Kodolsirtuīni un imūnsistēmas novecošanās 2. daļa

Lūdzu sazinietiesoscar.xiao@wecistanche.comlai iegūtu vairāk informācijas

4. Monocīti un makrofāgi

Makrofāgi atrodas visos ķermeņa audos [59]. Tie ir būtiski audu homeostāzei kontekstam specifisku funkciju attīstības laikā, piemēram, alveolāro makrofāgu gadījumā plaušās vai mikroglia šūnās centrālajā nervu sistēmā.

Papildus savām audu specifiskajām lomām makrofāgi ir labi pazīstami arī ar spēju fagocītu patogēnus, kas izraisa antigēna prezentāciju un iekaisumu. Makrofāgi rodas no eritromieloīdiem prekursoriem agrīnas embriju attīstības laikā vai no infiltrējošiem monocītiem pieaugušā vecumā. Gan no embrijiem, gan no monocītiem iegūti makrofāgi spēj saglabāt savu pārpilnību, vajadzības gadījumā pašatjaunoties. Makrofāgi reaģē uz vidi, kā rezultātā iegūst funkcionālo stāvokļu spektru. Pēc antigēna stimulācijas makrofāgi aktivizējas un polarizējas par pro-vai pretiekaisuma fenotipu, attiecīgi tā sauktajiem klasiski aktivizētajiem Ml un alternatīvajiem M2 makrofāgiem. Ml makrofāgi veic citotoksiskas un audu bojājumu proinflammatoriskās funkcijas, savukārt M2 makrofāgi ir svarīgi, lai atjaunotu iekaisumu un atjaunotu audus. Makrofāgu funkcija ir mainīta gados vecākiem saimniekiem, kā rezultātā pēc infekcijām un audu deģenerācijas ir slikti rezultāti [60]. Novecojušu makrofāgu fenotipiskās pazīmes var atšķirties atkarībā no makrofāgu populācijas, taču daudzi pētījumi liecina, ka veco saimniekorganismu makrofāgiem ir traucēta fagocītu spēja un tie ir novirzīti uz vairāk iekaisumu veicinošu fenotipu. Makrofāgu izsīkums vecām pelēm imūnterapijas laikā ir saistīta ar samazinātu proinflammatorisko citokīnu veidošanos un izdzīvošanu [61]. Tāpat makrofāgu mērķauditorijas atlase vecām pelēm uzlabo perifēro nervu struktūru un muskuļu veiktspēju [62]. Šie dati kopā norāda, ka makrofāgu deregulācija ar vecumu ir galvenais vispārējās organizācijas novecošanās veicinātājs.

Dažādi pierādījumi liecina, ka kodolsirtuīni atbalsta imūnsupresīvas funkcijas un ar M{0}} saistītās atbildes (2. un 4. attēls). Piemēram, SIRT6 ekspresija palielinās peles BM makrofāgos M2-polarizācijas apstākļos [55]. Tāpat SIRT2 ekspresija samazinās peles mikroglijā pēc LPS stimulācijas, kas izraisa Ml polarizāciju [56].cistanche holesterīnsSirtuīni atbalsta makrofāgu bioloģiju daudzos līmeņos, ieskaitot tās šūnu diferenciāciju, pašatjaunošanos, polarizāciju un aktivizēšanu. SIRT1 un SIRT2 proteīna līmenis palielinās cilvēka monocītu diferenciācijas laikā par makrofāgiem, un to inhibēšana ar kanabinolu (1. tabula) vai deficīts veicina proinflammatoriska fenotipa attīstību[46]. SIRT1 un SIRT2 novērš priekšlaicīgu proinflammatorisku gēnu ekspresiju, kontrolējot to hromatīna struktūru. Mehāniski SIRTl un SIRT2 mijiedarbojas ar DNS metiltransferāzes 3B (DNMT3B) enzīmu, lai veicinātu DNS metilēšanu papildus H3K4me3 un H3K27ac nogulsnēšanās ierobežošanai [47]. No BM iegūtiem makrofāgiem no Sirt6W LysM-Cre pelēm, kurās SIRT6 gēns ir īpaši dzēsts mieloīdās šūnās, ir paaugstināts proinflammatorisko citokīnu, tostarp interleikīna (IL) -6, audzēja nekrozes faktora (TNF-) ekspresijas līmenis. , un interferonu (IFN-), un palielinātas migrācijas spējas, salīdzinot ar WT kontrolēm, taču nav zināms, vai tas ir saistīts ar traucētu šūnu diferenciāciju[55].

SIRT1, SIRT2, SIRT6 un SIRT7 aktivitātes ir svarīgas arī makrofāgu polarizācijas līdzsvaram (4. attēls), kas ir atkarīgs no specifiskiem stimuliem un pakārtotajiem signalizācijas notikumiem [66]. M1 polarizācija notiek, reaģējot uz izraisītājiem, piemēram, LPS vai IFN-y, un lielā mērā ir atkarīga no kodolfaktora-kB (NF-KB) transkripcijas faktora, kas ir galvenais iekaisuma un ar vecumu saistītu ceļu regulators [13, 66]. M2 polarizāciju izraisa tādi stimuli kā IL-4 vai ⅡL-10, un tiek izmantoti dažādi kaskādes signāli, tostarp signāla pārveidotājs un transkripcijas 6 (STAT6) un peroksisomu proliferatora aktivētā receptora y (PPARy) aktivācijas aktivators. Daudzi pētījumi ir parādījuši, ka SIRT1, SIRT2 un SIRT6 ierobežo makrofāgu iekaisumu, izmantojot NF-kB regulējumu [55, 57, 58]. SIRT1, SIRT2 un SIRT6 knockout BM makrofāgi parāda NF-kB p65 apakšvienības hiperacetilāciju, kas paaugstina tās transkripcijas aktivitāti un palielina NF-kB mērķa gēnu, tostarp IL-6, TNF-a un IL, ekspresiju. {34}} . SIRT1, SIRT2 un SIRT6 bioķīmiskā un funkcionālā mijiedarbība ar NF-kB ir labi dokumentēta daudzos šūnu tipos [13,65,67], kas liecina, ka makrofāgos var pastāvēt līdzīgi NF-kB regulēšanas mehānismi. HeLa šūnās SIRT6: apklusina NF-kB mērķa gēnu ekspresiju, deacetilējot H3K9ac [13].cistanche deserticola blakusparādībasTurklāt 293F šūnās SIRT6 veicina NF-KB represora IkBa (kappa gaismas polipeptīda gēna pastiprinātāja kodolfaktors B-šūnu inhibitorā) ekspresiju, izmantojot mehānismu, kas ietver histona metiltransferāzes SUV39H1 cisteīna monoubikvitināciju, kā rezultātā. disociācijā no IkBa gēna promotora un līdz ar to gēnu aktivācijā [68]. Peļu embriju fibroblastos SIRT2 tieši deacetilē NF-kB p65 apakšvienību lizīnā 310, nomācot tā transkripcijas aktivitāti [67]. SIRT2 deacetilē H4K16ac G2 / M pārejas laikā, taču nav izpētīts, vai SIRT2 epiģenētiski regulē NF kB mērķa gēnus iekaisuma laikā vai līdzīgos apstākļos. Visbeidzot, ir ziņots, ka SIRT7 ekspresija veselu pacientu leikocītos samazinās atkarībā no vecuma. Monocītu THP-1 šūnu līnijā PMA mediētā monocītu–makrofāgu diferenciācija palielina SIRT7 ekspresiju, savukārt SIRT7 pārmērīga ekspresija palielina diferenciācijas marķierus nestimulētās THP-1 šūnās [64].

Lūdzu, noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk

SIRTI un SIRT2 arī spēlē nozīmīgu lomu mikrogliju aktivācijā un smadzeņu iekaisumā, kam ir būtiska ietekme uz no vecuma atkarīgām neirodeģeneratīvām slimībām [56, 69]. SIRT1 pārmērīga ekspresija mikroglia šūnās arī aizsargā nervu šūnas no amiloīda peptīda izraisītas nāves, kas ir neirotoksisks ceļš, kas saistīts ar Alcheimera slimības patoģenēzi[69]. Sirt2/pelēm un SIRT2 KD mikroglia šūnām, kas inficētas ar LPS, ir spēcīgāka mikroglia proinflammatoriskā reakcija, tostarp augstāks citokīnu sekrēcijas un brīvo radikāļu ražošanas līmenis, kā arī šūnu nāve [56]. Molekulārā līmenī SIRT1 un SIRT2 iedarbojas uz pretiekaisuma īpašībām, samazinot NF-kB aktivitāti. SIRT2 fermentatīvās spējas tiek modulētas ar fosforilāciju, un šīs pēctranslācijas modifikācijas neesamība SIRT2 serīnā S331 novērš NF-kB acetilēšanu mikroglia šūnās. Patiešām, fosforizturīgā SIRT2 S331A mutanta, bet ne fosfomimētiskā SIRT2 S331D mutanta pārmērīga ekspresija mikroglijā samazina p65 apakšvienības acetilāciju pie lizīna 310, iespējams, izraisot NF-kB klusēšanas mērķi.

Lai gan makrofāgi ir galīgi diferencētas šūnas, tām ir spēja patstāvīgi uzturēties lokālas proliferācijas ceļā neatkarīgi no hematopoētisko prekursoru diferenciācijas, kas parasti ir saistīta ar cilmes šūnām [70]. SIRTl piedalās makrofāgu pašatjaunošanās procesā, kontrolējot šūnu cikla progresēšanu un proliferāciju [42].cistanche dosage redditSIRT1 KD makrofāgi ir mazāk efektīvi koloniju veidošanās testos, un tiem ir Gl šūnu cikla apstāšanās, kas ir saistīta ar Myc pazeminātu regulēšanu, E2 faktora (E2F) fosforilācijas traucējumiem un FOXOl transkripcijas faktora palielinātu kodoltranslokāciju. Attiecīgi SIRT1 deficīts izraisa Myc un E2F ceļu gēnu klusēšanu, kuriem ir svarīga loma pašatjaunošanās procesā, un to ceļu regulēšanu, kas saistīti ar FOXO faktoriem, kuri, kā zināms, izraisa šūnu cikla apstāšanos. Līdzīgs fenotips tiek novērots makrofāgos, kas apstrādāti ar NAM (1. tabula), kas palielina iespēju, ka pašatjaunošanās procesā ir iesaistīti arī citi sirtuīni.

Cistanche var novērst novecošanos

Neskatoties uz sirtuīnu vispāratzītajām pretiekaisuma lomām, tikai viens pētījums ir aplūkojis to ieguldījumu makrofāgu novecošanā un ar vecumu saistītu slimību attīstībā. Novecojošu šūnu klātbūtne novecojušos audos veicina M1 makrofāgu polarizāciju un aktivāciju, izraisot audu iekaisumu un apdraudot insulīna signālu [71] Patiešām, hronisks zemas pakāpes iekaisums gados vecākiem cilvēkiem ir saistīts ar insulīna rezistenci un diabētu [72]. Šajā sakarā ir pierādīts, ka mieloīdais SIRT2 aizsargā pret glikozes nepanesību, kontrolējot ar vecumu saistītu iekaisumu [63]. Kā SIRT2 regulē šo procesu, tas ir izskaidrojams ar tā funkcionālo mijiedarbību ar NLRP3 iekaisumu (4. attēls), kā ziņots arī HSC. Makrofāgos SIRT2 mijiedarbojas un deacetilē NLRP3 sastatņu proteīnu, lai nomāktu NLRP3 iekaisuma veidošanos un aktivitāti. Svarīgi, ka SIRT2 līmenis samazinās līdz ar vecumu makrofāgos kopā ar palielinātu NLPR3 acetilēšanu un aktivāciju. Turklāt baltajiem taukaudiem, kas iepriekš tika kultivēti kopā ar veciem makrofāgiem, ir traucēta insulīna signalizācija, salīdzinot ar jaunām kontrolēm, ko var izglābt ar veciem makrofāgiem, kas pārveidoti ar SIRT2 vai ar konstitutīvu deacetilētu NLPR3 formu. Šajā pētījumā ir izcelta SIRT2-NLPR3 ass makrofāgos kā interesants mērķis ar vecumu saistītu iekaisumu novēršanai un glikozes homeostāzes uzlabošanai.

5. Eozinofīli

Eozinofīliem ir svarīga loma aizsardzībā pret helmintu parazītu infekcijām un alerģiskiem iekaisumiem, piemēram, alerģisku rinītu un astmu. Citas lomas ietver šūnu metabolismu, termoģenēzi un pretvēža reakcijas. Eozinofīli veidojas kaulu smadzenēs IL-5 klātbūtnē, kas ir ļoti atkarīgs no GATA-1 transkripcijas faktora [73]. Jaunākie pierādījumi cilvēkiem un pelēm liecina, ka eozinofilu biežums samazinās vecu saimnieku baltajos taukaudos [74]. Šis no vecuma atkarīgais eozinofilu daudzuma samazinājums ir saistīts ar iekaisuma rašanos un dažādu ar vecumu saistītu stāvokļu attīstību, tostarp vājumu un pavājinātu imūnreakciju pret imunizāciju. Svarīgi ir tas, ka jauno eozinofilu pārnešana uz veciem peles saņēmējiem samazina sistēmisku zemas pakāpes iekaisumu, uzlabo fizisko veiktspēju un imūno diferenciāciju un aktivitāti, uzsverot jauno eozinofilu kā atjaunojošo līdzekļu lomu.

Mūsu zināšanas par sirtuīnu un eozinofilu lomu ir ļoti ierobežotas (2. un 5. attēls). Ir tikai viens ziņojums, kurā aprakstīta to funkcionālā mijiedarbība (5.A attēls)[75]. Tomēr daži pierādījumi liecina, ka sirtuīniem ir svarīga loma eozinofilu bioloģijā. Piemēram, reakcija uz DNS bojājumiem ir process, kas ir cieši saistīts ar kodola sirtuīna aktivitāti [76], un ir zināms, ka tas ir spēcīgāks eozinofilos nekā citās iedzimtajās imūnās šūnās[77]. SIRT6 ir svarīgs eozinofilu diferenciācijai un funkcijai [75]. BM šūnu diferenciācija eozinofilos in vitro tiek mainīta, ja nav SIRT6. Turklāt Sirt67 eozinofilu klātbūtnē tiek traucēta arī eozinofilu mediētā M2 makrofāgu polarizācija – process, kas ir atkarīgs no eozinofilu IL-4 sekrēcijas. SIRT6 regulē GATA-1, transkripcijas faktora, kas nepieciešams eozinofilu cilts saistīšanai un diferenciācijai, pārpilnību un aktivitāti [73]. Interesanti, ka SIRT6 veicina GATA-1 transkripcijas aktivitāti neatkarīgi no tā fermentatīvās aktivitātes. SIRT6 veido trīskāršu kompleksu ar GATA-1 un p300, lai pozitīvi regulētu GATA-1 aktivitāti, tāpēc ir iespējams, ka SIRT6 darbojas kā sastatņu proteīns, lai šajā kompleksā piesaistītu p300 acetiltransferāzi. Līdzīgi kā tas notiek veciem saimniekiem, pēc aukstuma iedarbības, mieloīdu. Sirt6-pelēm ir zemāks eozinofilu biežums baltajos taukaudos nekā WT pelēm. Adaptīvā termoģenēze prasa citokīnu, tostarp IL-4 ražošanu eozinofilos, kas noved pie M2 makrofāgu polarizācijas un savukārt veicina balto adipocītu brūnināšanu un siltuma veidošanos. Lai gan šajā pētījumā tika aplūkota eozinofila SIRT6 loma brūno adipocītu aktivitātē, jāatzīmē, ka gados vecākiem cilvēkiem brūno taukaudu depo un funkcija samazinās [78], kas liecina par jauniem veidiem, kā izprast organisma novecošanās mehānismus un to iespējamo saistību ar eozinofilu SIRT6. .

diferenciācija, iespējams, izmantojot GATA{0}} stabilizāciju un aktivizēšanu [75]. (B) SIRT2 uzlabo NK šūnu mediēto citotoksicitāti salīdzinājumā ar hepatocelulārās karcinomas šūnām, taču pamatā esošais rnolekulārais mehānisms lielākoties nav zināms [79]. (C) DCs SIRT1 regulē citokīnu ekspresiju, kas būtiski ietekmē turpmāko Th diferenciāciju [80-82]. SIRT1 veicina Treg diferenciāciju, izmantojot TGF- 1 produkciju HIF1- atkarīgā veidā. SIRT1 arī veicina Th17 diferenciāciju, izmantojot IRF1 dezacetilēšanu, tādējādi ierobežojot tā saistīšanos ar il-27p28 promotoru un apklusinot tā ekspresiju. Turklāt, reaģējot uz zimozānu, SIRT1 tiek piesaistīts il-12gēna promotoram, lai apspiestu tā ekspresiju un ierobežotu Th1 diferenciāciju. (D) SIRT6 ir nepieciešams gan līdzstrāvas diferenciācijai, gan nobriešanai, taču iesaistītie molekulārie mehānismi nav izpētīti [48].

6.NK Šūnas

NK šūnas ir citotoksiski limfocīti, kuriem ir svarīga loma iedzimtajā imunitātē pret vīrusu inficētām šūnām un audzējiem. NK šūnas izdala perforīnus un granzīmus un uz to virsmas ekspresē šūnu nāves ligandus, lai izraisītu mērķa šūnu apoptozi. Turklāt NK šūnas izdala dažādus pro-iekaisuma citokīnus, tostarp TNF-x un IFN-, kuriem ir svarīga loma imūnreakciju uzturēšanā un pastiprināšanā, izmantojot makrofāgu un dendritisko šūnu aktivāciju. Gados vecākiem cilvēkiem NK šūnu nodalījums ir saistīts ar nobriedušu, ilgstoši cirkulējošo NK šūnu skaita palielināšanos [83]. Neskatoties uz šo pieaugumu, NK šūnu izraisītā citotoksicitāte, tostarp granulu sekrēcija un nāves receptoru izraisīta nogalināšana, ir traucēta, kā rezultātā ir vāja reakcija uz vīrusiem un palielinās vēža attīstība. Sirtuīnu loma NK šūnu funkcijā ir maz pētīta (2. 5). Cilvēka SIRT1 ekspresijas līmenis ir augsts novecojušās NK šūnās [84]. Jo īpaši SIRT1 ekspresijas līmenis ir ievērojami augstāks cilvēka NK šūnās personām, kas vecākas par 85 gadiem, nekā gados vecākiem un jauniem cilvēkiem, kuru vidējais vecums ir 75 un 21 gads, attiecīgi. Līdzīgi, karstuma šoka proteīna 70 (HSP70), proteīnam, kam ir svarīga loma olbaltumvielu locīšanas procesā un SIRT1 aktivitātes pakārtotajam efektoram proteīna kvalitātes kontrolē [85], līmenis ir augsts arī gados vecākiem cilvēkiem, kas vecāki par 85 gadiem. Tajā pašā grupā superoksīda dismutāze 2 (SOD2), galvenais antioksidantu enzīms, ko daudzās šūnās regulē SIRT1 [86], arī ir spēcīgi ekspresēta aktivētās NK šūnās.cistanche ekstrakta priekšrocībasTurpmāka izmeklēšana var palīdzēt mums izprast SIRT1 lomu novecojušās NFK šūnās un parādīt, vai SIRT1 ir funkcionāla saistība ar HSP70 un SOD2.

SIRT2 veicina aknu NK šūnu aktivitāti, reaģējot uz hepatocelulāro karcinomu (5.B attēls) (HCC)[79]. SIRT2 ekspresija īpaši palielinās aknu NK šūnās no HCC. inducētās peles, kur tas veicina NK šūnu aktivitāti. SIRT2-pārmērīgi ekspresējošās NK šūnas izdala augstākus proinflammatoriskus citokīnus, citotoksiskas granulas, un tām ir pastiprināta audzēja apkarošana, savukārt SIRT2 KD mazina NK šūnu citotoksisko aktivitāti. SIRT2 aktivitāte ir saistīta ar palielinātu ekstracelulāri regulētās kināzes 1/2 (Erk1/2) un p38 fosforilāciju, kas ir divi signalizācijas ceļi, kas ir svarīgi NK šūnu aktivitātei. Neskatoties uz SIRT2 nozīmi aknu NK šūnu mediētajā pretvēža reakcijā, šī sirtuīna loma NK šūnu novecošanā vēl nav izpētīta. 7.Dendrītiskās šūnas

Dendrītiskās šūnas (DC) ir antigēnu prezentējošas šūnas, kurām ir svarīga loma adaptīvajā imunitātē un paštolerances uzturēšanā. Līdzsvara stāvoklī dendritiskās šūnas ir ļoti fagocītiskas, un tajās pastāvīgi ir pašantigēni, lai ierobežotu T šūnu reaktivitāti. Pēc inficēšanās DC nobriest, kā rezultātā palielinās kostimulējošo receptoru, tostarp CD80, CD86 un MHC-II molekulu, ekspresija, proinflammatorisku citokīnu sekrēcija un T šūnu sāknēšana. Galvenie dendrītu apakštipi ietver mieloīdas izcelsmes parastās dendrītiskās šūnas (cDC) un plazmacitoīdās dendrītiskās šūnas (pDC), kuru izcelsme ir limfoīdā prekursors. Novecošana izraisa lielas izmaiņas līdzstrāvas darbībā. Kopumā, lai gan DC reakcija uz patogēniem ir samazināta, palielinās reaktivitāte pret pašantigēniem un palielinās proinflammatorisko citokīnu ekspresija, kas veicina tolerances noārdīšanos un iekaisumu[87].

Lai gan SIRTl nav nepieciešams līdzstrāvas diferenciācijai un nobriešanai, DC SIRTl ir liela nozīme Th-mediēto imūnreakciju līdzsvara uzturēšanā (2. un 5. attēls). Patiešām, SIRT1 ekspresija palielinās DC pēc Toll līdzīgu receptoru (TLR) stimulācijas cilvēkiem un pelēm, un tās dzēšana pelēm izraisa mainītu T šūnu polarizāciju [80,81] Tomēr vairākas pētniecības grupas ir ziņojušas par SIRTl atšķirībām šajā jomā. šūnu tips (5.C attēls). Jangs un kolēģi atklāja, ka DC SIRT1 vada Th17 šūnu, T šūnu apakškopas ar iekaisuma īpašībām, ražošanu, ierobežojot IL-27, pretiekaisuma citokīna, kas nomāc Th17 diferenciāciju, ražošanu. . Patiešām, Sirt10 CD{14}}Cre pelēm, kurām SIRTl ir īpaši dzēsts DC, ir mazāks Th17 šūnu procentuālais daudzums. Molekulārā līmenī SIRTl mijiedarbojas un deacetilē interferona regulējošo faktoru 1 (IRF1), transkripcijas faktoru, kas saistīts ar IL-27 ekspresiju. IL-27 ir proteīna heterodimērs, kas sastāv no apakšvienībām p28 un no Epšteina-Barra inducēta gēna 3(EBI3)SIRT1-atkarīgā IRF1 deacetilācija samazina IRF1 saistīšanos ar il-27p28 gēna promotoru, kā rezultātā tās apklusināšanā, tādējādi samazinot IL-27 ražošanu un veicinot Th17 diferenciāciju. Izmantojot līdzīgu peles Sirt1 dzēšanas modeli DC, Liu un kolēģi ziņoja, ka DC SIRT1 nosaka Thl un regulējošo T (Treg) šūnu ražošanas līdzsvaru pēc DC stimulācijas, nemainot Th17 līniju. Pelēm ar Sirt1/DC ir lielāks IFNyt T šūnu un IFNy sekrēcijas procentuālais daudzums un zemāks FOXP3 plus T šūnu procentuālais daudzums un FOXP3 mRNS līmenis. Šajā pētījumā SIRT1 regulē IL-12 un TGF{{40} veidošanos. }, divi raksturīgi citokīni Thl un Treg diferenciācijai attiecīgi no hipoksijas inducējamā faktora a (HIFla) atkarīgā veidā. Cilvēka DC SIRTl ierobežo arī IL-12p70 veidošanos, reaģējot uz zimozānu, TLR2 stimulu, kas ir saistīts ar imūntoleranci un Thl citokīnu pazemināšanos [82]. IL-12p70 ir p35 un p40 apakšvienību heterodimērs, ko kodē attiecīgi IL-12a un IL-12b gēni. Mehāniski zimozāns pamudina SIRTl piesaistīt IL-12gēna promotoru, kā rezultātā notiek hromatīna sablīvēšanās 1. nukleosomā un histona dezacetilēšana, kas ierobežo IL-12p35 ekspresiju. Kopumā šie pētījumi liecina, ka SIRTl ir galvenais citokīnu ražošanas regulators DC, un tam ir būtiska ietekme uz turpmāko T šūnu apakškopu veidošanos.

Cilvēkiem un pelēm SIRT6 piedalās dendritisko šūnu diferenciācijā un nobriešanā (5D attēls)[48]. Salīdzinot ar WT kontrolēm, Sirt6/pelēm kaulu smadzenēs ir mazāk cDC prekursoru. Turklāt, ja nav SIRT6, tiek traucēta peles DC diferenciācija un nobriešana no BM šūnām. Pārsteidzošāki rezultāti ir iegūti cilvēka cDC ģenerēšanas modelī, kurā SIRT6 inhibīcija ar S6 inhibitoru (1. tabula) nopietni pasliktina monocītu diferenciāciju DC. No fenotipa viedokļa peles Sirt6//BM atvasinātie DC ir mazāk nobrieduši, ko mēra ar samazinātu CD86, CD80 un MHCII ekspresiju, palielinātu endocītu kapacitāti un samazinātu spēju stimulēt limfocītu proliferāciju. Svarīgi ir tas, ka TLR iesaistīšanās ar LPS no Sirt6/BM atvasinātās DC palielina TNF-o un IL{14}}radošo šūnu procentuālo daudzumu, kas nozīmē, ka SIRT6 precīzi noregulē citokīnu veidošanos šajās šūnās. Kopumā šis pētījums izceļ SIRT6 nozīmīgo lomu DC un liecina, ka SIRT6 trūkums novecojušā DC varētu būt daļēji atbildīgs par sliktu imūnreakciju un iekaisumu. 8.Adaptīvā imunitāte

Lai gan iedzimtā imūnsistēma atpazīst zemas specifiskuma atkārtotus motīvus, kas atrodas plašā patogēnu un bojāto saimniekšūnu klāstā, adaptīvā imūnsistēma ir ievērojama ar tās augsto antigēnu specifiskuma pakāpi. B un T limfocīti, divi adaptīvās imunitātes šūnu locekļi, tiek ģenerēti kaulu smadzenēs (2. attēls), lai gan T šūnu priekšteči pēc tam migrē uz aizkrūts dziedzeri, lai pabeigtu nobriešanu. Nobriedušas B un T šūnas cirkulē asinsritē un limfas sistēmā, un abas savās membrānās ekspresē B šūnu receptorus (BCR) vai T šūnu receptorus (TCR), kas tiek pacelti, lai atpazītu gandrīz visus eksogēnos vai ļaundabīgos antigēnus, vienlaikus panesot pašantigēnus. Tādējādi antigēnu specifiskuma klonālā daudzveidība ir adaptīvās imūnsistēmas stūrakmens. Pēc infekcijas izraisītāju atpazīšanas B un T šūnas tiek aktivizētas un diferencējas efektoršūnās vai ilgstošas ​​​​atmiņas šūnās. Efektorlimfocīti vai nu pastiprina iedzimto imūnreakciju, īpaši mērķējot uz patogēniem vai citokīnu sekrēciju, vai arī izraisa inficētu un ļaundabīgu saimniekšūnu nāvi, vai arī izbeidz imūnreakciju, kad problēma ir novērsta. Imūnnovecošanās kontekstā tiek apdraudēta B un T šūnu klonālā daudzveidība, un tiek novērota būtiska spēja reaģēt uz vakcīnām un jauniem patogēniem aģentiem. 9.T šūnas

T limfocīti tiek sadalīti palīga CD4t T un citotoksiskās CD8t T šūnās, un tos aktivizē TCR specifiskie antigēni procesā, kas ietver kontaktus starp šūnām. Citotoksiskās CD8t T šūnas atpazīst ļaundabīgās šūnas vai inficētās šūnas un vērš tās pret šūnu nāvi, izmantojot dažādus mehānismus, tostarp granzīmu un perforīnu ražošanu, kas ir divi galvenie proapoptotiskie faktori. Helper CD4 plus T šūnām ir imūnmodulējošas funkcijas, un tās tiek sadalītas neskaitāmās apakšgrupās, tostarp Th1, Th2, Th9, Th17 un Treg, no kurām katrai ir atšķirīga imūno šūnu mērķu grupa un citokīnu ekspresijas modelis (2. attēls)[88, 89].

Lai gan tiek uzskatīts, ka zināma naivas T šūnu ražošanas pakāpe saglabājas līdz sirmam vecumam, tiek pieņemts, ka galvenais Tr šūnu kopums tiek izveidots agrīnā dzīves posmā. Ar vecumu saistītas aizkrūts dziedzera atrofijas laikā notiek pakāpeniska aizkrūts dziedzera šūnu skaita samazināšanās un ievērojams audu arhitektūras zudums. To pavada eksponenciāls timopoēzes samazinājums, un pussabrukšanas periods cilvēkiem ir 16 gadi [9]. Jaunu T šūnu ražošanas samazināšanās ar vecumu ietekmē jau esošo naivo T šūnu kopumu un pārējo imūnsistēmu.

No vienas puses, novecojušas naivas T šūnas kļūst atbildīgas par nodalījuma uzturēšanu, ja nav būtiskas T šūnu ražošanas, kas liek tām nonākt cilmes līdzīgā stāvoklī [91]. No otras puses, nepārtraukta jaunu patogēnu iedarbība un autoimūnu traucējumu un hronisku infekciju parādīšanās izraisa palielinātu kloniski paplašinātu atmiņas T šūnu kopumu uz perifēro naivo T šūnu kopuma rēķina. Tas galu galā ierobežo TCR daudzveidību, mazina adaptīvās imūnsistēmas spēju stāties pretī jauniem un jau esošajiem izaicinājumiem, un tas ir imūnnovecošanās pazīme [3, 92]. T šūnu novecošanos pavada virkne T šūnām raksturīgu defektu, kas ietver T šūnu izsīkumu, plašas ģenētiskas un epiģenētiskas izmaiņas, traucētu TCR signālu pārraidi un proteostāzes un mitohondriju homeostāzes zudumu [92].Cistanče ČingishhansSirtuīni veicina T šūnu bioloģiju (6. attēls) un veselības ilguma saglabāšanu T šūnu nodalījumā vairākos līmeņos: SIRT1 ir sarežģīta loma, kas regulē TCR mediētas T šūnu atbildes reakcijas, novecošanos un palīgu T šūnu polarizāciju; Sirt6 izslēgšana T šūnās izraisa sistēmisku iekaisumu pelēm, un augsts SIRT7 ekspresijas līmenis krūts vēža gadījumā ir saistīts ar T šūnu izsīkumu. Proporcionāla T šūnu aktivizēšana imūnās atbildes laikā ir stingri atkarīga no TCR signālu sliekšņa, kas nosaka, vai stimulētās T šūnas veido efektīvu imūnreakciju vai arī tās kļūst enerģiskas. Šis slieksnis ir ļoti svarīgs, lai izslēgtu autoimunitāti, un novecošanas laikā tas var kļūt disregulēts [93, 94]. TCR signalizāciju rūpīgi kontrolē kostimulējošie vai līdzrepresoru receptori plazmas membrānā un intracelulāri moduļi, kas precīzi noregulē TCR signālu intensitāti. SIRTl ir kļuvis par svarīgu faktoru T šūnu reakciju pielāgošanai, regulējot TCR signālu pārtraukšanu (6.A attēls un 1. tabula). Ja nav SIRT1, T šūnu aktivācija ar anti-CD3 antivielām ir atļauta neatkarīgi no CD28 kostimulācijas. Pelēm TCR stimulētās Sirtl'T šūnas nesamērīgi vairojas, rada paaugstinātu IL-2 līmeni un nespēj iekļūt anerģijā, kas nozīmē, ka SIRTl negatīvi regulē TCR signālu pārraidi in vivo [40,95]. Tas savukārt izraisa tolerances zudumu Sirt1-/T šūnās. Patiešām, lai gan naivajām un aktivizētajām T šūnām ir līdzīgi SIRT1 ekspresijas līmeņi, anerģiskās T līmenis ir ievērojami augstāks. Mehāniski SIRT1-mediētā TCR signālu pārtraukšana ietver transkripcijas faktoru AP-1, kam ir jābūt transkripcijas ziņā aktīvam, lai T šūnu efektora reakcijas būtu efektīvas [95]. AP-1 heterodimēra c-Jun locekļa acetilēšana ir nepieciešama, lai tas būtu aktīvs, un SIRT1 dinamiski regulē c-Jun acetilēšanu TCR aktivācijas laikā [95-97]Tāpēc pēc TCR stimulācijas, kad c -Jun acetilācijas maksimumi, SIRTl mijiedarbojas ar c-Jun, lai samazinātu tā acetilācijas līmeni un tādējādi dzēstu AP-1-mediēto TCR reakciju. Sniedzot papildu pierādījumus tam, ka SIRT1 darbojas kā T šūnu aktivācijas un anerģijas atgriezeniskās saites modulators, viens pētījums parādīja, ka IL-2, kas var mainīt anerģiju T šūnās, nomāc SIRTI ekspresiju, neļaujot FOXO3a saistīties ar Sirtl promotoru. Tas ir ticams mehānisms TCR jutības atjaunošanai [98].

(B) B šūnās SIRTI deficīts samazina MHC-II līmeni, kā rezultātā tiek traucēta savstarpējā prezentācija ar CD4*T šūnām [104]. SIRTl ir svarīgs arī klases maiņas rekombinācijai, jo tas nomāc AID ekspresiju, deacetilējot H3K9Ac un H3K14Ac pie AID promotora [46]. Turpretim Sirt7-/splenic B šūnām ir bojāta klases maiņas rekombinācija [18]. Izbalētas līnijas norāda ar vecumu saistītu funkciju zudumu, un sarkani komentāri norāda ar vecumu saistītās izmaiņas. Attēls izveidots ar BioRender.com. SIRT1 deficīts samazina MHC-Ⅱ līmeni, kā rezultātā tiek traucēta savstarpējā prezentācija ar CD4 plus T šūnām [104]. SIRT1 ir svarīgs arī klases maiņas rekombinācijai, jo tas nomāc AID ekspresiju, deacetilējot H3K9Ac un H3K14Ac pie AID promotora[46]. Turpretim Sirt7-/liesas B šūnām ir bojāta klases maiņas rekombinācija [18]. Izbalētas līnijas norāda ar vecumu saistītu funkciju zudumu, un komentāri sarkanā krāsā norāda ar vecumu saistītās izmaiņas. Attēls izveidots ar BioRender.com.

Novecojušām T šūnām dažādi pretrunīgi pētījumi ir ziņojuši gan par paaugstinātu, gan pazeminātu SIRTl proteīna un mRNS līmeni, kas norāda uz sarežģīta signalizācijas tīkla esamību, kas šajā kontekstā regulē SIRT1 aktivitāti (6.A attēls). CD8t T šūnu diferenciācijas laikā IL-12 stimulācija palielina histona acetilāciju un transkripcijas faktora pamata leicīna rāvējslēdzēja ATF līdzīgo transkripcijas faktoru (BATF). BATF sadarbojas ar c-Jun, lai apspiestu SIRTI gēna transkripciju, nodrošinot augstu histona acetilēšanas līmeni T-bet promotorā, lai veicinātu palielinātu ATP veidošanos un T šūnu diferenciāciju efektoršūnās [99]. BATF ekspresijas līmenis ir augstāks vecajās CD4 plus T šūnās, un BATF saistošo motīvu pieejamība palielinās līdz ar CD8 plus T šūnu vecumu [105]. Šie novērojumi liecina, ka SIRT1 pazemināta regulēšana var saistīt T šūnu aktivāciju ar T šūnu novecošanos[106]. Saskaņā ar šo modeli Sirtl / pelēm attīstās spontāna autoimunitāte, kas norāda, ka SIRT1 loma perifērās tolerances uzturēšanā var būt svarīga, lai novērstu šo T imūnsenescences modeli [107]. Gados vecākiem cilvēkiem SIRT1 ekspresija ir ievērojami samazināta perifēro asiņu mononukleārajās šūnās, taču nav zināms, vai tas ir saistīts ar SIRT1 lokusa novirzes epiģenētisko regulējumu un vai tas būtiski ietekmē T šūnu reakciju [108].

Ir aprakstīts, ka T šūnu novecošanas laikā mikroRNS miR{0}la pazemināšanās novecojušajās naivās un atmiņas T šūnās ietekmē SIRT1 līmeni. miR-18la precīzi noregulē T šūnu aktivāciju, regulējot proteīnu ekspresiju, kas ietekmē TCR signālu intensitāti un iznākumu. Novecojušā cilvēka T šūnās miR-18la pazemināta regulēšana uzlabo vairāku TCR signālu negatīvās atgriezeniskās saites regulatoru, tostarp SIRT1, ekspresiju, tādējādi paaugstinot T šūnu aktivācijas slieksni un samazinot T šūnu jutību [100]. Proti, SIRTl inhibīcija vai klusēšana cikliski novecojušās cilvēka T šūnās ne tikai atjauno šūnu cikla progresēšanu, bet arī samazina to replikācijas stresu [109]. Tas ir pretstatā novērojumiem primārajos peles fibroblastos, kuros SIRTl trūkums ir saistīts ar patoloģisku DNS replikāciju [110].

Kopumā šie pētījumi liecina, ka SIRTI ekspresija ir stingri kalibrēta, lai nodrošinātu pareizas T šūnu atbildes reakcijas un ka SIRT1 deregulācija novecojušām T šūnām var vai nu veicināt pastiprinātu T reakciju SIRT1 pazeminātas regulēšanas gadījumā un vāju T šūnu reakciju SIRT1 augšupregulācijas gadījumā. .

Galīgi diferencētu CD8 * CD28 T šūnu uzkrāšanās ir vēl viena imūnnovecošanās pazīme, un SIRT1 ir saistīta ar šo šūnu novecošanos [1, 112]. Ja nav CD28 kostimulācijas, CD8 * CD28 T šūnas ir ļoti citotoksiskas, ekspresē proinflammatoriskus citokīnus un iegūst replikatīvas novecošanās pazīmes [113]. Novecošanas laikā SIRT1 tiek pakļauts autofagijas izraisītai degradācijai vairākos peles orgānos, tostarp liesā un aizkrūts dziedzerī. Vecās CD8 un CD28 atmiņas T šūnās SIRTl tiek samazināts proteīna līmenī, SIRT1 transkripcija nemainās, un autofagiskās degradācijas kavēšana atjauno SIRTl pārpilnību [49]. Līdzīgus atklājumus ieguva Džengs un kolēģi, kuri novēroja, ka cilvēka CD8 plus atmiņas T šūnām un, vēl jo vairāk, termināli diferencētajām CD8*CD28 T šūnām ir dramatiski samazināts SIRT1 (bet ne SIRT6 vai SIRT7) proteīna līmenis bez izmaiņām tā gēnu ekspresija. Mehāniski SIRT1 zudums pastiprina tā mērķa FOXOl proteasomālo degradāciju un tādējādi palielina šo atmiņas T šūnu glikolītisko spēju un citotoksiskās efektora funkcijas (6.A attēls)[102]. Patiešām, nesen tika ziņots, ka FOXOl novērš novecošanos un negatīvi regulē aktivāciju un terminālo diferenciāciju CD8 plus T šūnās [114]. Tāpēc SIRT1 zudums jaunākajos CD8 un Tšūnu diferenciācijas posmos varētu veicināt iekaisumu, veicinot aktīvo un ļoti citotoksisko CD8t T šūnu uzkrāšanos. Atšķirībā no pretiekaisuma lomām, kas parasti tiek attiecinātas uz sirtuīniem, ir pierādīts, ka SIRT1 veicina vispārēju iekaisumu veicinošu fenotipu, nomācot Treg aktivitāti. Tas ir svarīgi, jo aktivētie Tregi uzkrājas gados vecāku cilvēku perifērijā, iespējams, vecuma izraisītā iekaisuma konteksta dēļ [45, 15, 16]. FOXP3 dezacetilēšana ar SIRT1 padara to vairāk pakļauti proteasomu degradācijai, tādējādi samazinot nomācošo Treg funkciju in vitro nomākšanas testos. Un otrādi, sirtuīna inhibīcija ar NAM ievērojami palielina Treg šūnu biežumu un funkciju in vitro (1. tabula)[43,44]. Turklāt specifiska Sirtl dzēšana FOXP3 plus šūnās palielina FCXP3 līmeni un Treg funkciju in vivo, tādējādi uzlabojot izdzīvošanu allotransplantātos [118]. Kā papildu pierādījums tam, ka SIRTl veicina pretiekaisuma T šūnu fenotipus, ir konstatēts, ka SIRT1 ir iesaistīts Th17 šūnu diferenciācijā. Tās ir CD4 plus T šūnas, kurām ir svarīga iekaisuma funkcija baktēriju un sēnīšu infekciju gadījumā un kas ir saistītas ar vairākām ar iekaisumu saistītām slimībām. SIRT1 tiek regulēts Th17 diferenciācijas laikā un deacetilē centrālo Th17 transkripcijas faktoru RORyt, lai optimizētu tā transkripcijas aktivitāti, tādējādi SIRT1 inhibīcija. nomāc gan Th17 diferenciāciju, gan funkciju [101]. Un otrādi, 5SIRT1 regulē STAT3 acetilēšanu, lai noteiktu tā sadalījumu šūnās. SIRT1 aktivācija ar dažādiem agonistiem (1. tabula) samazina STAT3 translokāciju uz kodolu un savukārt pasliktina STAT3 mērķa RORC (kas kodē RORy) transkripciju, tādējādi bloķējot Th17 diferenciāciju [41]. Pēc tam SIRT1 negatīvi regulē RORy līmeni, vienlaikus palielinot tā transkripcijas aktivitāti. Tas, vai šīs divas pretējās funkcijas ir jāsabalansē, lai kontrolētu Th17 ģenerēšanu, un vai tas ir atkarīgs no konteksta, joprojām nav izpētīts. Visbeidzot, ir arī aprakstīts, ka SIRT1 negatīvi regulē CD4t T šūnu diferenciāciju Th9 šūnās, izmantojot rapamicīna (mTOR)-HIF1 - atkarīgā mehānisma mehānisko mērķi [103]. Lai gan SIRT1 loma efektoru palīga T šūnās novecošanās laikā vēl nav pētīta, konstatētā SIRT1 nozīme likteņa lēmumos palīga T šūnu diferenciācijas laikā liecina, ka SIRT1-deregulēta ekspresija un aktivitāte, iespējams, ietekmē CD4 un T nelīdzsvarotību. šūnu apakšpopulācijas, kas tiek novērotas novecošanās un slimību sākumā.

Rakstā, kurā tika pētītas gēnu ekspresijas izmaiņas, kas rodas imūnsistēmas laikā žurkām, tika konstatēts, ka SIRT2 proteīna līmenis ir ievērojami pazemināts liesā un, vēl jo vairāk, vecu žurku aizkrūts dziedzerī. Tas bija pretstatā faktam, ka vecajam aizkrūts dziedzerim bija arī pazemināts SIRT2 mērķa H4K16Ac līmenis [18]. Vispārīgāk, H4K16Ac hipoacetilācija iepriekš ir bijusi saistīta ar replikācijas novecošanos un konstatēta salīdzinoši vāja vairākos vecos peļu audos. Autori piedāvāja ticamu skaidrojumu gan SIRT2, gan H4K16Ac zemākajam līmenim, kur vājākā MOF, galvenās H4K16-acetiltransferāzes saistība ar kodola slāni bija atbildīga par H4K16 hipoacetilēšanu [119].

Izmaiņas DNS metilēšanā un kluso heterohromatīna reģionu zudums novecošanas laikā, un jo īpaši imūnsenescence ir epiģenētiskie traucējumi, kas visbiežāk tiek atzīti par tādiem, kas parādās, pieaugot vecumam. Šajā kontekstā ir zināms, ka heterohromatīna zīme H3K9me3 ir vājāka gados vecākiem cilvēkiem. Lai gan šķiet, ka tās vecuma atkarīgās izmaiņas ir atkarīgas no konteksta un sugas, zemāks H3K9me3 līmenis tiek novērots arī vecu žurku liesā, kas vienlaikus uzrāda H3K9 metiltransferāzes SUV39H1 līmeņa pazemināšanos [118]. Patiešām, Sua39hl un Suv39h2 dubultā izslēgšana atkārto daudzus imūnnovecošanās defektus pelēm, tostarp aizkrūts dziedzera involūciju, samazinātu limfocītu veidošanos, augstāku atmiņas / naivu šūnu attiecību un lielāku HSC sākumu pret mieloīdo līniju. Turklāt ir pierādīts, ka H3K9me3 regulēšana ar SUV39H1 nosaka likteņa lēmumus naivās CD8 plus T šūnās. Ja nav SUV39H1 CD8 plus T šūnas nespēj apspiest atmiņas transkripcijas programmas un tāpēc pasliktina spēju iegūt efektora funkcijas. Tā vietā lielāks CD8 plus T šūnu procentuālais daudzums pārvēršas par atmiņas T šūnām, kas nodrošina ilgstošu izdzīvošanu un palielina ilgtermiņa atmiņu. Tāpēc šķiet, ka SUV39H1-mediētais H3K9me3 ir svarīgs, lai apklusinātu atmiņas programmas pēc aktivizēšanas T šūnās, potenciāli ietekmējot novecošanas laikā novērotā naivā repertuāra samazināšanos [120].

No daudzajām lomām, ko sirtuīni spēlē heterohromatīna uzturēšanā neimūnās šūnās, SUV39Hl ir viens no galvenajiem SIRT6 un SIRT1 mērķiem, kas liecina, ka tie var būt svarīgi arī H3K9me3 regulēšanai imūnās šūnās. SIRT6 mediē SUV39H1 monoubikvitināciju, kas novērš tā saistīšanos ar hromatīnu un tādējādi H3K9 metilēšanas aktivitāti [68]. Un otrādi, SIRT1 tieši regulē SUV39H1 funkciju, deacetilējot. Ja nav SIRT1, SUV39H1 aktivitāte ir dramatiski pavājināta, kā rezultātā tiek zaudēti H3K9Ac un heterohomatīna proteīna 1 (HPlo) perēkļi un, savukārt, heterohromatīna destabilizācija [11].

Visbeidzot, SIRT6 ir iesaistīts arī imūnsistēmas novecošanā un iekaisumos, jo tas regulē T šūnu iekaisuma reakcijas. Sēklas pētījumi par SIRT6 lomu novecošanā parādīja, ka Sirt6/pelēm bija smags progeroīda fenotips, kas ietvēra dziļu limfopēniju un nomira pirmajā dzīves mēnesī. Tomēr Sirt6 / limfocīti parasti attīstījās konkurējošās transplantācijas testos, norādot uz šūnu ārējo fenotipu [25]. Turpmākajā pētījumā tika ziņots par masīvu daudzu orgānu iekaisumu Sirt6/pelēm, kas visizteiktākā bija to aknās. Histoloģiskā analīze liecināja par spēcīgu CD3 plus T šūnu un, mazākā mērā, F4/80 plus makrofāgu infiltrāciju [121]. Šajā pētījumā mērķtiecīga Sirt6 izdzēšana T šūnās vai mieloīdajā līnijā, bet ne hepatocītos, apkopoja iekaisuma un fibrozes fenotipu aknās, norādot, ka SIRT6 regulē iekaisumu imūnsistēmas šūnu autonomā veidā. Lai gan SIRT7 nav īpaši pētīts imūnnovecošanās kontekstā, Huo un kolēģi ziņoja, ka augsts SIRT7 ekspresijas līmenis krūts vēža šūnās ir saistīts ar sliktu prognozi, T šūnu izsīkumu un pro-iekaisuma M1-tipa infiltrāciju. makrofāgi[122], kas liecina, ka SIRT7 aktivitāte var veicināt iekaisumu un kaitēt T šūnu homeostāzei novecošanas laikā.

Šis raksts ir izvilkts no Genes 2021, 12, 1856. https://doi.org/10.3390/genes12121856 https://www.mdpi.com/journal/genes