去乙酰化酶SIRT7在细胞衰老中的研究进展

朱 桐 薛原野 李欣桐 郝方丹 周艳芳

组蛋白是真核细胞染色质的主要结构蛋白，组蛋白乙酰化/去乙酰化是基因表达调控的表观遗传机制，由组蛋白乙酰化转移酶(histone acetylases,HAT)和组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases,HDACs)动态调控。HDACs按特异性功能分为4类:Ⅰ类HDACs包括HDAC1、HDAC2、HDAC3和HDAC8；Ⅱ类HDACs包括HDAC4、HDAC5、HDAC6、HDAC7、HDAC9和HDAC10；Ⅲ类HDACs又称沉默信息调节因子2(silent information regulator 2, Sir2)-相关酶类(Sir2-related enzymes, Sirtuins)；Ⅳ类HDACs主要是HDAC11。Sirtuins是一类高度保守、依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide，NAD)的Ⅲ类HDACs。Sirtuins与Sir2同源，Sir2最初在酵母中被发现，且被证明可以延长酵母的寿命。哺乳动物的Sirtuins有7种亚型：SIRT1～SIRT7，每种亚型都含有一个保守的NAD结合域和核心催化结构域，每一种亚型都有特殊的亚细胞定位和功能。与Sirtuins家族的其他成员不同，SIRT7主要定位于核仁中，是该家族中被研究报道最少的，近年发现SIRT7不仅参与核糖体RNA(rRNA)的转录与修饰、细胞代谢、细胞应激以及DNA损伤修复等，并且作为致癌或者抑癌基因参与肿瘤细胞的增殖分化、侵袭转移和凋亡等。SIRT7在大多数癌症细胞中表达上调，包括结直肠癌、胃癌、乳腺癌、膀胱癌、卵巢癌、宫颈癌和肝细胞癌等。近期研究也发现SIRT7参与了细胞衰老进程。本文从DNA损伤、线粒体功能障碍、氧化应激、表观遗传修饰4方面简述SIRT7与细胞衰老的关系。

1 SIRT7的结构及定位

SIRT7是Sirtuins家族中唯一定位于核仁的蛋白，近期研究发现，SIRT7也存在于成纤维细胞的胞浆中。SIRT7是位于17号染色体长臂25区3带(17q25.3)亚端粒区域的单拷贝基因，基因组序列跨越6.2 kb区域，分别与人类SIRT1和酵母Sir2相似度为39%和21%。SIRT7基因编码10个外显子和9个内含子，经过剪接成长度为1.7 kb的信使RNA(messenger RNA, mRNA)，可翻译为400个氨基酸的蛋白，蛋白分子质量约为44.9 kDa，等电点为9.8。……