引用本文： 康弟, 李洪波. SIRT1、SIRT3、SIRT6和SIRT7調控肺纖維化機制的研究進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2024, 23(1): 64-68. doi: 10.7507/1671-6205.202308002 復制
Sirtuin被稱為“長壽蛋白”，是一類蛋白質的統稱，屬于Ⅲ類蛋白質脫乙酰酶家族，需要NAD+才能發揮酶活性，從真細菌、古細菌、真核生物，尤其是哺乳動物的進化上高度保守，是調節原核生物和真核生物中的關鍵信號通路，并參與許多生物學過程[1-2]。NAD是電子傳遞鏈的重要輔助因子，參與許多酶促反應。Sirtuin的脫乙酰反應包括兩個步驟：第一步Sirtuin裂解NAD并產生煙酰胺，第二步脫乙酰化。乙酰化是一種蛋白質修飾，會影響催化活性、穩定性以及與其他蛋白質或染色質結合的能力。目前，已經鑒定出酵母的7個哺乳動物同源物，命名為SIRT1至SIRT7。根據其活性主要分為4類：第Ⅰ類是NAD+依賴性強效去乙酰化酶SIRT1、SIRT2和SIRT3，第Ⅱ類是ADP-核糖基轉移酶SIRT4，第Ⅲ類是去乙酰化酶SIRT5，最后是對底物具有高度特異性的體外脫乙酰酶SIRT6和SIRT7構成第Ⅳ類[3]。Sirtuin可以調節細胞能量感應、DNA修復、線粒體結構調節、線粒體代謝、炎癥、氧化還原穩態及細胞死亡等生物過程。
肺纖維化是一種進行性、不可預測性及不可逆性疾病，特發性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是其中最具挑戰性的疾病，因其未知且復雜的病因及嚴重缺乏非侵入性治療選擇，患者診斷后平均壽命為3～5年，預后極差[4]，IPF患病率隨著年齡的增長而顯著增加[3]。肺纖維化領域的最新進展明確指出Sirtuin在調節疾病進展中具有關鍵作用，可以作為潛在的抗纖維化藥物靶點。Sirtuin幾乎與所有類型的器官纖維化有關。由于部分Sirtuin在肺部病理中的功能作用尚不明確，本篇綜述我們主要總結和概括了SIRT1、SIRT3、SIRT6和SIRT7調控肺纖維化機制的全面最新進展，并討論了衍生化合物對Sirtuin表達的潛在治療性調節，并為臨床治療提供可靠方向及為設計出新一代廉價、無毒的基于Sirtuin的抗肺纖維化藥物提供基礎。
1 SIRT1在肺纖維化中的研究進展
SIRT1是一種潛在的與致癌轉化、分化和凋亡有關的內源性抗纖維化蛋白，SIRT1與衰老相關，并可抑制細胞衰老和肺纖維化[5-6]。細胞衰老是由端粒縮短或細胞應激引起的細胞周期停滯的一種穩定形式[7]。在細胞核中，SIRT1使組蛋白、FoxO3、p53、過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferators-activated receptorγ，PPARγ）、過氧化物酶體增殖物激活受體α（Peroxisome proliferators-activated receptorα，PPARα）和肝激酶B1等去乙酰化[8]。在細胞質中，SIRT1可使PPARγ共激活因子1α脫乙酰，激活并調節線粒體生物發生、OXPHOS、氧化應激和基因的轉錄，分別滿足生物能量需求和確保細胞氧化還原穩態[9]。SIRT1通過直接乙酰化自噬蛋白（Atg7、Atg8 ）調節和誘導自噬，同時在細胞應激時阻止mTOR信號傳導[8]。研究表明SIRT1的抗纖維化作用可顯著歸因于抑制組蛋白乙酰轉移酶p300，而不是調節Smad磷酸化，SIRT1缺失與肺成纖維細胞中p300的升高有關；吸煙可導致DNA損傷誘導PARP1激活引起NAD+的競爭性消耗，進而引起SIRT1失活，介導自噬的減少，最終引起AT2細胞自噬依賴性衰老，誘導肺纖維化[10]。自噬的減少又可通過促進線粒體氧化應激相關的DNA損傷，降低SIRT1活性，從而建立一個正反饋回路[11]。SIRT1介導的Ku70脫乙酰化調節相關的CMH，可用于調節IPF患者肺部纖維化的演變[12]。SIRT1在褪黑激素治療鉻引起的肺損傷中也有關鍵作用，可使轉錄共激活因子過氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1α去乙酰化。反過來，這又增加了轉錄因子核因子紅細胞2相關因子2（nuclear factor?erythroid 2 related factor 2，Nrf2）和關鍵抗氧化靶基因的表達[13]。小鼠肺泡Ⅱ型上皮細胞中ZIP8的缺失導致肺泡Ⅱ型上皮細胞更新受損，對博來霉素損傷的易感性增加，并發生自發性肺纖維化，外源性鋅補充和SIRT1激活促進IPF患者和老年小鼠肺組織中肺泡Ⅱ型上皮細胞的自我更新和分化并減輕正在進行的纖維形成[14]。Sirt1過表達通過下調Cyp27b1缺陷小鼠的TGF-β1/IL-11/MEK/ERK信號通路改善肺功能障礙、衰老、DNA損傷、衰老相關的分泌表型和纖維化[15]。研究表明黃芪皂苷IV/lncRNA Sirt1反義/sirt1/Akt/foxo3信號通路參與調節轉化生長因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）誘導的上皮細胞-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），從而減輕博來霉素誘導的肺纖維化[16]。
SIRT1也具有抗炎作用，SIRT1可參與調節樹突細胞中的炎癥信號，從而調節促炎性T輔助1型細胞和抗炎性Foxp3+調節性T細胞的平衡[2]。SIRT1通過Toll樣受體2/SIRT1/NF-κB通路對白細胞介素（interleukin，IL）-1β介導的促炎性應激發揮抗炎作用[17]。SIRT1缺乏增加了肥胖膿毒癥小鼠的微血管炎癥，而白藜蘆醇治療減少了白細胞、血小板粘附、E-選擇素和細胞間粘附分子的表達，同時增加了SIRT1表達并提高了存活率。在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化中，白藜蘆醇通過促進SIRT1活性和抑制EMT起保護作用[18]。SIRT1蛋白表達增加可以減少核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）p65亞單位的乙酰化，這導致抑制腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）誘導的NF-κB轉錄激活，且以SIRT1依賴的方式誘導TNF-α分泌的減少[19]。研究證明香煙煙霧通過脂質代謝失調降低SIRT1激活肺成纖維細胞，這是由于mtROS增加和自噬通量受損[11]。研究表明白藜蘆醇可通過靶向NF-κB、以SIRT1依賴的方式激活絲裂原激活的蛋白激酶及抑制信號換能器和轉錄激活因子3的激活來預防炎癥和肺纖維化[20]。這些研究表明SIRT1可以作為IPF患者的治療靶點。
2 SIRT3在肺纖維化中的研究進展
SIRT3是線粒體抗氧化反應和線粒體穩態的蛋白質去乙酰化酶調節劑，也是一種與衰老相關疾病特別相關的蛋白質[21]，主要定位于線粒體，線粒體DNA損傷是肺纖維化的潛在介質。SIRT3通過影響氧化應激反應、線粒體動力學和代謝相關蛋白的乙酰化參與調節肺纖維化多個過程，SIRT3的過表達可恢復OGG1的水平和活性，并阻止mtDNA損傷，從而阻止肺成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化。SIRT3缺陷通過增加肺泡上皮細胞線粒體DNA損傷和凋亡來促進肺纖維化。SIRT3通過脫乙酰錳超氧化物歧化酶和線粒體8-氧鳥嘌呤DNA糖基化酶來解毒線粒體活性氧[22]。SIRT3去乙酰化依賴性激活糖原合成酶激酶β活性來阻斷整個纖維形成途徑，氣道輸送SIRT3與巨噬細胞衍生的旁分泌產物一起激活成纖維細胞中的叉頭盒轉錄因子FoxO3a，從而增加成纖維細胞促凋亡Bcl2家族成員的表達和凋亡，進而促進老年小鼠肺纖維化的解決。
SIRT3缺陷小鼠中糖原合成酶激酶β乙酰化導致TGF-β1合成增加，誘導發生與年齡相關的肺纖維化，Sirt3缺陷小鼠也更容易發生博來霉素和石棉誘導的肺纖維化，這與mtOGG1功能受到不利影響進而導致肺泡Ⅱ型上皮細胞中mtDNA損傷有關[23]，在一定程度上可通過維持AT2細胞mtDNA的完整性來減輕肺纖維化。SIRT3脫乙酰并破壞缺氧誘導因子-1α的穩定介導線粒體的代謝重編程，腺病毒介導的SIRT3過表達可逆轉TGF-β1對活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）生成及線粒體DNA損傷的影響，最終抑制TGF-β1誘導的肌成纖維細胞進一步分化[24]。有研究通過小鼠肺纖維化和人肺成纖維細胞模型證明，TGF-β1降低SIRT3表達可促進主要氧化應激反應調節因子SOD2和異檸檬酸脫氫酶2的乙酰化，SIRT3過表達可減弱TGF-β1介導的成纖維細胞向肌成纖維細胞分化，并顯著降低SMAD3的水平[21]。白藜蘆醇誘導SIRT3表達，改善TGF-β1誘導的乙酰化變化。SIRT3誘導劑Honokiol被發現可以通過阻斷TGF-β/Smad信號并靶向IL-6/CD44/STAT3軸，改善博萊霉素誘導的小鼠體內肺纖維化和體外TGF-β1驅動的EMT。因此，SIRT3激活可能是一種潛在的治療策略，可以保護肺部免受纖維化的發展和減輕已經存在的纖維化。
3 SIRT6在肺纖維化中的研究進展
SIRT6是一種染色質脫羧酶，在維持細胞穩態中具有獨特而重要的功能[25]。SIRT6已被證明可抑制特發性肺纖維化過程中的EMT[26]。SIRT6作為染色質相關蛋白出現，SIRT6也與自噬調節有關，其中一項慢性阻塞性肺疾病研究強調SIRT6過表達與香煙煙霧提取物處理的人支氣管上皮細胞通過阻斷IGF/AKT/mTOR信號通路誘導自噬呈正相關，從而防止細胞衰老[27]。SIRT6通過抑制TGF-β1/Smad2和NF-κB信號通路來阻止TGF-β1誘導的肺肌成纖維細胞分化[28]。在卵清蛋白誘導的小鼠哮喘模型中，SIRT6過表達被發現通過減弱TGF-β1/Smad3信號傳導和c-Jun轉錄活性（通過啟動子上靶位點的H3K9去乙酰化）來阻斷EMT相關的細胞表型。SIRT6作為抗纖維化Sirtuin，可阻斷IGF/AKT、NF-κb、Wnt/β-catenin和TGF-β/Smad3信號通路，在IPF的背景下，研究發現SIRT6的過表達可以通過阻斷TGF-β/Smad3信號傳導，通過直接與Smad3相互作用，阻止下游Smad3-Snail1結合，以去乙酰化相關的方式激活EMT相關基因，包括Slug、Snail1、Twist1、ZEB1和ZEB2的轉錄，從而阻止博萊霉素誘導的體內和TGF-β1誘導的體外EMT，這可能是通過這些基因啟動子的H3K9去乙酰化發生的。TGF-β誘導人支氣管上皮細胞衰老分泌大量量的IL-1，以誘導成纖維細胞中的肌成纖維細胞分化。SIRT6的過度表達通過p21的蛋白酶體降解有效抑制誘導的衰老，此發現表明加速上皮衰老通過維持異常的上皮-間質相互作用在IPF發病機制中發揮作用，而SIRT6可以拮抗這種相互作用[29]。
SIRT6的另一個有趣功能包括通過控制Nrf2活性間接調節SIRT3的表達。SIRT6均通過ROS和蛋白激酶B信號通路抑制TNF-α誘導的血管外膜成纖維細胞炎癥。體外研究表明過量的SIRT6可抑制肺中促炎細胞因子IL‐1β和p21的表達，而使用siRNA敲除可逆轉這種情況。SIRT6促進AMPK表達，從而上調錳超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的抗氧化劑編碼基因表達，從而抑制氧化應激[30]。SIRT6過度表達可減弱胰島素樣生長因子/Akt/mTOR信號，進而誘導自噬[27]。SIRT6通過影響AMPK、ERK、Wnt信號和MAPK途徑，以雙向方式調節細胞增殖，以及通過抑制AMPK信號傳導來促進COX-2的表達，進而增加細胞增殖[31]。SIRT6也是抗衰老干預和增強DNA基因組穩定性的一個有希望的靶點[32]。
4 SIRT7在肺纖維化中的研究進展
SIRT7僅存在于真核生物中，在體腔動物水平的進化過程中，SIRT7似乎源自SIRT6基因的復制，然而，更原始的真核生物（原生動物、假體腔動物和無腔動物）缺乏SIRT7基因，SIRT7是迄今為止研究最少的Sirtuin，但它具有促進核糖體RNA表達、幫助DNA損傷修復和調節染色質壓縮的重要功能[33]。在肺成纖維細胞中用siRNA抑制SIRT7導致膠原蛋白和α-平滑肌肌動蛋白增加。SIRT7過表達導致COL1A1、COL1A2、COL3A1、膠原蛋白、α-平滑肌肌動蛋白蛋白的基礎水平和TGF-β誘導水平降低，且Smad3 mRNA和蛋白質的水平也會降低[34]。SIRT7對FOXO4的脫乙酰作用阻斷谷氨酰胺酶1表達，減輕TGF-β誘導的肺纖維化[35]。
SIRT7特異性定位于核仁，SIRT7介導的GABPβ1殘基K69、K340和K369的去乙酰化促進了 GABPα/GABPβ異四聚體的形成和核編碼線粒體基因的轉錄激活[36]。缺乏SIRT7會損害氧化過程，減少細胞能量產生，并以與自然衰老類似的方式增加ROS產生[37]。研究發現SIRT7在DNA修復中的作用，在DNA雙鏈斷裂時，SIRT7在DNA斷裂位點附近聚集，特異性地使H3K18ac去乙酰化，從而促進53bp1的募集。53bp1的局灶性積累促進非同源末端連接作為響應DNA損傷的修復途徑[25]。在肺動脈或微血管內皮細胞中沉默SIRT7可減弱脂多糖誘導的膠原、α-平滑肌肌動蛋白、轉化生長因子β受體1和轉錄因子Snail、ICAM-1、VCAM-1、IL-8和IL-6的增加，及VE-鈣粘附素和PECAM1的表達減少，促進內膜間充質轉化，進而導致炎癥反應受損和肺血管屏障功能障礙[38]。
5 總結
IPF是一種慢性、進展性、且與年齡相關的肺部疾病[39]。IPF的發病率在全球范圍內迅速增加，在未來幾年中，預計它將成為主要的死亡原因之一。盡管有2種藥物已被證明可以減緩疾病進展，但沒有任何治療方法可以阻止肺功能喪失或恢復肺功能[22]，因此，有必要確定新的細胞和分子靶點，以減少肺纖維化并促進肺修復[23]。目前，Sirtuin小分子調節劑的合成和功能驗證是抗纖維化研究的一個有前景的領域。目前研究生產的Sirtuin激活劑主要有白藜蘆醇、SRT1720、UBCS039、惡唑并吡啶衍生物、咪唑并噻唑衍生物和1，4-二氫吡啶衍生物，抑制劑主要有煙酰胺、Sirtinol、Splitomycin、HR73、AGK2、Cambinol、Salarmide、Tenovin和Suramin[40]。然而，目前我們的重心需要放在SIRT特異性激活劑和抑制劑的具體設計和開發上，這將有利于我們更好地了解該蛋白質的功能及其在肺纖維化中的應用。
本文綜述了SIRT1、SIRT3、SIRT6和SIRT7有關組學、基因敲除和敲入等在調控肺纖維化發展的具體分子機制，提供了Sirtuin在IPF發病機理和治療靶點的某些新視角。但總體Sirtuin是衰老的主要調節劑，在IPF的發展和進展中也起著復雜的作用。驗證SIRTs的生物標志物和治療潛力的臨床試驗仍然缺乏。因此，本綜述系統地總結了SIRTs在肺纖維化中的最新進展，這可能有助于未來研究的設計，從而揭示SIRTs的診斷和治療潛力[1]。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
Sirtuin被稱為“長壽蛋白”，是一類蛋白質的統稱，屬于Ⅲ類蛋白質脫乙酰酶家族，需要NAD+才能發揮酶活性，從真細菌、古細菌、真核生物，尤其是哺乳動物的進化上高度保守，是調節原核生物和真核生物中的關鍵信號通路，并參與許多生物學過程[1-2]。NAD是電子傳遞鏈的重要輔助因子，參與許多酶促反應。Sirtuin的脫乙酰反應包括兩個步驟：第一步Sirtuin裂解NAD并產生煙酰胺，第二步脫乙酰化。乙酰化是一種蛋白質修飾，會影響催化活性、穩定性以及與其他蛋白質或染色質結合的能力。目前，已經鑒定出酵母的7個哺乳動物同源物，命名為SIRT1至SIRT7。根據其活性主要分為4類：第Ⅰ類是NAD+依賴性強效去乙酰化酶SIRT1、SIRT2和SIRT3，第Ⅱ類是ADP-核糖基轉移酶SIRT4，第Ⅲ類是去乙酰化酶SIRT5，最后是對底物具有高度特異性的體外脫乙酰酶SIRT6和SIRT7構成第Ⅳ類[3]。Sirtuin可以調節細胞能量感應、DNA修復、線粒體結構調節、線粒體代謝、炎癥、氧化還原穩態及細胞死亡等生物過程。
肺纖維化是一種進行性、不可預測性及不可逆性疾病，特發性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是其中最具挑戰性的疾病，因其未知且復雜的病因及嚴重缺乏非侵入性治療選擇，患者診斷后平均壽命為3～5年，預后極差[4]，IPF患病率隨著年齡的增長而顯著增加[3]。肺纖維化領域的最新進展明確指出Sirtuin在調節疾病進展中具有關鍵作用，可以作為潛在的抗纖維化藥物靶點。Sirtuin幾乎與所有類型的器官纖維化有關。由于部分Sirtuin在肺部病理中的功能作用尚不明確，本篇綜述我們主要總結和概括了SIRT1、SIRT3、SIRT6和SIRT7調控肺纖維化機制的全面最新進展，并討論了衍生化合物對Sirtuin表達的潛在治療性調節，并為臨床治療提供可靠方向及為設計出新一代廉價、無毒的基于Sirtuin的抗肺纖維化藥物提供基礎。
1 SIRT1在肺纖維化中的研究進展
SIRT1是一種潛在的與致癌轉化、分化和凋亡有關的內源性抗纖維化蛋白，SIRT1與衰老相關，并可抑制細胞衰老和肺纖維化[5-6]。細胞衰老是由端粒縮短或細胞應激引起的細胞周期停滯的一種穩定形式[7]。在細胞核中，SIRT1使組蛋白、FoxO3、p53、過氧化物酶體增殖物激活受體（peroxisome proliferators-activated receptorγ，PPARγ）、過氧化物酶體增殖物激活受體α（Peroxisome proliferators-activated receptorα，PPARα）和肝激酶B1等去乙酰化[8]。在細胞質中，SIRT1可使PPARγ共激活因子1α脫乙酰，激活并調節線粒體生物發生、OXPHOS、氧化應激和基因的轉錄，分別滿足生物能量需求和確保細胞氧化還原穩態[9]。SIRT1通過直接乙酰化自噬蛋白（Atg7、Atg8 ）調節和誘導自噬，同時在細胞應激時阻止mTOR信號傳導[8]。研究表明SIRT1的抗纖維化作用可顯著歸因于抑制組蛋白乙酰轉移酶p300，而不是調節Smad磷酸化，SIRT1缺失與肺成纖維細胞中p300的升高有關；吸煙可導致DNA損傷誘導PARP1激活引起NAD+的競爭性消耗，進而引起SIRT1失活，介導自噬的減少，最終引起AT2細胞自噬依賴性衰老，誘導肺纖維化[10]。自噬的減少又可通過促進線粒體氧化應激相關的DNA損傷，降低SIRT1活性，從而建立一個正反饋回路[11]。SIRT1介導的Ku70脫乙酰化調節相關的CMH，可用于調節IPF患者肺部纖維化的演變[12]。SIRT1在褪黑激素治療鉻引起的肺損傷中也有關鍵作用，可使轉錄共激活因子過氧化物酶體增殖物激活受體-γ共激活因子-1α去乙酰化。反過來，這又增加了轉錄因子核因子紅細胞2相關因子2（nuclear factor?erythroid 2 related factor 2，Nrf2）和關鍵抗氧化靶基因的表達[13]。小鼠肺泡Ⅱ型上皮細胞中ZIP8的缺失導致肺泡Ⅱ型上皮細胞更新受損，對博來霉素損傷的易感性增加，并發生自發性肺纖維化，外源性鋅補充和SIRT1激活促進IPF患者和老年小鼠肺組織中肺泡Ⅱ型上皮細胞的自我更新和分化并減輕正在進行的纖維形成[14]。Sirt1過表達通過下調Cyp27b1缺陷小鼠的TGF-β1/IL-11/MEK/ERK信號通路改善肺功能障礙、衰老、DNA損傷、衰老相關的分泌表型和纖維化[15]。研究表明黃芪皂苷IV/lncRNA Sirt1反義/sirt1/Akt/foxo3信號通路參與調節轉化生長因子β1（transforming growth factor-β1，TGF-β1）誘導的上皮細胞-間充質轉化（epithelial-mesenchymal transition，EMT），從而減輕博來霉素誘導的肺纖維化[16]。
SIRT1也具有抗炎作用，SIRT1可參與調節樹突細胞中的炎癥信號，從而調節促炎性T輔助1型細胞和抗炎性Foxp3+調節性T細胞的平衡[2]。SIRT1通過Toll樣受體2/SIRT1/NF-κB通路對白細胞介素（interleukin，IL）-1β介導的促炎性應激發揮抗炎作用[17]。SIRT1缺乏增加了肥胖膿毒癥小鼠的微血管炎癥，而白藜蘆醇治療減少了白細胞、血小板粘附、E-選擇素和細胞間粘附分子的表達，同時增加了SIRT1表達并提高了存活率。在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化中，白藜蘆醇通過促進SIRT1活性和抑制EMT起保護作用[18]。SIRT1蛋白表達增加可以減少核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）p65亞單位的乙酰化，這導致抑制腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）誘導的NF-κB轉錄激活，且以SIRT1依賴的方式誘導TNF-α分泌的減少[19]。研究證明香煙煙霧通過脂質代謝失調降低SIRT1激活肺成纖維細胞，這是由于mtROS增加和自噬通量受損[11]。研究表明白藜蘆醇可通過靶向NF-κB、以SIRT1依賴的方式激活絲裂原激活的蛋白激酶及抑制信號換能器和轉錄激活因子3的激活來預防炎癥和肺纖維化[20]。這些研究表明SIRT1可以作為IPF患者的治療靶點。
2 SIRT3在肺纖維化中的研究進展
SIRT3是線粒體抗氧化反應和線粒體穩態的蛋白質去乙酰化酶調節劑，也是一種與衰老相關疾病特別相關的蛋白質[21]，主要定位于線粒體，線粒體DNA損傷是肺纖維化的潛在介質。SIRT3通過影響氧化應激反應、線粒體動力學和代謝相關蛋白的乙酰化參與調節肺纖維化多個過程，SIRT3的過表達可恢復OGG1的水平和活性，并阻止mtDNA損傷，從而阻止肺成纖維細胞向肌成纖維細胞轉化。SIRT3缺陷通過增加肺泡上皮細胞線粒體DNA損傷和凋亡來促進肺纖維化。SIRT3通過脫乙酰錳超氧化物歧化酶和線粒體8-氧鳥嘌呤DNA糖基化酶來解毒線粒體活性氧[22]。SIRT3去乙酰化依賴性激活糖原合成酶激酶β活性來阻斷整個纖維形成途徑，氣道輸送SIRT3與巨噬細胞衍生的旁分泌產物一起激活成纖維細胞中的叉頭盒轉錄因子FoxO3a，從而增加成纖維細胞促凋亡Bcl2家族成員的表達和凋亡，進而促進老年小鼠肺纖維化的解決。
SIRT3缺陷小鼠中糖原合成酶激酶β乙酰化導致TGF-β1合成增加，誘導發生與年齡相關的肺纖維化，Sirt3缺陷小鼠也更容易發生博來霉素和石棉誘導的肺纖維化，這與mtOGG1功能受到不利影響進而導致肺泡Ⅱ型上皮細胞中mtDNA損傷有關[23]，在一定程度上可通過維持AT2細胞mtDNA的完整性來減輕肺纖維化。SIRT3脫乙酰并破壞缺氧誘導因子-1α的穩定介導線粒體的代謝重編程，腺病毒介導的SIRT3過表達可逆轉TGF-β1對活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）生成及線粒體DNA損傷的影響，最終抑制TGF-β1誘導的肌成纖維細胞進一步分化[24]。有研究通過小鼠肺纖維化和人肺成纖維細胞模型證明，TGF-β1降低SIRT3表達可促進主要氧化應激反應調節因子SOD2和異檸檬酸脫氫酶2的乙酰化，SIRT3過表達可減弱TGF-β1介導的成纖維細胞向肌成纖維細胞分化，并顯著降低SMAD3的水平[21]。白藜蘆醇誘導SIRT3表達，改善TGF-β1誘導的乙酰化變化。SIRT3誘導劑Honokiol被發現可以通過阻斷TGF-β/Smad信號并靶向IL-6/CD44/STAT3軸，改善博萊霉素誘導的小鼠體內肺纖維化和體外TGF-β1驅動的EMT。因此，SIRT3激活可能是一種潛在的治療策略，可以保護肺部免受纖維化的發展和減輕已經存在的纖維化。
3 SIRT6在肺纖維化中的研究進展
SIRT6是一種染色質脫羧酶，在維持細胞穩態中具有獨特而重要的功能[25]。SIRT6已被證明可抑制特發性肺纖維化過程中的EMT[26]。SIRT6作為染色質相關蛋白出現，SIRT6也與自噬調節有關，其中一項慢性阻塞性肺疾病研究強調SIRT6過表達與香煙煙霧提取物處理的人支氣管上皮細胞通過阻斷IGF/AKT/mTOR信號通路誘導自噬呈正相關，從而防止細胞衰老[27]。SIRT6通過抑制TGF-β1/Smad2和NF-κB信號通路來阻止TGF-β1誘導的肺肌成纖維細胞分化[28]。在卵清蛋白誘導的小鼠哮喘模型中，SIRT6過表達被發現通過減弱TGF-β1/Smad3信號傳導和c-Jun轉錄活性（通過啟動子上靶位點的H3K9去乙酰化）來阻斷EMT相關的細胞表型。SIRT6作為抗纖維化Sirtuin，可阻斷IGF/AKT、NF-κb、Wnt/β-catenin和TGF-β/Smad3信號通路，在IPF的背景下，研究發現SIRT6的過表達可以通過阻斷TGF-β/Smad3信號傳導，通過直接與Smad3相互作用，阻止下游Smad3-Snail1結合，以去乙酰化相關的方式激活EMT相關基因，包括Slug、Snail1、Twist1、ZEB1和ZEB2的轉錄，從而阻止博萊霉素誘導的體內和TGF-β1誘導的體外EMT，這可能是通過這些基因啟動子的H3K9去乙酰化發生的。TGF-β誘導人支氣管上皮細胞衰老分泌大量量的IL-1，以誘導成纖維細胞中的肌成纖維細胞分化。SIRT6的過度表達通過p21的蛋白酶體降解有效抑制誘導的衰老，此發現表明加速上皮衰老通過維持異常的上皮-間質相互作用在IPF發病機制中發揮作用，而SIRT6可以拮抗這種相互作用[29]。
SIRT6的另一個有趣功能包括通過控制Nrf2活性間接調節SIRT3的表達。SIRT6均通過ROS和蛋白激酶B信號通路抑制TNF-α誘導的血管外膜成纖維細胞炎癥。體外研究表明過量的SIRT6可抑制肺中促炎細胞因子IL‐1β和p21的表達，而使用siRNA敲除可逆轉這種情況。SIRT6促進AMPK表達，從而上調錳超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的抗氧化劑編碼基因表達，從而抑制氧化應激[30]。SIRT6過度表達可減弱胰島素樣生長因子/Akt/mTOR信號，進而誘導自噬[27]。SIRT6通過影響AMPK、ERK、Wnt信號和MAPK途徑，以雙向方式調節細胞增殖，以及通過抑制AMPK信號傳導來促進COX-2的表達，進而增加細胞增殖[31]。SIRT6也是抗衰老干預和增強DNA基因組穩定性的一個有希望的靶點[32]。
4 SIRT7在肺纖維化中的研究進展
SIRT7僅存在于真核生物中，在體腔動物水平的進化過程中，SIRT7似乎源自SIRT6基因的復制，然而，更原始的真核生物（原生動物、假體腔動物和無腔動物）缺乏SIRT7基因，SIRT7是迄今為止研究最少的Sirtuin，但它具有促進核糖體RNA表達、幫助DNA損傷修復和調節染色質壓縮的重要功能[33]。在肺成纖維細胞中用siRNA抑制SIRT7導致膠原蛋白和α-平滑肌肌動蛋白增加。SIRT7過表達導致COL1A1、COL1A2、COL3A1、膠原蛋白、α-平滑肌肌動蛋白蛋白的基礎水平和TGF-β誘導水平降低，且Smad3 mRNA和蛋白質的水平也會降低[34]。SIRT7對FOXO4的脫乙酰作用阻斷谷氨酰胺酶1表達，減輕TGF-β誘導的肺纖維化[35]。
SIRT7特異性定位于核仁，SIRT7介導的GABPβ1殘基K69、K340和K369的去乙酰化促進了 GABPα/GABPβ異四聚體的形成和核編碼線粒體基因的轉錄激活[36]。缺乏SIRT7會損害氧化過程，減少細胞能量產生，并以與自然衰老類似的方式增加ROS產生[37]。研究發現SIRT7在DNA修復中的作用，在DNA雙鏈斷裂時，SIRT7在DNA斷裂位點附近聚集，特異性地使H3K18ac去乙酰化，從而促進53bp1的募集。53bp1的局灶性積累促進非同源末端連接作為響應DNA損傷的修復途徑[25]。在肺動脈或微血管內皮細胞中沉默SIRT7可減弱脂多糖誘導的膠原、α-平滑肌肌動蛋白、轉化生長因子β受體1和轉錄因子Snail、ICAM-1、VCAM-1、IL-8和IL-6的增加，及VE-鈣粘附素和PECAM1的表達減少，促進內膜間充質轉化，進而導致炎癥反應受損和肺血管屏障功能障礙[38]。
5 總結
IPF是一種慢性、進展性、且與年齡相關的肺部疾病[39]。IPF的發病率在全球范圍內迅速增加，在未來幾年中，預計它將成為主要的死亡原因之一。盡管有2種藥物已被證明可以減緩疾病進展，但沒有任何治療方法可以阻止肺功能喪失或恢復肺功能[22]，因此，有必要確定新的細胞和分子靶點，以減少肺纖維化并促進肺修復[23]。目前，Sirtuin小分子調節劑的合成和功能驗證是抗纖維化研究的一個有前景的領域。目前研究生產的Sirtuin激活劑主要有白藜蘆醇、SRT1720、UBCS039、惡唑并吡啶衍生物、咪唑并噻唑衍生物和1，4-二氫吡啶衍生物，抑制劑主要有煙酰胺、Sirtinol、Splitomycin、HR73、AGK2、Cambinol、Salarmide、Tenovin和Suramin[40]。然而，目前我們的重心需要放在SIRT特異性激活劑和抑制劑的具體設計和開發上，這將有利于我們更好地了解該蛋白質的功能及其在肺纖維化中的應用。
本文綜述了SIRT1、SIRT3、SIRT6和SIRT7有關組學、基因敲除和敲入等在調控肺纖維化發展的具體分子機制，提供了Sirtuin在IPF發病機理和治療靶點的某些新視角。但總體Sirtuin是衰老的主要調節劑，在IPF的發展和進展中也起著復雜的作用。驗證SIRTs的生物標志物和治療潛力的臨床試驗仍然缺乏。因此，本綜述系統地總結了SIRTs在肺纖維化中的最新進展，這可能有助于未來研究的設計，從而揭示SIRTs的診斷和治療潛力[1]。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。