年龄相关的2种Sirtuin酶的下降改变线粒体动力学，削弱心脏收缩

现在，由南佛罗里达大学健康(USF健康)的研究人员领导的一项新的临床前研究已经确定，sirtuin 1 (SIRT1)和sirtuin 3 (SIRT3)水平在衰老心脏中下降，破坏心肌细胞(心肌细胞)在应对缺血-再灌注损伤(也称为再灌注损伤)时的收缩能力。此外，研究人员报告说，年龄相关的SIRT1和SIRT3缺陷可以通过改变线粒体动力学来损害心功能，而线粒体动力学在代谢健康和炎症反应中起着重要作用。

该研究结果于7月3日在网上发表衰老细胞．

“我们发现线粒体动力学中与年龄相关的变化是由SIRT1/SIRT3缺乏引起的，特别是在心肌细胞中，”USF健康莫尔萨尼医学院外科教授、首席研究员Ji Li博士说。“你需要SIRT1和SIRT3的强烈存在，以保持心脏线粒体动态的健康。否则，心脏的泵血功能就会变弱。”

线粒体产生的能量驱动了活细胞中几乎所有的过程。心肌细胞比其他细胞含有更多的线粒体，因为心脏需要大量的能量来不断地将血液泵到全身。稳定的线粒体动力学在线粒体的不断分裂(裂变)和合并(融合)之间保持健康的平衡，并有助于确保这些被称为细胞“动力室”的特殊结构的质量。

再灌注是急性心脏病发作后的一种常见治疗方法，它可以恢复因血栓阻塞冠状动脉而受损的心脏区域的血液流动(从而恢复氧气)。矛盾的是，在一些患者中，这种必要的血运重建手术会进一步损伤初始心脏病发作部位周围的心肌组织。目前尚无预防再灌注损伤的有效疗法。

为了帮助分析心肌线粒体对缺血-再灌注应激的反应，USF健康研究人员删除了小鼠心脏心肌细胞中的SIRT1或SIRT3，并通过限制血流检查线粒体对缺血应激的反应。研究人员发现，缺乏SIRT3心肌细胞的小鼠心脏线粒体比SIRT3完好的小鼠心脏更容易受到再灌注应激的影响。这些敲除小鼠的心脏线粒体动力学(包括线粒体的形状、大小和结构)在生理上与保留心脏SIRT3的老龄野生型(正常)小鼠相似。

此外，当引入缺血-再灌注应激时，去除SIRT1或SIRT3的年轻小鼠心肌细胞收缩明显减弱，并表现出衰老样心功能障碍。从本质上讲，没有SIRT1/SIRT3，这些健康的年轻小鼠的心脏看起来和行为都像老年心脏。

“我们开始这项研究，试图了解为什么老年人心脏病发作的发病率比年轻人高，以及为什么即使他们接受了最大限度的治疗，他们的死亡率也更高。年轻的人更有可能从心脏病发作中恢复，不太可能遭受缺血-再灌注损伤，”USF健康心脏研究所成员李博士说。“我们的研究表明，其中一个原因可能是SIRT1和SIRT3都随着年龄的增长而下调。年轻人体内的这些蛋白质水平较高，这是使线粒体动态更健康所必需的。”

该研究还表明，在老年患者通过手术打开阻塞的冠状动脉以恢复血液流动之前，给予治疗以“挽救”(改善)他们降低的SIRT1/ SIRT3水平可能会增加对心肌再灌注应激的耐受性，从而减少心脏病发作并发症和死亡，李博士说。他补充说，这种心脏保护治疗可能采用遗传方法来增加SIRT1/SIRT3的产生，或使用激动剂(药物)来激活SIRT1/SIRT3。

如果他们的小鼠模型研究结果适用于人类心脏，李博士的团队希望与有兴趣开发和测试SIRT1/SIRT3激活剂以减轻心脏病相关再灌注损伤的公司合作。

“我们的最终目标是确定治疗心脏病发作的理想靶点，特别是在老年患者中，”李博士说，他的研究得到了国家心肺血液研究所、国家衰老研究所和国家普通医学科学研究所的资助。