Sirt6在肾纤维化中的作用及其机制研究

In preliminary study, we found that Sirt6 expression was significantly increased in the mouse renal fibrosis model after unilateral ureter obstruction, and found β-catenin was a new partner of Sirt6. Our previouse work also found that Sirt6 can undergo SUMO modification, and SUMOylation specifically affects its deacetylation activity of H3K56. Recent studies have reported that Sirt6 inhibits Wnt signaling by specifically deacetylating histone H3K56. We hypothesize that the profibrotic signals upregulate the expression of Sirt6 and promote its SUMO modification, inhibiting Wnt/β-catenin signaling pathway mediating by Sirt6 to prevent renal fibrosis. In this proposal, we will test this hypothesis in the following specific aims: 1. to determine the role Sirt6 in renal fibrosis? 2. to determine how profibrotic signals up-regulate the expression of Sirt6? 3. to determine whether the SUMO modification affect Sirt6-mediated Wnt signaling pathway during renal fibrosis? Successfully completion of this proposal will yield new information about the role and molecular mechanisms of Sirt6 in renal fibrosis，providing new target for prevention and treatment of renal fibrosis.

我们前期工作发现在梗阻后的纤维化肾组织中，Sirt6的表达明显升高，并发现其与β-catenin的相互作用。我们前期研究还发现Sirt6能发生SUMO修饰，SUMO修饰特异性地影响Sirt6对组蛋白H3K56的去乙酰化活性。最近的研究报道Sirt6通过特异性去除组蛋白H3K56乙酰化，调控Wnt信号。基于此，我们提出促肾纤维化信号会上调Sirt6的表达，可能通过促进Sirt6的SUMO修饰影响Wnt/β-catenin信号通路，抑制肾纤维化。因此，本课题将在前期工作的基础上聚焦如下科学问题：1. Sirt6是否参与肾纤维化及其具体作用？ 2. 促纤维化信号如何上调Sirt6的表达？ 3. 在肾纤维化过程中，SUMO修饰是否影响Sirt6介导的Wnt信号通路？通过对以上问题的回答，我们期望能够认识Sirt6在肾纤维化中的作用及其分子机制，为肾纤维化的防治提供新靶点。

肾脏纤维化是不可逆的进行性病变，最终需透析治疗或肾移植，但目前对肾脏纤维化的发病机制仍缺乏全面认识，严重阻碍了临床抗纤维化治疗的有效进行。持续激活的Wnt/β-catenin信号与肾纤维化病变的发生和进展相关。我们首先检测了Sirt6敲除的细胞中β-catenin 靶基因的表达情况，发现促纤维化信号会促进β-catenin 的活化和该通路中与纤维化相关的基因表达 （PAI-1,Fsp1，Axin2）。过表达Sirt6会抑制含有β-catenin反应元件的荧光素酶活性，提示Sirt6会特异性的抑制β-catenin活化，而这种抑制作用是依赖其去乙酰化酶活性的。我们虽然检测到了Sirt6与β-catenin的相互作用，但发现在促纤维化信中，Sirt6可能不是β-catenin主要的去乙酰化酶。那促纤维化信号促进Sirt6与β-catenin的相互作用有什么作用呢？ 我们进一步检测了Sirt6在β-catenin 靶基因启动子处的结合情况，发现促纤维化信号会增加Sirt6在启动子处的结合，提示促纤维化信号可能促进β-catenin对Sirt6在其靶基因启动子处的招募。之前研究发现Sirt6可以调控启动子处组蛋白乙酰化情况（H3K9Ac 或者 H3K56Ac），参与基因表达调控。我们通过进一步的染色质免疫共沉淀实验证实了Sirt6的缺失会增加β-catenin 纤维化相关靶基因启动子处的H3K56乙酰化水平，这可能是Sirt6缺失促进β-catenin 纤维化相关靶基因表达的原因。我们也在UUO的小鼠造模过程中腹腔注射了Sirt6特异性的小分子抑制剂，发现Sirt6 特异性的抑制剂可以显著改善肾小管的损伤和肾脏纤维化情况，并且是通过调控β-catenin信号通路实现的。相关文章已被 Kidney Internatioanl 杂志接收。 在这一部分工作中，我们证实了促纤维化信号会增加Sirt6的表达，促进其与β-catenin的相互作用，β-catenin将Sirt6招募到与纤维化相关靶基因的启动子处，通过对靶基因启动子处的H3K56去乙酰化，抑制纤维化的进展。该工作解析了肾纤维化发生的新机制，为肾纤维化的防治提供了新靶点。