PD的主要病理改變是中腦黑質多巴胺能神經元丟失,同時錯誤摺疊的α-syn蛋白聚集體形成了Lewy小體。而SIRT1和SIRT2在PD模型中具有相反的效果。
此前的研究表明,SIRT1缺失會導致PD病理,這表明SIRT1具有神經保護作用;另外的研究發現,α-syn蛋白聚集會促進線粒體功能失調並降低SIRT1表達;在SH-SY5Y細胞的研究中,SIRT1已顯示出透過減少α-syn聚集體的作用而充當神經保護劑。而在對SY5Y細胞給予MPP+處理後SIRT1的表達被抑制,但HIF-1α和LDHA的表達增加,這也表明SIRT1參與了HIF-1α的表觀遺傳調控。NAMPT在SIRT1的NAD+依賴性脫乙醯基作用中充當底物,在PC-12細胞的6-OHDA帕金森病模型中,而NAMPT顯示出了神經保護作用。
完全相反的是,SIRT2介導α-syn蛋白聚集、誘導氧化應激、進而導致PD發病。SIRT2透過介導FOXO3a脫乙醯基進而增加促凋亡蛋白Bim的表達;另外有科學家證明,抑制SIRT2可保護PC12細胞免受過氧化氫誘導的ROS毒性作用,這些結果證明SIRT2在PD中具有神經毒性作用。另外在PD的果蠅模型中,SIRT2抑制劑透過降低α-syn毒性和形成更少的α-syn聚集體而在多巴胺能神經元中表現出神經保護活性。
各種報道已經表明白藜蘆醇在PD中具有治療作用,並顯示它可以透過啟用SIRT1來抑制α-syn誘導的SK-N-BE細胞毒性;此外白藜蘆醇還可透過啟用SIRT1和LC3脫乙醯化作用改善MPTP處理的小鼠的病理變化;綜合研究表明,白藜蘆醇透過啟用AMPK/SIRT1/PGC-1α來挽救線粒體功能進而治療PD。另外在乳酸菌誘導的N27細胞PD模型中,神經元存活率的提高已證明SIRT2抑制可能是治療PD的潛在策略。
AK7是一種已知的在HD中具有神經保護作用的SIRT2抑制劑,研究發現這類藥物在PD中同時具有神經保護作用,但對肌萎縮性側索硬化和腦缺血則不具有保護作用,在MPTP誘導的PD小鼠模型中,AK7的治療改善了行為異常、神經化學缺陷和氧化還原功能障礙。
圖:SIRT1和SIRT2在PD中的活動
總之,SIRT1和SIRT2在帕金森病中發揮著關鍵作用,而且關於它們與疾病之間更確切的機制,還需要我們更進一步的研究與探討。
參考文獻:
Manjula R, Anuja K and Alcain FJ (2021) SIRT1and SIRT2 Activity Control in Neurodegenerative Diseases. Front. Pharmacol.11:585821. doi: 10.3389/fphar.2020.585821.
校審: Simon (Brainnews編輯部)