體蛋白3等炎性因子累積[39]。說明自噬水平的下降與AMD的發生密切相關。
自噬還可通過調節mTOR減少ROS、HIF-1α、糖基化終產物等調節糖脂代謝，減少氧化應激，減輕炎癥反應，清除受損的線粒體，推遲DR的發生[40]。組蛋白HIST1H1C介導視網膜的自噬與炎癥反應，也被證實與DR的發病相關[41]。自噬還可以通過調節LC3與視神經病變誘導基因OPTN蛋白相互作用，減少視網膜神經節細胞的死亡，在青光眼的發病中起一定的調控作用[42]。SIRT6主要通過下調c-Jun及在染色體水平抑制IGF-Akt-mTOR通路，負調節核因子-κB等炎癥因子調節細胞中的自噬活動[7]。SIRT6在眼組織中調控GLUT1和糖皮質激素誘導TNF受體影響葡萄糖和谷氨酸代謝途徑。在DR的研究中發現，作為糖類、脂類等營養物質的感應器，mTOR在高糖、高脂環境中活性增強，抑制自噬，同時高營養負荷還抑制了AMPK及SIRT1通路的活性．而二者均是自噬激活的上游因子[40]。mTOR作為中間靶點如何調控自噬上下游分子間的作用，整合相關通路，可以作為未來研究SIRT6與年齡相關性視網膜疾病的重點。
SIRT6對自噬和衰老的調節在心肌細胞和肺支氣管內皮細胞等均有研究證據，但在眼組織中的具體作用還有待進一步實驗證明[43]。敲除小鼠SIRT6基因可能在幼齡小鼠視網膜中出現AMD、DR、青光眼等眼病的早期表現，視網膜細胞內的自噬水平降低；過表達SIRT6基因可能在視網膜細胞內出現較高的自噬水平。通過在小鼠體內檢測相應的SIRT6和自噬基因、蛋白水平，結合小鼠視網膜細胞壽命和臨床表現，可以對SIRT6在自噬活動中對年齡相關性視網膜疾病的干預進行更明確的判斷。