文章标题

《心脏SIRT1通过靶向sestrin 2改善阿霉素诱导的心脏毒性》

《Cardiac SIRT1 ameliorates doxorubicin-induced cardiotoxicity by targeting

sestrin 2》

文章链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35452917/

文章发表情况介绍

该文章由纽约国际967ny硕士研究生王洁为第一作者，博士生导师顾俊莲教授为通讯作者的老年与慢病护理研究团队于2022年4月在Redox Biology（5年影响因子：12.038；中科院1区；JCR 1区）期刊上发表。

第一部分：文章内容解读

研究背景

阿霉素（Doxorubicin, DOX）是目前应用最广泛、最有效的蒽环类抗癌药物之一，但长期使用DOX会导致不可逆的剂量依赖性慢性心脏毒性的发生，甚至继发心力衰竭，最终危及生命。DOX引起心脏损伤的具体机制十分复杂，其中心脏氧化应激和心肌细胞凋亡被认为是DOX引起心脏损伤的两大重要因素。因此，维持心脏氧化还原平衡和减少心肌细胞凋亡被认为是治疗DOX所致心脏损伤的有效策略。Sirtuin 1（SIRT1）在多项心脏疾病治疗的研究中被证实具有强大的抗氧化和抗凋亡特性，可显著改善糖尿病心肌病和心肌缺血再灌注损伤等。虽然SIRT1的蛋白表达水平在DOX诱导的心肌病中显著降低，但SIRT1和sestrin 2（SESN2）之间的调控关系及其在DOX所致心脏毒性中的作用机制尚不清楚。

研究方法

使用超高分辨率小动物超声成像系统评估小鼠的心脏功能。使用FITC标记的麦胚凝集素染色检测小鼠心肌细胞横截面积的大小。使用Masson三色染色和天狼星红染色检测小鼠心脏胶原沉积的情况。使用实时荧光定量聚合酶链式反应检测小鼠心脏和H9c2细胞中心房利钠肽、脑钠肽、结缔组织生长因子、肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α, TNF-α）、白介素-1β、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的mRNA水平。使用免疫组织化学染色检测小鼠心脏中TNF-α、4-羟基壬烯醛和3-硝基酪氨酸的蛋白表达水平。使用免疫荧光染色检测小鼠心脏中核因子-κB（Nuclear factor-κB, NF-κB）p65和红系衍生的核因子2相关因子2（Nuclear factor erythroid 2-related factor 2, NRF2）的核内蛋白表达水平以及血红素氧合酶-1（Heme oxygenase-1, HO-1）和醌NADH脱氢酶1的蛋白表达水平。使用二氢乙啶染色、2’,7’-二乙酰二氯荧光素染色和流式细胞术评估小鼠心脏和H9c2细胞中活性氧的生成情况。使用末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记染色和流式细胞术检测心肌细胞凋亡率。使用western blot检测小鼠心脏、H9c2细胞和原代心肌细胞中核内NF-κB p65、核内NRF2、HO-1、SIRT1、SESN2、磷酸化的腺苷酸活化蛋白激酶α（Phosphorylated AMP-activated protein kinase α, P-AMPKα）和鼠双微体2（Murine double minute 2, MDM2）的蛋白表达水平。使用免疫沉淀法检测心脏、原代心肌细胞和H9c2细胞中SESN2的泛素化水平以及SESN2和MDM2的相互作用强度。

研究结果

研究结果表明，DOX降低了心脏中SIRT1的蛋白表达水平，同时，引起心功能障碍和心肌重构。心脏特异性Sirt1敲除进一步加重了DOX所致的心脏结构和功能紊乱，并且破坏了RES的心脏保护作用。随后的体内和体外实验结果证实，激活SIRT1可以维持心脏氧化还原稳态，减少心肌细胞凋亡，从而改善DOX引起的心脏结构和功能紊乱。进一步分子机制研究结果显示，过表达SIRT1恢复了DOX诱导的SESN2和P-AMPKα蛋白表达下调。相反，抑制SIRT1抵消了RES在DOX损伤反应中上调SESN2和P-AMPKα蛋白表达的作用。此外，在DOX处理的心肌细胞中，抑制SESN2破坏了RES激活AMPKα和保护心脏的作用，而过表达SESN2可以恢复AMPKα的活性，并抑制DOX诱导的心肌细胞氧化应激和凋亡。这些结果表明，SIRT1通过增加SESN2的蛋白表达激活AMPKα，从而抑制DOX诱导的心肌细胞氧化应激和凋亡。

接下来，为了明确SIRT1和SESN2在心肌细胞中的调控关系，研究者采用免疫荧光染色检测SIRT1和SESN2的亚细胞定位情况并采用免疫共沉淀技术进一步检测SITR1和SESN2是否存在相互作用。实验结果表明，SIRT1不能直接上调SESN2的蛋白表达，而是通过抑制MDM2介导的SESN2泛素化后降解增加SESN2的蛋白表达。

研究结论

该研究揭示了在DOX所致的心脏毒性模型中，SIRT1通过减少MDM2介导的SESN2的泛素化增加SESN2的表达，进而激活AMPKα，抑制心脏氧化应激和心肌细胞凋亡，从而减轻DOX诱导的心脏毒性。

第二部分：第一作者、通讯作者简介

第一作者

王洁，纽约国际967ny2019级硕士研究生，主要研究方向为老年与慢病护理，目前以第一作者发表SCI论文5篇。

通讯作者

顾俊莲，纽约国际上网导航967教授，博士研究生导师，纽约国际上网导航967齐鲁青年学者，美国路易斯维尔大学博士后，纽约国际967ny科研实验室主任。研究方向为心脏康复机制和康复策略。主持国家自然科学基金和山东省自然科学基金多项，在国际顶级期刊如Redox biology、Diabetes和Cell Report及其他高水平期刊上累计发表SCI论文40余篇。